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在美国和其他发达国家，心血管病的发病率和病死率在过去的40年中已显著降低。这与心血管病危险因素的有效控制、治疗策略的改进、无创性心血管成像等的应用有关。特别是，心血管CT成像正逐步向心血管病高危人群的精确诊断和危险度精细分层方向发展，已取代了一些传统的、具有较大风险的或诊断精确度较低的检查方法。我国心血管病患病率处于持续上升阶段。这势必导致心血管CT越来越多的使用，随之而来的电离辐射损伤日益成为关注的重大问题。尽管目前还没有直接的证据表明CT的辐射损伤可以导致恶性肿瘤，但基于线性非阈值的理念，即使小剂量的电离辐射也可能有致癌风险。因此，尽可能低的辐射剂量(as low as reasonably achievable，ALARA)原则得到普遍认可，该原则要求在尽可能低的辐射剂量下，保证足够诊断的图像质量和诊断准确性[1,2,3,4]。 近年来，提出了很多降低心血管CT辐射剂量的方法且均能在保证图像质量的同时降低辐射剂量，甚至降低对比剂的用量。2011年国际心血管CT协会(society of cardiovascular CT，SCCT)出版了《心血管CT辐射剂量优化指南》；同年《中华放射学杂志》出版了《心脏冠状动脉多排CT临床应用专家共识》[5]，对指导心血管CT更安全使用起到很好的指导作用。鉴于CT技术的迅速发展及近年来在降低CT辐射剂量方面取得的进步，我们结合文献和当前国内实际情况，编写了本共识，期望对规范国内心血管CT的使用，降低心血管CT的辐射剂量起到更好的推动作用。 (一)CT剂量指数、加权CT剂量指数和容积CT剂量指数 CT的基本辐射剂量参数是CT剂量指数(CT dose index，CTDI)，它表示沿着Z轴方向产生一层图像的辐射剂量值。该数值等于单次横断面扫描时轴位吸收剂量除以总的X线束宽度。 加权CT剂量指数(weighted CT dose index，CTDIw)是电离辐射在辐射中心和边缘的加权平均值，即在辐射中心计算的CTDI值的1/3与在外围计算的CTDI值的2/3之和。该参数有助于解决X射线剂量在体内的不均匀性，反映人体接受的真实剂量。 容积CT剂量指数(volume CT dose index，CTDIvol)反映的是CT扫描时对于标准参考模型辐射剂量的输出水平，考虑了X线在Z轴方向上层面边缘产生的'尾部区域'。CTDIvol等于CTDIw与螺距的比值。 (二)剂量-长度乘积 CTDIvol在沿纵向或Z轴方向上无论CT扫描范围长短都是相等的，然而每次CT扫描传递给患者的辐射总量并非相同。通过计算剂量-长度乘积(dose-length-product，DLP)可以估算一定扫描范围内的辐射剂量。DLP是CTDIvol与扫描长度的乘积。CT扫描仪可在扫描完成后同时显示DLP与CTDIvol，用于估算有效剂量[6,7,8]。 (三)体型特异性剂量估算值 在儿童和成年人体部CT成像中，美国医学物理学家协会认为应用CTDI和体型特异性剂量估算值(size-specific dose estimate，SSDE)能更精确地评估辐射剂量。SSDE是基于CT扫描后显示的CTDIvol和体型相关转换系数估算得到的，是经过体型校正的患者接受的CT剂量估算值，用来评估患者接收的辐射剂量[9]。 (四)吸收剂量、器官剂量和有效剂量 在CT中直接测量的吸收剂量是身体内不同组织吸收的能量总和。