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在美國和其他發達國家，心血管病的發病率和病死率在過去的40年中已顯著降低。這與心血管病危險因素的有效控制、治療策略的改進、無創性心血管成像等的應用有關。特別是，心血管CT成像正逐步向心血管病高危人群的精確診斷和危險度精細分層方向發展，已取代了一些傳統的、具有較大風險的或診斷精確度較低的檢查方法。我國心血管病患病率處于持續上升階段。這勢必導致心血管CT越來越多的使用，隨之而來的電離輻射損傷日益成為關注的重大問題。盡管目前還沒有直接的證據表明CT的輻射損傷可以導致惡性腫瘤，但基于線性非閾值的理念，即使小劑量的電離輻射也可能有致癌風險。因此，盡可能低的輻射劑量(as low as reasonably achievable，ALARA)原則得到普遍認可，該原則要求在盡可能低的輻射劑量下，保證足夠診斷的圖像質量和診斷準確性[1,2,3,4]。 近年來，提出了很多降低心血管CT輻射劑量的方法且均能在保證圖像質量的同時降低輻射劑量，甚至降低對比劑的用量。2011年國際心血管CT協會(society of cardiovascular CT，SCCT)出版了《心血管CT輻射劑量優化指南》；同年《中華放射學雜志》出版了《心臟冠狀動脈多排CT臨床應用專家共識》[5]，對指導心血管CT更安全使用起到很好的指導作用。鑒于CT技術的迅速發展及近年來在降低CT輻射劑量方面取得的進步，我們結合文獻和當前國內實際情況，編寫了本共識，期望對規范國內心血管CT的使用，降低心血管CT的輻射劑量起到更好的推動作用。 (一)CT劑量指數、加權CT劑量指數和容積CT劑量指數 CT的基本輻射劑量參數是CT劑量指數(CT dose index，CTDI)，它表示沿著Z軸方向產生一層圖像的輻射劑量值。該數值等于單次橫斷面掃描時軸位吸收劑量除以總的X線束寬度。 加權CT劑量指數(weighted CT dose index，CTDIw)是電離輻射在輻射中心和邊緣的加權平均值，即在輻射中心計算的CTDI值的1/3與在外圍計算的CTDI值的2/3之和。該參數有助于解決X射線劑量在體內的不均勻性，反映人體接受的真實劑量。 容積CT劑量指數(volume CT dose index，CTDIvol)反映的是CT掃描時對于標準參考模型輻射劑量的輸出水平，考慮了X線在Z軸方向上層面邊緣產生的'尾部區域'。CTDIvol等于CTDIw與螺距的比值。 (二)劑量-長度乘積 CTDIvol在沿縱向或Z軸方向上無論CT掃描范圍長短都是相等的，然而每次CT掃描傳遞給患者的輻射總量并非相同。通過計算劑量-長度乘積(dose-length-product，DLP)可以估算一定掃描范圍內的輻射劑量。DLP是CTDIvol與掃描長度的乘積。CT掃描儀可在掃描完成后同時顯示DLP與CTDIvol，用于估算有效劑量[6,7,8]。 (三)體型特異性劑量估算值 在兒童和成年人體部CT成像中，美國醫學物理學家協會認為應用CTDI和體型特異性劑量估算值(size-specific dose estimate，SSDE)能更精確地評估輻射劑量。SSDE是基于CT掃描后顯示的CTDIvol和體型相關轉換系數估算得到的，是經過體型校正的患者接受的CT劑量估算值，用來評估患者接收的輻射劑量[9]。 (四)吸收劑量、器官劑量和有效劑量 在CT中直接測量的吸收劑量是身體內不同組織吸收的能量總和。不同器官的吸收劑量表達為器官劑量。