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冠心病是西方国家发病率和死亡率最高的疾病。自20世纪90年代后期，心血管疾病开始成为我国城乡居民（20～74岁）的第一死因，占总死亡人数的35%左右。能够促进冠心病有效治疗方法进步的主要诊断工具是有创性常规X线冠状动脉（以下简称冠脉）造影。但这种检查方法的并发症之一是可导致少数患者死亡。40％以上的有创性冠脉造影只是为了排除冠脉病变，不需做进一步的介入治疗或外科治疗［1］。最初的无创性冠脉检查方法包括核磁共振（MRI）［2］、电子束CT（EBCT）［3］和多层螺旋CT（MSCT）［4］。
在过去的3年中，有关无创性冠脉造影已经取得长足的进步。伴随CT技术的发展而出现的MSCT在这一领域尤其突出，它对冠脉病变诊断的可信性很高［5］。最初的临床应用结果显示它具有很高的敏感性，但往往高估狭窄性病变，其诊断狭窄的特异性因而受到一定的影响［4］。本文概述目前16层螺旋CT冠脉造影的技术和临床应用。
1 CT扫描技术
采用16层螺旋CT（MX 8000 IDT，PHILIPS Medical Systems，Cleveland，OH），可在一次屏气不足20s的时间内完成整个冠脉的扫描。机架旋转时间为0.42s。先进行定位扫描并获得团注示踪资料。所谓示踪，是应用压力注射器以4ml/s的流量静脉注射非离子型对比剂10ml，继以3.5ml/s的速度静脉注射生理盐水30ml，同时在主动脉的根部以上平面（通常在定位扫描图像上选定气管隆突水平）获取连续的轴位图像。感兴趣区（region of interest,ROI）位于该层面的升主动脉内，ROI内动态CT值的变化与扫描延迟时间的关系曲线图将由机器自动绘制出来。进行心脏容积扫描时，以4ml/s的速度静脉注射对比剂80ml，继以3ml/s的速度静脉注射生理盐水50ml。根据示踪扫描获得的峰值时间确定造影检查扫描的延迟时间。在连续的螺旋扫描过程中，患者的心电图（ECG）变化被同步记录下来，所获得的原始数据与R波峰的相互关系也同时被确定下来。准直宽度采用16mm×0.75mm，床速8.57mm/s，球管电压140kV，电流285mA。因为心脏大小的差异，扫描时间介于16～22s之间。
扫描时要求患者的心率＜80次/s。否则，应用β受体阻滞剂，如在扫描前静脉注射美多心安5～20mg，将患者的心率降至80次/s以下。
2 图像重建
获得原始螺旋扫描数据后，回顾性重建与ECG同步的心脏图像。与常规重建算法相比，锥角重建算法可适当改善图像的时间分辨率［6］。球管旋转180°，即210ms的时间内扫描所得的原始数据即可重建1帧图像。心率越快，适合图像重建的心脏舒张期越短。因此，只有心率非常缓慢的患者，才能获得210ms的时间分辨率。当患者心率＞55次/min时，综合连续的心动周期扫描获得的资料进行图像重建被用来改善有效的时间分辨率。相对小焦点的X线源，探测器沿纵轴排列为16mm×0.75mm，会出现锥角伪影。多周期重建算法通过三维背投模式校正锥角，结合心脏分期权重改善时间分辨率［6］。基于瞬时心率的变化，重建图像的时间分辨率介于70～210ms间。因为扫描资料系连续获得的，可在心动周期中的任一点进行图像重建。通常在R-R间期的80％和50％进行图像的重建，二者分别相当于心脏的舒张中期和收缩末期。如果这两期的图像不能满足诊断的要求，则需要重建心脏其他期的图像。在选定的工作站（MxView 4.1，PHILIPS Medical Systems）将轴位图像和容积成像一帧一帧进行对比，选择运动伪影最少的图像做进一步的分析。MSCT允许图像的重建间距（0.4mm）小于图像的有效层厚（0.8mm），这种重叠重建的图像像数大小近似正方体（0.6mm×0.6mm×0.8mm）。
在工作站上，供分析用的图像除轴位图像外，还有多平面重建图像（multiplanar reconstruction,MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection,MIP）、容积成像（volume rendering,VR）和曲面重建图像。在后处理时，先利用轴位图像确定心动周期中无运动伪影的那一期图像，然后进行三维容积成像，利用自动清除胸壁组织的功能消除心脏以外的组织，剩下的心脏三维图像可用于初步观察心脏的解剖结构，鉴别引起冠脉明显狭窄的斑块性病变。在三维心脏图像上半自动画出经过冠脉管腔中点的中心线，进而冠脉沿该中心线的最大密度投影曲面图像得以显示（层厚0.8～3mm）。中心线上任意一点的垂直于该线的冠脉断面图像均能得到，因此，可在冠脉的断面图像上进行狭窄的定量分析。
3 16层螺旋CT的应用