不同器官的吸收剂量表达为器官剂量。吸收剂量在位于主要X线束中心的器官中最大，毗邻的器官只吸收内部的散射线。 有效剂量是一种描述非均匀性辐射照射风险的剂量参数，它考虑到在一次CT扫描中受到照射的所有器官以及对辐射诱导性突变相对应的敏感性。在临床实践中，有效剂量的合理估算可通过CT扫描仪提供的DLP与权重因数(k)的乘积得到，其中k仅取决于受照射部位。如，用于估算成年患者胸部CT检查有效剂量的k值为0.014 mSv·mGy－1·cm－1[10,11]。 (一)健康影响 电离辐射对健康影响有两个效应，即随机效应和非随机效应(确定性效应)。随机效应随辐射剂量增加而增加，如辐射致癌和基因效应都是随机效应。非随机效应指的是小剂量辐射引起生物学损害的发生概率为零，但当辐射剂量高于某一阈值时，其发生概率随剂量增加而明显增加，效应的严重程度随超过阈值的剂量增高而增加。确定性效应包括白内障、皮肤烧伤、红疹、脱发，甚至死亡。 (二)风险模型 诊断性成像，包括X线和CT的辐射剂量在低剂量(0.5～30 mSv)范围内。许多模型用于描述低剂量辐射照射与随机效应风险之间的关系，包括刺激作用模型、线性非阈值模型以及阈值上模型，其中线性非阈模型是目前放射防护理论的基础，它假设所有剂量水平的风险与剂量呈正比，甚至与最低的辐射剂量也相关。 (三)高风险组 辐射风险的决定因素不仅包括辐射剂量水平，还有受检者体型、年龄及性别等。在相同辐射剂量的照射下，体型小的患者较体型大的患者风险大，年轻患者较年长患者风险大，儿童患者较成年患者风险大。另外，不同性别的辐射风险也有差异。相同辐射照射剂量下，女性患者罹患乳腺癌的风险较男性患者大[12,13,14,15]。 (一)CT检查前 1．重视CT辐射的基础教育： 增强对医务工作者、患者和公众CT辐射损伤的基础教育是增强辐射安全性的基本措施。主要包括对临床医师、医护工作人员、患者和公众的辐射暴露风险教育，使患者和医师理解心血管CT检查潜在的利益和风险。在临床实践中临床医师应遵循循证医学原则，在权衡利益和风险比的情况下选择最优的影像检查技术并能与患者进行有效沟通，使其了解相关知识并积极配合检查。 2．检查适应证的评估： 临床工作中应严格掌握适应证，避免不必要的检查。心脏CT检查的适应证可参考2010年美国心脏病学会提出的心脏CT检查适应证标准[16]。临床医师应充分了解心血管CT检查的适应证、潜在优势和风险，充分考虑其优劣性并权衡利弊以选择最合适的检查技术。进行心血管CT检查时，影像科医师或技师应根据临床要求选择合适的扫描方案。对细微结构的评估，如对冠状动脉斑块的评估，常需要更加规范技术扫描以获得高分辨率的图像，而对于粗大结构的评估，如对肺静脉、心肌、心腔和心包结构的评估可适当降低辐射剂量。 (二)CT检查中 1．扫描模式的合理选择： CT数据采集分为螺旋扫描和轴位扫描。螺旋扫描时，检查床向前移动的同时机架连续旋转并采集数据。轴位扫描时，检查床静止不动，机架和探测器旋转360°或180°并采集数据，进床在两次数据采集中间进行。对无需心电门控的心血管CT扫描(如CT下肢动脉成像)，推荐行螺旋扫描。心脏或冠状动脉CT成像则需要心电门控技术以减轻运动伪影。目前，临床上用于心电门控心脏CT成像的扫描模式主要包括回顾性心电门控螺旋扫描、前瞻性心电门控轴位扫描及前瞻性心电门控大螺距扫描。 (1)回顾性心电门控螺旋扫描： 该技术X线球管在整个心动周期内持续发射X线，球管和探测器连续旋转的同时扫描床连续移动，采集完整的心动周期数据。