吸收劑量在位于主要X線束中心的器官中最大，毗鄰的器官只吸收內部的散射線。 有效劑量是一種描述非均勻性輻射照射風險的劑量參數，它考慮到在一次CT掃描中受到照射的所有器官以及對輻射誘導性突變相對應的敏感性。在臨床實踐中，有效劑量的合理估算可通過CT掃描儀提供的DLP與權重因數(k)的乘積得到，其中k僅取決于受照射部位。如，用于估算成年患者胸部CT檢查有效劑量的k值為0.014 mSv·mGy－1·cm－1[10,11]。 (一)健康影響 電離輻射對健康影響有兩個效應，即隨機效應和非隨機效應(確定性效應)。隨機效應隨輻射劑量增加而增加，如輻射致癌和基因效應都是隨機效應。非隨機效應指的是小劑量輻射引起生物學損害的發生概率為零，但當輻射劑量高于某一閾值時，其發生概率隨劑量增加而明顯增加，效應的嚴重程度隨超過閾值的劑量增高而增加。確定性效應包括白內障、皮膚燒傷、紅疹、脫發，甚至死亡。 (二)風險模型 診斷性成像，包括X線和CT的輻射劑量在低劑量(0.5～30 mSv)范圍內。許多模型用于描述低劑量輻射照射與隨機效應風險之間的關系，包括刺激作用模型、線性非閾值模型以及閾值上模型，其中線性非閾模型是目前放射防護理論的基礎，它假設所有劑量水平的風險與劑量呈正比，甚至與最低的輻射劑量也相關。 (三)高風險組 輻射風險的決定因素不僅包括輻射劑量水平，還有受檢者體型、年齡及性別等。在相同輻射劑量的照射下，體型小的患者較體型大的患者風險大，年輕患者較年長患者風險大，兒童患者較成年患者風險大。另外，不同性別的輻射風險也有差異。相同輻射照射劑量下，女性患者罹患乳腺癌的風險較男性患者大[12,13,14,15]。 (一)CT檢查前 1．重視CT輻射的基礎教育： 增強對醫務工作者、患者和公眾CT輻射損傷的基礎教育是增強輻射安全性的基本措施。主要包括對臨床醫師、醫護工作人員、患者和公眾的輻射暴露風險教育，使患者和醫師理解心血管CT檢查潛在的利益和風險。在臨床實踐中臨床醫師應遵循循證醫學原則，在權衡利益和風險比的情況下選擇最優的影像檢查技術并能與患者進行有效溝通，使其了解相關知識并積極配合檢查。 2．檢查適應證的評估： 臨床工作中應嚴格掌握適應證，避免不必要的檢查。心臟CT檢查的適應證可參考2010年美國心臟病學會提出的心臟CT檢查適應證標準[16]。臨床醫師應充分了解心血管CT檢查的適應證、潛在優勢和風險，充分考慮其優劣性并權衡利弊以選擇最合適的檢查技術。進行心血管CT檢查時，影像科醫師或技師應根據臨床要求選擇合適的掃描方案。對細微結構的評估，如對冠狀動脈斑塊的評估，常需要更加規范技術掃描以獲得高分辨率的圖像，而對于粗大結構的評估，如對肺靜脈、心肌、心腔和心包結構的評估可適當降低輻射劑量。 (二)CT檢查中 1．掃描模式的合理選擇： CT數據采集分為螺旋掃描和軸位掃描。螺旋掃描時，檢查床向前移動的同時機架連續旋轉并采集數據。軸位掃描時，檢查床靜止不動，機架和探測器旋轉360°或180°并采集數據，進床在兩次數據采集中間進行。對無需心電門控的心血管CT掃描(如CT下肢動脈成像)，推薦行螺旋掃描。心臟或冠狀動脈CT成像則需要心電門控技術以減輕運動偽影。目前，臨床上用于心電門控心臟CT成像的掃描模式主要包括回顧性心電門控螺旋掃描、前瞻性心電門控軸位掃描及前瞻性心電門控大螺距掃描。 (1)回顧性心電門控螺旋掃描： 該技術X線球管在整個心動周期內持續發射X線，球管和探測器連續旋轉的同時掃描床連續移動，采集完整的心動周期數據。