3.1 冠脉显著性狭窄的判断 与常规有创性冠脉导管检查相比，无创性16层MSCT造影可提供冠脉的断面图像来分析病变。此外，冠脉管壁上的斑块也可以显示出来。在CT图像上，斑块可以分为三类：CT值在300HU以上的钙化斑块；增强后，CT值100HU左右的纤维斑块；有较大的脂质核心，CT值＜50HU的软性斑块［7］。要对冠脉作出恰当的评价，无创性造影检查必须提供具有足够的空间分辨率和对比度的冠脉断面图像，能够区别斑块和管腔。而且不仅仅限于冠脉的近段，还应涵盖其远段。图1为16层MSCT冠脉造影，清晰地显示出冠脉的远段。目前，其他非创伤性检查方法尚无法取代。纤维性或软性斑块引起冠脉狭窄的病例中，在三维容积成像图像中即可鉴别病变。大量钙化仍然影响诊断的准确性。与4层MSCT相比，16层MSCT在高估钙化斑块的大小（模糊效应）方面要好一些。斑块大小被高估是由于图像的空间分辨率不足所致［8］，而16层MSCT图像的空间分辨率已经有所提高。下一代MSCT机的空间分辨率将进一步提高，有望解决这一问题。此外，目前正在进行的有关原始数据的采集方法和图像对比度关系方面的研究，对解决这一问题也有所裨益。目前的16层MSCT已能分辨出冠状动脉壁上斑块的层次（图2），但其分辨率不及经血管内超声，不可能像后者那样分辨出不稳定斑块的纤维帽。却能达到对冠脉的细小侧支作出诊断。与创伤性冠脉造影相比，16层MSCT还能显示慢性栓塞导致的节段性冠脉闭塞（图3a），因此，16层MSCT还能作为血管重建的指导工具。
3.2 其他临床应用 心脏MSCT的另一个临床应用是评价搭桥血管的通畅性（图3a、图3b）。如果螺旋扫描的起点位于主动脉弓，大多数内乳动脉干得以显示并可被评价。整个搭桥血管从位于主动脉前面的近端吻合口到与冠脉相通的远端吻合口亦同时得以显示。16层MSCT还可用于评价变异的冠状动脉和先天性心脏病的复杂形态，本文不做详细描述。
图1－图4 （略）
4 16层螺旋CT行冠脉检查的特点与发展趋势
4.1 心律不齐和运动伪影 目前心脏16层MSCT成像的主要不足之处是在快心率或心律不齐时容易出现运动伪影。采用多周期重建可减少这种伪影。将相邻的心动周期的扫描数据结合起来重建图像时，能减小重建图像的时间分辨率。同时还允许在心律不齐的情况下进行图像重建［9］。但在心率变化如图4所示的情况下，这种重建算法也无能为力。
4.2 与其他冠脉成像方法的比较 文献报道冠脉MR造影的检查时间为33～145min，平均70min［2］。笔者所做的16层MSCT冠脉造影检查时间7～14min，平均＜10min，包括定位扫描、团注示踪、整个心脏的螺旋扫描时间在内。当然，MRI没有X射线。但在常规的临床应用中，快速检查具更大的优势，而且适合急症病例。16层MSCT能清晰显示冠状动脉的远段，在这方面，其他的非创伤性检查方法无法与之媲美。
4.3 未来趋势 16层MSCT的非创伤性冠脉造影可作为创伤性冠脉检查的筛选方法。尽管在有大量钙化存在的情况下，16层MSCT诊断冠状动脉狭窄的特异性受限，但在排除冠脉病变方面，16层MSCT具有很高的敏感性。如果对钙化的高估能被克服，MSCT将能提供一个真实的三维冠状动脉管腔图像，并能同时显示管壁上的斑块。结合常规创伤性造影检查和经血管超声检查可对斑块作进一步的分析。受限于空间分辨率和时间分辨率，目前对这些方法的比较还不现实。冠脉的16层MSCT造影仍可作为冠心病的筛选检查，因为凭MSCT在很大程度上可排除冠心病。然而，在涉及多血管病变时，MSCT的预期值降至75％以下［4］。
【参考文献】
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4 Nieman K,Cademartiri F,Lemos PA,et al.Reliable noninvasive coronary angiography with fast submillimeter multislice spiral computed tomography.Circulation,2002,106:2051-2054.
5 Heuschmid M,Kuttner A,Flohr T,et al.Visualization of coronary arteries in CT as assessed by a new 16 slice technology and reduced gantry rotation time:first experience ［in German］.Roefo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr,2002,174:721-724.
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8 Nieman K,Oudkerk M,Rensing D,et al.Coronary angiography with multislice computed tomography.Lancet,2001,357（9256）:599-603.
9 Hoffmann MHK,Shi H,Schmid FT,et al.Noninvasive coronary imaging with MDCT in comparison to invasive conventional coronary angiography:a fast developing technology.AJR,2004,182:601-608.
作者单位：1 361021 福建厦门,厦门市第二医院放射科
2 430022 湖北武汉,华中科技大学同济医学院协和医院放射科
3 德国Ulm大学临床医院放射科
（编辑：黄鉴一）