在该扫描模式中，回顾性心电门控螺旋扫描的辐射剂量最高，可达9～21 mSv(平均15 mSv)[17]，主要应用于心率快、心律不齐或需要进行心功能评估的患者。然而，对许多适应证而言，只需用伪影最少的心动周期时相进行影像重组，其他时相的数据是不需要的。基于此开发了根据患者心电图(ECG)信号调节管电流的算法，即ECG管电流调制技术，该技术在心动周期的某些时相使用高管电流而在其他时相使用低管电流，如对心率较慢的患者在R-R间期的70%左右采用高管电流扫描，而在其他时相采用低管电流扫描。与无ECG管电流调制技术的回顾性心电门控技术相比，使用该算法辐射剂量降低约45%～48%[18]。 (2)前瞻性心电门控轴位扫描： 该技术只在某一预定的R-R间期内进行数据采集，进床和数据采集分别进行直至采集完整个扫描范围的数据，辐射剂量低于回顾性心电门控螺旋扫描。该扫描模式也可根据心率和心律不同选择曝光窗范围，亦可同时结合使用ECG电流调制技术。在利用宽探测器(如320排探测器)的CT机型中，甚至只需在一个心动周期的某一时相进行数据采集而无需要床移动，可更大幅度地降低辐射剂量。一项基于64层CT的多中心研究显示前瞻性心电门控轴位扫描较回顾性心电门控螺旋扫描可降低69%的辐射剂量而不影响图像质量[19]。因此，在CT设备允许的条件下，推荐使用前瞻性心电门控轴位扫描。然而，在选择前瞻性心电门控轴位扫描前，需特别掌握其适用标准。前瞻性心电门控轴位扫描需要患者心率慢(≤65次/min)且心律稳定以获得满足诊断的图像质量。在某些具有较快的旋转时间或者使用多个球管或探测器的CT机型中，因为时间分辨率的提高可允许较快心率的患者进行前瞻性心电门控轴位扫描。另外，自动识别异常心律的算法可在探测到异常心律后自动推迟轴位数据采集直至心律稳定后，使前瞻性心电门控轴位扫描还适用于某些心律失常(如室性早搏)的患者。前瞻性心电门控轴位扫描的主要不足是图像可能存在错层伪影且扫描时间相对较长，错层伪影随进床次数减少而降低。 (3)前瞻性心电门控大螺距螺旋扫描： 回顾性心电门控螺旋扫描的螺距一般<1(如0.22)，会导致心脏数据的重复采集，增加辐射剂量；然而不适当的增大螺距会出现数据缺失而导致图像重建时产生伪影及错位。双源ct机架内有两个x线球管，第2套球管 测系统可填补数据缺失，使最大螺距可增至3.4。前瞻性心电门控大螺距扫描可在一个心动周期内完成数据采集，明显缩短扫描时间，大幅度降低辐射剂量。研究显示，前瞻性心电门控大螺距扫描的辐射剂量可降至1="">[20,21]。为保证图像质量，使用前瞻性心电门控大螺距扫描需严格筛选患者，建议根据CT扫描仪条件，将患者心率控制在≤65次/min或≤70次/min且为窦性心律。 2．降低管电压： 管电压决定了X线的质，与辐射剂量的平方呈正比，降低管电压可有效降低辐射剂量。临床上可供选择的管电压有70、80、100及120 kV。目前，心血管CT成像的管电压可手动选择，也可使用智能管电压调节技术自动选择最合适的管电压。2011年SCCT指南推荐根据患者体质量或体质指数(body mass index，BMI)来选择心血管CT检查时的管电压，指出对体重≤90 kg或BMI≤30 kg/m2的患者选择100 kV管电压，对体重>90 kg或BMI>30 kg/m2患者选用120 kV管电压，对过度肥胖者可选用更高的管电压[22]。此指南主要根据欧美人群的体型来设定。