心脑血管疾病严重威胁中老年人健康，最常见的原因是动脉粥样硬化，而头颈动脉与冠状动脉粥样硬化密切相关，部分缺血性脑卒中患者常伴有冠状动脉病变，心脑血管联合评价具有重要的临床意义^[1,2,3,4]。CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）检查广泛应用于临床^[5]，常规头颈血管与冠状动脉因血流方向及循环时间等因素影响，CTA检查需要分次进行，对比剂用量大，患者检查时间长^[6,7]。双源CT的大螺距前瞻性心电门控扫描可以在1个心动周期内完成头颈心血管一站式检查，但是这种模式只重建了1个心动周期中的舒张期或收缩期期相，无法进行心电编辑及多期相分析，心率波动患者一次性扫描成功的可能性较小^{[7,8,9,10,11]}。笔者采用多层双源CT大螺距双期扫描对心率波动患者行头颈心血管成像，探讨其可行性，并对图像质量、辐射剂量和对比剂用量进行初步研究。

研究通过了本院伦理委员会的批准（批准文号201924）。回顾性分析2017年1月至2019年11月河北省人民医院符合以下标准的患者。纳入标准：（1）疑似心脑血管疾病行头颈CTA与冠状动脉CTA检查的连续患者；（2）心率波动大于3次/min。排除标准^[12]：（1）严重肝、肾功能不全；（2）严重心律不齐。79例患者纳入研究，检查前均未服用硝酸甘油。按照检查方案的不同将患者分为2组：A组（40例）：注射1次对比剂，采用大螺距双期模式行头颈心CTA一站式扫描（第1期图像为Single A组，第1、2期结合图像为Double A组）；B组（39例）：注射2次对比剂，分别行头颈CTA减影扫描和冠状动脉CTA回顾性心电门控扫描。两组患者的年龄、性别构成、身高、体重、体重指数、心率和心率波动差异均无统计学意义（表1）。

均采用德国Siemens Somatom Force 192层双源CT机完成扫描。对比剂采用碘海醇（含碘350 mg/ml），采用双筒高压注射器以4~5 ml/s的流率经肘正中静脉注射0.8 ml/kg+40 ml生理盐水。应用对比剂示踪法，ROI设于主动脉根部层面并监测CT值达到阈值自动触发延迟扫描。管电压及管电流采用自动调节技术。

仰卧双臂上举过头、伸直，正确连接心电导联线，屏气或自由呼吸。采用前瞻性心电触发大螺距双期扫描，注射1次对比剂后根据心率预设双期心电门控采集期相，心率≤70次/min的患者选择舒张中期，心率>70次/min的患者选择收缩末期^[13]。A组中29例心率≤70次/min，双期预设采集期相均为65% R-R间期；11例患者心率>70次/min，其中10例双期预设采集期相均为30% R-R间期，1例双期预设采集期相不同，分别为30%和65% R-R间期。扫描范围自心脏膈面至颅顶，螺距为3.2，探测器准直192×0.6 mm，旋转时间0.25 s/周，管电压100 kV，管电流320 mA，层厚0.75 mm，层间距0.50 mm。感兴趣区（region of interest，ROI）阈值80 HU，触发后延迟4 s进行第1期足头向扫描，最短间隔（4 s）后行第2期头足向扫描。

（1）头颈CTA：减影法扫描，仰卧，双手下垂置于身体两侧，头部和下颌固定好，避免吞咽动作^[14]。扫描范围自主动脉弓至颅顶，螺距1.0，探测器准直128×0.6 mm，旋转时间0.25 s/周，管电压120 kV，管电流84 mA，层厚1.0 mm，层间距0.7 mm，ROI阈值100 HU，触发后延迟3 s扫描。（2）冠状动脉CTA：回顾性心电门控扫描，体位同A组。扫描范围自气管隆嵴下2 cm（根据患者体型调整）至心脏膈面。螺距0.23，探测器准直192×0.6 mm，旋转时间0.25 s/周，管电压100 kV，管电流288 mA，层厚0.75 mm，层间距0.50 mm。ROI阈值100 HU，触发后延迟6 s扫描，采集期相选择35%~75% R-R间期。