在該掃描模式中，回顧性心電門控螺旋掃描的輻射劑量最高，可達9～21 mSv(平均15 mSv)[17]，主要應用于心率快、心律不齊或需要進行心功能評估的患者。然而，對許多適應證而言，只需用偽影最少的心動周期時相進行影像重組，其他時相的數據是不需要的。基于此開發了根據患者心電圖(ECG)信號調節管電流的算法，即ECG管電流調制技術，該技術在心動周期的某些時相使用高管電流而在其他時相使用低管電流，如對心率較慢的患者在R-R間期的70%左右采用高管電流掃描，而在其他時相采用低管電流掃描。與無ECG管電流調制技術的回顧性心電門控技術相比，使用該算法輻射劑量降低約45%～48%[18]。 (2)前瞻性心電門控軸位掃描： 該技術只在某一預定的R-R間期內進行數據采集，進床和數據采集分別進行直至采集完整個掃描范圍的數據，輻射劑量低于回顧性心電門控螺旋掃描。該掃描模式也可根據心率和心律不同選擇曝光窗范圍，亦可同時結合使用ECG電流調制技術。在利用寬探測器(如320排探測器)的CT機型中，甚至只需在一個心動周期的某一時相進行數據采集而無需要床移動，可更大幅度地降低輻射劑量。一項基于64層CT的多中心研究顯示前瞻性心電門控軸位掃描較回顧性心電門控螺旋掃描可降低69%的輻射劑量而不影響圖像質量[19]。因此，在CT設備允許的條件下，推薦使用前瞻性心電門控軸位掃描。然而，在選擇前瞻性心電門控軸位掃描前，需特別掌握其適用標準。前瞻性心電門控軸位掃描需要患者心率慢(≤65次/min)且心律穩定以獲得滿足診斷的圖像質量。在某些具有較快的旋轉時間或者使用多個球管或探測器的CT機型中，因為時間分辨率的提高可允許較快心率的患者進行前瞻性心電門控軸位掃描。另外，自動識別異常心律的算法可在探測到異常心律后自動推遲軸位數據采集直至心律穩定后，使前瞻性心電門控軸位掃描還適用于某些心律失常(如室性早搏)的患者。前瞻性心電門控軸位掃描的主要不足是圖像可能存在錯層偽影且掃描時間相對較長，錯層偽影隨進床次數減少而降低。 (3)前瞻性心電門控大螺距螺旋掃描： 回顧性心電門控螺旋掃描的螺距一般<1(如0.22)，會導致心臟數據的重復采集，增加輻射劑量；然而不適當的增大螺距會出現數據缺失而導致圖像重建時產生偽影及錯位。雙源ct機架內有兩個x線球管，第2套球管 測系統可填補數據缺失，使最大螺距可增至3.4。前瞻性心電門控大螺距掃描可在一個心動周期內完成數據采集，明顯縮短掃描時間，大幅度降低輻射劑量。研究顯示，前瞻性心電門控大螺距掃描的輻射劑量可降至1="">[20,21]。為保證圖像質量，使用前瞻性心電門控大螺距掃描需嚴格篩選患者，建議根據CT掃描儀條件，將患者心率控制在≤65次/min或≤70次/min且為竇性心律。 2．降低管電壓： 管電壓決定了X線的質，與輻射劑量的平方呈正比，降低管電壓可有效降低輻射劑量。臨床上可供選擇的管電壓有70、80、100及120 kV。目前，心血管CT成像的管電壓可手動選擇，也可使用智能管電壓調節技術自動選擇最合適的管電壓。2011年SCCT指南推薦根據患者體質量或體質指數(body mass index，BMI)來選擇心血管CT檢查時的管電壓，指出對體重≤90 kg或BMI≤30 kg/m2的患者選擇100 kV管電壓，對體重>90 kg或BMI>30 kg/m2患者選用120 kV管電壓，對過度肥胖者可選用更高的管電壓[22]。此指南主要根據歐美人群的體型來設定。