本专家共识推荐对体重≤70 kg或BMI≤25 kg/m2的国人受检者选择80 kV管电压，对70 kg<体重≤90> 自动管电压调节技术可根据患者CT定位像上扫描部位的衰减特征及检查目的(CT平扫、增强或血管成像)选择最优化的管电压及管电流进行心血管CT扫描并维持图像合适的对比噪声比，兼顾了图像质量及辐射剂量。研究显示，自动管电压调制技术可使冠状动脉CT成像受检人群的辐射剂量降低35%[29]。张俊等[30]的研究亦显示使用自动管电压调制技术的冠状动脉CT成像可在不影响图像质量的条件下使患者接受的辐射剂量降低60%。 降低管电压的主要不足是增加图像噪声，潜在影响诊断，因此在使用低管电压技术时，推荐使用迭代重建算法来降低图像噪声，以保证图像质量。 需要指出的是，低管电压更加接近碘的K边缘值，可增加碘对比剂的光电效应，提高血管对比度。因此在达到相同的满足诊断的血管强化程度情况下，使用低管电压CT技术可适当使用低碘浓度对比剂或降低对比剂注射速率，从而降低对比剂用量或碘负荷，是降低对比剂用量的一种常用方法。Luo等[31]的研究显示行80 kV头颅CT血管成像时使用30 ml对比剂(300 mgI/ml)即可获得足够诊断的图像质量，并没有降低诊断颅内动脉瘤的准确性。 3．降低管电流： 管电流决定X线的量，与辐射剂量呈正比，降低管电流可降低辐射剂量。临床上降低管电流的方法有ECG管电流调制技术及自动管电流调制技术。ECG管电流调制技术及自动管电流调制技术常不能连用。自动管电流调制技术可根据组织在X、Y及Z轴的厚度自动调节管电流而不影响图像噪声。使用ECG管电流调制技术的前提是患者心律稳定，其最大管电流扫描窗应根据患者心率进行调整：当心率≤65次/min时，选择70%～80%的R-R间期为最大管电流扫描窗；心率>65次/min时，选择40%～80%的R-R间期为最大管电流扫描窗。 4．增大螺距： 螺距为机架旋转一周床移动的距离与总线束宽度的比值。螺距与辐射剂量呈反比，适当增大螺距可减少数据的重复采集，减少辐射剂量，比如螺距增加1倍，辐射剂量会降低50%。行普通CT检查时，螺距一般在0～2之间，常选择1。临床上行冠状动脉CT成像时，因机架旋转较快且心脏处于运动状态，常需要用较小的螺距(通常<1，如0.22)来避免容积数据的缺失。较新型ct设备的螺距最大可增至3.4，辐射剂量大幅度降低。研究表明使用前瞻性心电门控大螺距扫描可使冠状动脉ct成像的辐射剂量降至1>[20,21]。大螺距扫描对患者心率有严格要求，推荐在慢心率(<65次> 增大螺距可减少扫描时间，可在较短的对比剂峰值持续时间内完成数据采集，从而大幅度减少对比剂的用量。Zhang等[23]使用70 kV管电压及前瞻性心电门控大螺距技术行冠状动脉CT成像检查时仅使用了30 ml对比剂就获得足够的图像质量和诊断准确性。 5．缩短扫描长度： 扫描长度是决定剂量长度乘积(DLP)的重要因素，与辐射剂量呈正比。因此，在满足临床诊断条件下应尽可能缩短扫描长度。扫描长度通常可使用定位像上的解剖标示决定。在冠状动脉CT成像中，对无旁路移植行心脏成像的患者，可根据定位像(气管隆突下至心尖部)或钙化积分扫描(包括所有冠状动脉和心脏的图像再向上、向下各增加10 mm)进行定位扫描。推荐使用钙化积分图像进行定位。进行心血管CT扫描时，应训练患者的呼吸，使其每一次屏气保持相同的深度避免扫描时丢失必要的解剖结构。 6．前置滤器的使用： 前置滤器通过对X线的重新分布和过滤，吸收低能的X线，减少患者接受的辐射剂量。心血管CT扫描时，需根据患者体型选择适当的滤过器进行数据采集[32]。 7．