扫描结束后所有患者原始数据自动上传至德国Siemens Syngo.via工作站进行后处理。选择高级模拟迭代技术重建，迭代强度为3。头颈CTA横断面图像用神经血管程序进行处理。冠状动脉横断面图像重建卷积核为BV36，遇钙化或支架采用锐利卷积核BV49，冠状动脉专用程序进行重组分析，具体技术包括最大密度投影、容积再现和曲面重组等。

由2名具有5年以上心脑血管疾病影像诊断经验的影像科医师，在不知晓患者分组的情况下对头颈部动脉和冠状动脉（直径≥1.5 mm^[13]）各分支血管的横断面及重组图像质量进行分别评价，并最终达成一致意见。主要评分标准为：4分，各分支血管管壁连续且显示清晰，无搏动伪影，能很好地诊断；3分，各分支血管管壁欠锐利，轻微搏动伪影，能够诊断；2分，各分支血管管壁模糊，血管搏动伪影较大，较难满足诊断；1分，各分支血管管壁显示不清，血管搏动伪影严重，完全不能满足诊断。

评价参数包括CT值、图像噪声、信噪比（signal noise ratio，SNR）和对比噪声比（contrast noise ratio，CNR）。（1）头颈部：分别测量两侧颈内动脉（internal carotid artery，ICA）起始处（ROI为20 mm²）、椎动脉V4段（ROI为2 mm²）、大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）M1段（ROI为2 mm²）和眶内球后脂肪（ROI为20 mm²）的CT值及标准偏差（stanard deviation，SD）值，并取双侧平均值，以SD作为图像噪声，以M1段的CT值及眶内球后脂肪的SD值计算头颈部图像的SNR和CNR。SNR_头颈=CT值_M1/SD值_{眶内球后脂肪}，CNR_头颈=（CT值_M1-CT值_{眶内球后脂肪}）/SD值_{眶内球后脂肪}。（2）冠状动脉：分别测量右冠状动脉（right coronary artery，RCA）、左前降支（left anterior descending，LAD）和回旋支（left circumflex，LCX）近开口处（ROI均为2 mm²）的CT值，测量时避开钙化和软斑块。在左主干起源层面测量主动脉根部（aorta，AO）和胸壁脂肪（ROI均为100 mm²）的CT值及SD值，以AO的CT值和纵隔脂肪的SD值计算冠状动脉图像的SNR和CNR。SNR_冠状动脉=CT值_AO/SD值_胸壁脂肪，CNR_冠状动脉=（CT值_AO-CT值_胸壁脂肪）/SD值_胸壁脂肪。

分别记录每例患者的容积CT剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）和剂量长度乘积（dose length product，DLP），并根据公式计算有效辐射剂量（effective radiation dose，ED）。ED=k×DLP，头颈部和冠状动脉k值分别取0.003 1、0.014 0 mSv·mGy^-1·cm^-1。A组患者的ED分2部分进行计算^[7]，ED_头颈=头颈部扫描长度/总扫描长度×100%×DLP×0.003 1；ED_冠状动脉=冠状动脉扫描长度/总扫描长度×100%×DLP×0.014 0。由操作技师记录对比剂量。

采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。计量资料采用Shapiro-Wilk检验是否符合正态分布，符合正态分布用±s表示，偏态分布用中位数（上、下四分位数）表示。采用独立样本t检验（正态分布）或Mann-WhitneyU检验（偏态分布）比较A组和B组间计量资料的差异，定性资料的比较采用χ²检验。多组间（Single A组、Double A组和B组）计量资料的比较采用单因素方差分析，组内两两比较采用LSD法。P<0.05为差异有统计学意义。

Single A组、Double A组和B组间的头颈CTA主观评分差异无统计学意义，B组评分高于A组，均满足诊断需求；3组间的冠状动脉CTA主观评分差异有统计学意义，Single A组评分最低，Double A组和B组间差异无统计学意义（P=0.104），均满足诊断需求（表2）。Double A组为双期结合、择优评价图像（图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8，图9）。