本專家共識推薦對體重≤70 kg或BMI≤25 kg/m2的國人受檢者選擇80 kV管電壓，對70 kg<體重≤90> 自動管電壓調節技術可根據患者CT定位像上掃描部位的衰減特征及檢查目的(CT平掃、增強或血管成像)選擇最優化的管電壓及管電流進行心血管CT掃描并維持圖像合適的對比噪聲比，兼顧了圖像質量及輻射劑量。研究顯示，自動管電壓調制技術可使冠狀動脈CT成像受檢人群的輻射劑量降低35%[29]。張俊等[30]的研究亦顯示使用自動管電壓調制技術的冠狀動脈CT成像可在不影響圖像質量的條件下使患者接受的輻射劑量降低60%。 降低管電壓的主要不足是增加圖像噪聲，潛在影響診斷，因此在使用低管電壓技術時，推薦使用迭代重建算法來降低圖像噪聲，以保證圖像質量。 需要指出的是，低管電壓更加接近碘的K邊緣值，可增加碘對比劑的光電效應，提高血管對比度。因此在達到相同的滿足診斷的血管強化程度情況下，使用低管電壓CT技術可適當使用低碘濃度對比劑或降低對比劑注射速率，從而降低對比劑用量或碘負荷，是降低對比劑用量的一種常用方法。Luo等[31]的研究顯示行80 kV頭顱CT血管成像時使用30 ml對比劑(300 mgI/ml)即可獲得足夠診斷的圖像質量，并沒有降低診斷顱內動脈瘤的準確性。 3．降低管電流： 管電流決定X線的量，與輻射劑量呈正比，降低管電流可降低輻射劑量。臨床上降低管電流的方法有ECG管電流調制技術及自動管電流調制技術。ECG管電流調制技術及自動管電流調制技術常不能連用。自動管電流調制技術可根據組織在X、Y及Z軸的厚度自動調節管電流而不影響圖像噪聲。使用ECG管電流調制技術的前提是患者心律穩定，其最大管電流掃描窗應根據患者心率進行調整：當心率≤65次/min時，選擇70%～80%的R-R間期為最大管電流掃描窗；心率>65次/min時，選擇40%～80%的R-R間期為最大管電流掃描窗。 4．增大螺距： 螺距為機架旋轉一周床移動的距離與總線束寬度的比值。螺距與輻射劑量呈反比，適當增大螺距可減少數據的重復采集，減少輻射劑量，比如螺距增加1倍，輻射劑量會降低50%。行普通CT檢查時，螺距一般在0～2之間，常選擇1。臨床上行冠狀動脈CT成像時，因機架旋轉較快且心臟處于運動狀態，常需要用較小的螺距(通常<1，如0.22)來避免容積數據的缺失。較新型ct設備的螺距最大可增至3.4，輻射劑量大幅度降低。研究表明使用前瞻性心電門控大螺距掃描可使冠狀動脈ct成像的輻射劑量降至1>[20,21]。大螺距掃描對患者心率有嚴格要求，推薦在慢心率(<65次> 增大螺距可減少掃描時間，可在較短的對比劑峰值持續時間內完成數據采集，從而大幅度減少對比劑的用量。Zhang等[23]使用70 kV管電壓及前瞻性心電門控大螺距技術行冠狀動脈CT成像檢查時僅使用了30 ml對比劑就獲得足夠的圖像質量和診斷準確性。 5．縮短掃描長度： 掃描長度是決定劑量長度乘積(DLP)的重要因素，與輻射劑量呈正比。因此，在滿足臨床診斷條件下應盡可能縮短掃描長度。掃描長度通常可使用定位像上的解剖標示決定。在冠狀動脈CT成像中，對無旁路移植行心臟成像的患者，可根據定位像(氣管隆突下至心尖部)或鈣化積分掃描(包括所有冠狀動脈和心臟的圖像再向上、向下各增加10 mm)進行定位掃描。推薦使用鈣化積分圖像進行定位。進行心血管CT掃描時，應訓練患者的呼吸，使其每一次屏氣保持相同的深度避免掃描時丟失必要的解剖結構。 6．前置濾器的使用： 前置濾器通過對X線的重新分布和過濾，吸收低能的X線，減少患者接受的輻射劑量。心血管CT掃描時，需根據患者體型選擇適當的濾過器進行數據采集[32]。 7．