新型探测器的使用： 常规固体探测器光电二极管阵列把可见光转换成电流，然后传输给电子线路板上远端的模数转换器转换成数字信号，电信号传输过程中会产生大量电子噪声及热噪声并存在电信号的损耗，降低图像的密度分辨力和空间分辨力，导致CT图像质量下降。新型探测器，如Stellar探测器可将光电二极管和数模转换器集成一个专用整合回路，减少电子噪声、热噪声及信号消损，提高图像质量。需注意的是，该方法并不能直接降低辐射剂量，在保持相同图像质量的前提下，使用新型探测器时可以使用低辐射剂量的心血管CT成像技术，因此具有降低CT辐射剂量的潜能。 (三)CT检查后 1．使用迭代重建算法： 迭代重建算法是假定了所有像素的初始衰减系数并使用这些系数预测投影数据，预测的投影数据与实际测量的投影数据进行比较并反复修改直到预测和实际的数据间误差可以被接受。与传统滤波反投影算法相比，迭代重建算法可降低图像噪声、减少图像伪影，在低辐射剂量CT扫描时保持图像的信噪比且不影响图像空间分辨率。目前，临床上使用的迭代重建算法主要有适应统计迭代重建(ASiR)、自适应低剂量迭代(AIDR)、第4代迭代重建(iDose4)、原始数据迭代重建(SAFIRE)等。在CT扫描时，需根据CT扫描的类型(平扫、血管成像等)及扫描参数选择最优的重建等级。迭代重建算法不具有直接降低辐射剂量的能力，但可以在进行低辐射剂量/或低对比剂负荷的心血管CT扫描时不增加图像噪声，稳定图像质量，因此可间接降低辐射剂量。Yin等[33]的研究显示应用迭代重建可以使用既往50%的曝光条件完成冠状动脉CT成像检查，使患者接受的辐射剂量下降52%而不影响诊断的敏感度、特异度和准确度。在进行低辐射剂量心血管CT扫描时，推荐使用优化的迭代重建算法进行图像重建。 2．适度增加重建层厚： 图像噪声与重建层厚的平方根呈正比。增加层厚可降低图像噪声，但会降低图像空间分辨力，不适于评价心脏细微结构，如二级以下的冠状动脉。但评估大的心血管结构，如主动脉、肺静脉时，在满足诊断要求的前提下，可采用低辐射剂量CT扫描方案并使用较厚的重建层厚以降低辐射剂量。 (一)冠状动脉钙化积分扫描 冠状动脉钙化积分对预测心血管事件有明确的价值，但冠状动脉钙化积分CT扫描会增加CT扫描总的辐射剂量，在冠状动脉CT成像前是否需要行冠状动脉钙化积分扫描应依据临床适应证合理选择。当冠状动脉钙化积分扫描显示冠状动脉严重钙化时，可不进行冠状动脉CT成像检查[22]。推荐使用前瞻性心电门控螺旋扫描(有条件时采用前瞻性心电门控大螺距螺旋扫描)进行冠状动脉钙化积分扫描以最大程度地降低辐射剂量。在只能使用回顾性心电门控的情况下，推荐联合应用ECG管电流调制技术，使用尽可能低的管电流并将高管电流扫描窗尽可能缩短。层厚设置为3 mm。不推荐使用低管电压技术行冠状动脉钙化积分扫描，因为低管电压条件下的重建阈值等设定尚未标准化。 (二)冠状动脉CT成像 诊断或排除冠状动脉狭窄性病变是行冠状动脉CT成像的主要指征。行冠状动脉CT成像时需对患者相关因素进行评估，选择最优的扫描方案以使用最低的辐射剂量获得能满足诊断的图像质量。应尽量降低患者心率并稳定心律以便使用低辐射剂量的CT扫描方案，建议在无禁忌证的高心率患者使用β受体阻滞剂以降低心率。推荐的辐射剂量优化的冠状动脉CT成像方案如图1。 研究显示，冠状动脉旁路移植术后5年内有25%的患者发生桥血管的狭窄或闭塞[34]，因此，对搭桥血管进行随访复查至关重要。