3组间CT值、SD值、SNR和CNR差异均有统计学意义，其中Single A组与Double A组差异均无统计学意义，B组和Single A组、B组和Double A组的差异均有统计学意义（表3）。

3组间的SD值差异无统计学意义；CT值、SNR和CNR差异均有统计学意义（表3）。A组CT值低于B组，均在300~450 HU最佳范围内^[14]。Double A组与Single A组、B组与Single A组的SNR、CNR差异均有统计学意义，Double A组高于Single A组，提示双期扫描图像质量优于单期图像。

3组患者间的DLP和ED差异均有统计学意义（表4）。Double A组的ED（2.66±0.92）mSv，较B组（4.94±1.70）mSv降低46.15%。

A组为（57.60±5.46）ml，较B组（103.10±3.17）ml降低44.13%，差异有统计学意义（t=-45.455，P<0.01）。

冠状动脉在心动周期内的运动轨迹随心率的变化而改变，虽然192层双源CT的扫描速度可达737 mm/s，螺距可达3.200，时间分辨率可达66 ms，仍不足以在任意期相冻结心脏，扫描时还需在冠状动脉的最佳期相进行采集，一般原则为心率≤70次/分为舒张中期（55%~75%的R-R间期），心率>70次/分为收缩末期（30%~45%的R-R间期）^[11,14]。大螺距单心动周期扫描采用的前瞻性心电触发技术，根据扫描前3个R-R间期时间的算术平均值确定采集时的单个R-R间期，此R-R间期的最佳采集期相依心率按上述原则预设。当心率波动时会直接影响计算的单个R-R间期准确性进而导致实际采集期相偏离预设值，当采集期相落在R波时会产生心脏搏动伪影，直接影响检查的成功率^[15,16,17]。有学者提出运用大螺距双期扫描进行单心动周期的冠状动脉成像并证实可行，所获得的两组不同期相图像可互相补充，有效降低图像不可诊断性^[18]。

前瞻性心电门控大螺距头颈心CTA一站式检查技术应用已相对成熟^[7,10]，但多为单期扫描模式，患者的心率波动仍旧是影响其冠状动脉成功率的重要因素^[11]，相关指南中也提出前瞻性心电门控大螺距扫描推荐使用范围是心率波动小于3次/分^[14]。笔者将双期扫描技术应用到头颈心CTA一站式检查中，分析40例心率波动大于3次/分的患者图像，第1期头颈部CTA主观评分均大于3分，图像质量能满足诊断要求。冠状动脉CTA中21例第1期各分支血管均满足图像诊断要求，18例需采用双期结合图像（10例第2期各分支血管均优于第1期，故仅采用第2期图像；8例需要在第1、2期各分支血管中择优评价，互相补充），1例双期扫描至冠状动脉时均落在R波上，造成右冠状动脉下段严重运动搏动伪影，显示不佳，分析原因是为了缩短双期扫描间隔时间，第2期采用头足向，增大了扫描至覆盖心脏范围时落在正确期相的难度。双期扫描仅需注射1次对比剂，用量较B组两次注射降低了44.13%，辐射剂量较B组的回顾性心电门控35%~75% R-R间期宽时间窗采集降低了46.15%。因此，双期前瞻性心电门控大螺距扫描不仅可以提高心率波动患者头颈心CTA一站式检查成功率，也可有效降低辐射剂量与对比剂量。

本研究存在的局限性包括：（1）样本量小，未根据心率波动范围详细分组比较，且仅与传统CTA检查模式进行对照，未对血管狭窄的准确性进一步研究证实。（2）对比剂量较其他研究稍多，后续考虑结合碘流率，采用三期相对比剂注射技术进一步降低用量。第1期扫描头颈CTA均满足诊断要求，心率波动主要影响冠状动脉CTA质量，后续研究将根据心率波动范围进一步细化调整采集期相，且第2期扫描只进行冠状动脉检查，从而进一步降低辐射剂量。

综上所述，运用多层双源CT大螺距双期扫描对心率波动患者进行头颈心血管一站式检查具有可行性，两期图像互相补充，在较低的辐射剂量与对比剂用量条件下，可保证较好图像质量。