新型探測器的使用： 常規固體探測器光電二極管陣列把可見光轉換成電流，然后傳輸給電子線路板上遠端的模數轉換器轉換成數字信號，電信號傳輸過程中會產生大量電子噪聲及熱噪聲并存在電信號的損耗，降低圖像的密度分辨力和空間分辨力，導致CT圖像質量下降。新型探測器，如Stellar探測器可將光電二極管和數模轉換器集成一個專用整合回路，減少電子噪聲、熱噪聲及信號消損，提高圖像質量。需注意的是，該方法并不能直接降低輻射劑量，在保持相同圖像質量的前提下，使用新型探測器時可以使用低輻射劑量的心血管CT成像技術，因此具有降低CT輻射劑量的潛能。 (三)CT檢查后 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減系數并使用這些系數預測投影數據，預測的投影數據與實際測量的投影數據進行比較并反復修改直到預測和實際的數據間誤差可以被接受。與傳統濾波反投影算法相比，迭代重建算法可降低圖像噪聲、減少圖像偽影，在低輻射劑量CT掃描時保持圖像的信噪比且不影響圖像空間分辨率。目前，臨床上使用的迭代重建算法主要有適應統計迭代重建(ASiR)、自適應低劑量迭代(AIDR)、第4代迭代重建(iDose4)、原始數據迭代重建(SAFIRE)等。在CT掃描時，需根據CT掃描的類型(平掃、血管成像等)及掃描參數選擇最優的重建等級。迭代重建算法不具有直接降低輻射劑量的能力，但可以在進行低輻射劑量/或低對比劑負荷的心血管CT掃描時不增加圖像噪聲，穩定圖像質量，因此可間接降低輻射劑量。Yin等[33]的研究顯示應用迭代重建可以使用既往50%的曝光條件完成冠狀動脈CT成像檢查，使患者接受的輻射劑量下降52%而不影響診斷的敏感度、特異度和準確度。在進行低輻射劑量心血管CT掃描時，推薦使用優化的迭代重建算法進行圖像重建。 2．適度增加重建層厚： 圖像噪聲與重建層厚的平方根呈正比。增加層厚可降低圖像噪聲，但會降低圖像空間分辨力，不適于評價心臟細微結構，如二級以下的冠狀動脈。但評估大的心血管結構，如主動脈、肺靜脈時，在滿足診斷要求的前提下，可采用低輻射劑量CT掃描方案并使用較厚的重建層厚以降低輻射劑量。 (一)冠狀動脈鈣化積分掃描 冠狀動脈鈣化積分對預測心血管事件有明確的價值，但冠狀動脈鈣化積分CT掃描會增加CT掃描總的輻射劑量，在冠狀動脈CT成像前是否需要行冠狀動脈鈣化積分掃描應依據臨床適應證合理選擇。當冠狀動脈鈣化積分掃描顯示冠狀動脈嚴重鈣化時，可不進行冠狀動脈CT成像檢查[22]。推薦使用前瞻性心電門控螺旋掃描(有條件時采用前瞻性心電門控大螺距螺旋掃描)進行冠狀動脈鈣化積分掃描以最大程度地降低輻射劑量。在只能使用回顧性心電門控的情況下，推薦聯合應用ECG管電流調制技術，使用盡可能低的管電流并將高管電流掃描窗盡可能縮短。層厚設置為3 mm。不推薦使用低管電壓技術行冠狀動脈鈣化積分掃描，因為低管電壓條件下的重建閾值等設定尚未標準化。 (二)冠狀動脈CT成像 診斷或排除冠狀動脈狹窄性病變是行冠狀動脈CT成像的主要指征。行冠狀動脈CT成像時需對患者相關因素進行評估，選擇最優的掃描方案以使用最低的輻射劑量獲得能滿足診斷的圖像質量。應盡量降低患者心率并穩定心律以便使用低輻射劑量的CT掃描方案，建議在無禁忌證的高心率患者使用β受體阻滯劑以降低心率。推薦的輻射劑量優化的冠狀動脈CT成像方案如圖1。 研究顯示，冠狀動脈旁路移植術后5年內有25%的患者發生橋血管的狹窄或閉塞[34]，因此，對搭橋血管進行隨訪復查至關重要。