由于桥血管较长，因此冠状动脉旁路移植术后冠状动脉CT成像的扫描范围较常规冠状动脉CT成像扫描范围大，辐射剂量高，约为常规冠状动脉CT成像的2倍左右(9～19 mSv)[35,36]。推荐使用前瞻性心电门控轴位扫描模式。研究显示，使用前瞻性心电门控轴位扫描模式的辐射剂量可较回顾性心电门控螺旋扫描模式的辐射剂量降低65%左右[37]。 (三)胸痛三联征检查 胸痛三联征包括肺栓塞、主动脉夹层及急性冠状动脉综合征。胸痛三联征CT成像需要在一次检查中对肺动脉、主动脉及冠状动脉进行成像，扫描范围大，辐射剂量高，限制了其临床应用。近年来随着低辐射剂量CT技术的快速发展，低管电压、大螺距等技术的应用，使胸痛三联征CT扫描的辐射剂量大幅度降低，促进了其在临床的应用。推荐使用低管电压、前瞻性心电门控大螺距技术及迭代重建算法进行胸痛三联征CT扫描。Kligerman等[38]的研究显示，使用低管电压、前瞻性心电门控大螺距扫描模式进行胸痛三联征CT扫描的辐射剂量可低至1.39 mSv。 (四)心肌灌注及心肌延迟成像 CT心肌灌注成像可同时评估冠状动脉疾病以及心肌缺血情况，其主要不足为辐射剂量高。在有临床适应证时，推荐在宽探测器或者双源CT上使用低管电压及前瞻性心电门控螺旋扫描行心肌灌注成像。CT延迟成像可评估心肌梗死，其主要不足为图像的对比噪声比差。在有临床适应证时，推荐采用降低管电压并增加管电流的扫描方案提高CT心肌灌注或延迟成像图像的对比噪声比并减少辐射剂量。 (五)非冠状动脉心脏CT扫描 对无需使用心电门控的心血管CT成像，可根据临床适应证、患者自身条件及扫描仪等具体情况，合理选择自动管电压调制技术/低管电压、自动管电流调制技术/低管电流、大螺距以及迭代重建算法等扫描方案，在获得满足诊断的图像质量和诊断准确性的前提下，降低受检者接受的辐射剂量和碘对比剂负荷。 (六)双能量心血管CT成像 双能量CT扫描是指通过使用双球管或者快速kV切换等技术几乎同时采集两种能量的数据，并基于二物质或三物质解析等数学算法进行图像后处理分析，得到组织器官功能和物质成分信息等，具有一定的临床价值。双能量CT血管成像中的应用主要有碘图(如可观察肺灌注)、减少线束硬化伪影、去除钙化斑块及骨、斑块成分分析等。通过双能量数据处理得到的虚拟平扫可替代常规CT平扫以减少辐射剂量，虚拟平扫的图像质量稍低于常规平扫图像，但总体上不影响诊断。另外，选择低的管电压组合也可降低辐射剂量。一般有80 kV/140 kV及100 kV/140 kV两种管电压组合模式，选择80 kV/140 kV时辐射剂量较100 kV/140 kV低，但是会增加图像噪声，推荐联用迭代重建算法来降低图像噪声。同时，适当降低管电流或增大螺距并联用迭代重建算法亦可降低辐射剂量，且能维持足够的图像质量。 心血管CT检查是把'双刃剑'，在能快速获得高质量诊断图像的同时，辐射损伤和对比剂肾损害也不容忽视。临床医师应根据临床适应证和患者自身的特点(如心率、心律、体型等)、检查机构的CT设备条件等选择合适的扫描方案以最大程度地降低受检者接受的辐射剂量。多种低辐射剂量扫描方案的联合应用可以在保证图像质量和诊断准确性的前提下最大程度地降低辐射剂量。放射科医师/技师应熟悉并掌握CT扫描技术的优势、不足及其适应证，及时更新自身相关知识、制定个性化CT扫描方案，降低受检者接受的辐射剂量，提升CT检查的安全性。 参考文献（略） （收稿日期：2016-01-13） （本文编辑：刘雪松 ） |
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