由于橋血管較長，因此冠狀動脈旁路移植術后冠狀動脈CT成像的掃描范圍較常規冠狀動脈CT成像掃描范圍大，輻射劑量高，約為常規冠狀動脈CT成像的2倍左右(9～19 mSv)[35,36]。推薦使用前瞻性心電門控軸位掃描模式。研究顯示，使用前瞻性心電門控軸位掃描模式的輻射劑量可較回顧性心電門控螺旋掃描模式的輻射劑量降低65%左右[37]。 (三)胸痛三聯征檢查 胸痛三聯征包括肺栓塞、主動脈夾層及急性冠狀動脈綜合征。胸痛三聯征CT成像需要在一次檢查中對肺動脈、主動脈及冠狀動脈進行成像，掃描范圍大，輻射劑量高，限制了其臨床應用。近年來隨著低輻射劑量CT技術的快速發展，低管電壓、大螺距等技術的應用，使胸痛三聯征CT掃描的輻射劑量大幅度降低，促進了其在臨床的應用。推薦使用低管電壓、前瞻性心電門控大螺距技術及迭代重建算法進行胸痛三聯征CT掃描。Kligerman等[38]的研究顯示，使用低管電壓、前瞻性心電門控大螺距掃描模式進行胸痛三聯征CT掃描的輻射劑量可低至1.39 mSv。 (四)心肌灌注及心肌延遲成像 CT心肌灌注成像可同時評估冠狀動脈疾病以及心肌缺血情況，其主要不足為輻射劑量高。在有臨床適應證時，推薦在寬探測器或者雙源CT上使用低管電壓及前瞻性心電門控螺旋掃描行心肌灌注成像。CT延遲成像可評估心肌梗死，其主要不足為圖像的對比噪聲比差。在有臨床適應證時，推薦采用降低管電壓并增加管電流的掃描方案提高CT心肌灌注或延遲成像圖像的對比噪聲比并減少輻射劑量。 (五)非冠狀動脈心臟CT掃描 對無需使用心電門控的心血管CT成像，可根據臨床適應證、患者自身條件及掃描儀等具體情況，合理選擇自動管電壓調制技術/低管電壓、自動管電流調制技術/低管電流、大螺距以及迭代重建算法等掃描方案，在獲得滿足診斷的圖像質量和診斷準確性的前提下，降低受檢者接受的輻射劑量和碘對比劑負荷。 (六)雙能量心血管CT成像 雙能量CT掃描是指通過使用雙球管或者快速kV切換等技術幾乎同時采集兩種能量的數據，并基于二物質或三物質解析等數學算法進行圖像后處理分析，得到組織器官功能和物質成分信息等，具有一定的臨床價值。雙能量CT血管成像中的應用主要有碘圖(如可觀察肺灌注)、減少線束硬化偽影、去除鈣化斑塊及骨、斑塊成分分析等。通過雙能量數據處理得到的虛擬平掃可替代常規CT平掃以減少輻射劑量，虛擬平掃的圖像質量稍低于常規平掃圖像，但總體上不影響診斷。另外，選擇低的管電壓組合也可降低輻射劑量。一般有80 kV/140 kV及100 kV/140 kV兩種管電壓組合模式，選擇80 kV/140 kV時輻射劑量較100 kV/140 kV低，但是會增加圖像噪聲，推薦聯用迭代重建算法來降低圖像噪聲。同時，適當降低管電流或增大螺距并聯用迭代重建算法亦可降低輻射劑量，且能維持足夠的圖像質量。 心血管CT檢查是把'雙刃劍'，在能快速獲得高質量診斷圖像的同時，輻射損傷和對比劑腎損害也不容忽視。臨床醫師應根據臨床適應證和患者自身的特點(如心率、心律、體型等)、檢查機構的CT設備條件等選擇合適的掃描方案以最大程度地降低受檢者接受的輻射劑量。多種低輻射劑量掃描方案的聯合應用可以在保證圖像質量和診斷準確性的前提下最大程度地降低輻射劑量。放射科醫師/技師應熟悉并掌握CT掃描技術的優勢、不足及其適應證，及時更新自身相關知識、制定個性化CT掃描方案，降低受檢者接受的輻射劑量，提升CT檢查的安全性。 參考文獻（略） （收稿日期：2016-01-13） （本文編輯：劉雪松 ） |
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