作者：沈文,尹建忠
出版社：人民卫生出版社
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多部位联合增强CT成像临床应用试读：
前言
随着CT技术的发展，CT检查设备速度明显提高，特别是宽排检测器CT的发展，使得临床在一次注射对比剂过程中能够进行两个以上不同部位或同一部位不同目的的检查。
目前，临床实际工作中常见计算机体层摄影血管造影（computed tomography angiography，CTA）与增强检查的联合应用，随着设备速度的提高，我们现在还可以遇到一次注射对比剂进行冠脉和头颈部CTA，乃至全身CTA的联合检查。在进行上述联合检查时，如何进行扫描方案的设置、根据临床病人的实际情况选择不同的扫描方案、在联合扫描中如何尽可能减少辐射剂量等内容是本书的重点。
本书内容根据联合检查的不同类型，例如冠脉CTA与其他部位CTA的联合检查、CTA和CTV的联合检查、CTA与增强联合检查、灌注与CTA联合检查等情况，分别讨论检查方案设置时的重点；在形式方面，对具体的扫描方案设置进行了表格式介绍，结合不同部位的具体病例，方便读者在实际工作中进行扫描方案设置和选择；对于联合检查中的辐射剂量问题，本书最后专列一章对于如何减少联合检查中的辐射剂量进行探讨。
本书所述及的各种临床处置、方法和药物剂量均已经过临床试验验证，部分已经应用于临床，并有相应文献记述，具有一定的参考价值。任何使用必须在国家相关法律的允许下，在行业行政部门的监管下，由合法的医务人员进行操作实施。由于临床情况复杂，存在个体差异，医务人员应根据所处的具体情况，对本书提供的资料酌情参考，作出自己独立判断。
然而，由于编写者的认识和经验有限，临床和设备的具体情况不同，书中的观点和扫描方案不一定完善和十分恰当，也会存在一些不妥之处，希望得到读者的理解。沈 文 尹建忠2017年10月第1章 CT技术的历史与发展一、CT技术的历史
1895年11月8日傍晚，伦琴在维尔茨堡大学物理研究所大楼进行阴极射线实验时，无意间发现2米外一个工作台上的荧光屏在闪烁。这一奇怪的现象立刻吸引了他的注意，因为他知道电子束是不可能穿越几厘米的空气，更不可能使2米外的荧光屏发光。伦琴很快意识到这是一种与红外线、可见光以及当时已知的紫外线完全不同的射线，他给这种新发现的射线取了一个充满神秘色彩的名字——X射线。伦琴发现X射线能够穿透一般光线无法透过的物质，并使照相底片感光。随后人们认识到X射线在科学技术和医学界中具有无法估量的潜力，伦琴也因此获得了1901年颁发的第一届诺贝尔物理学奖。X射线很快就被广泛地应用于医学研究，如今基于X射线的科学仪器已成为生物学、医学、计量检测等领域必不可少的工具。
传统的X线平片成像方法是将三维的人体沿X线入射方向投影为二维的图像，体内的组织结构会重叠在一起。这种成像方式虽然有极好的空间分辨力，但是密度分辨力较低。传统X线成像方式的这两个局限性，也促成了X线断层成像（tomography）技术的出现。1917年，澳大利亚数学家Radon证明从无限多个投影数据可以重建出原来的物体，随后经其他科学家的努力，Radon重建理论应用于CT图像重建的一系列问题逐渐得到解决。但在当时，这些图像重建技术还不能得到计算机技术的帮助，精度不是很高。
1967年，英国EMI中心实验室的研究员Godfrey Hounsfield博士（图1-1）成功研制出一台能提高X线利用效率的扫描装置，这就是现代CT的雏形，最初需要9天时间才能完成数据采集，求解28 000个方程需要一台计算机计算2.5小时才能产生一幅图像。进一步改进了数据采集和重建技术后，第一台基于断层成像的临床CT扫描机于1971年9月安装在Atkinson-Morley医院，4.5分钟即可生成图像。1972年4月，Hounsfield博士在英国放射学年会上首次公布这一结果，正式宣告了CT的诞生。这一消息马上引起科技界与医学影像界的极大震动，CT的研制成功被誉为自伦琴发现X线后放射诊断学上的最重要成就。10年后的1979年，Hounsfield和奠定CT重建方法理论基础的美国物理学家Cormack一起获得了诺贝尔医学奖，这也是医学设备发明人第一次获得诺贝尔医学奖。图1-1 Hounsfield博士和EMI CT
最初的CT设备只能用于头部扫描。第一台体部CT机是Robert Ledley设计的ACTA（automatic computerized transverse axial）扫描仪，这台扫描仪的检测器上有30个光电倍增管，仅需9次平移/旋转就可以完成一次扫描。在螺旋CT诞生之前，根据层面采集CT发展和结构特点，可以大致分为四代（图1-2，表1-1）：①第一代（平移/旋转方式）：1970年Hounsfield设计的原型机，X线采用线形束，单一检测器，每1°再次扫描，旋转180°，一个层面耗时太久，未用于临床；②第二代（平移/旋转方式）：1972年，X线采用窄扇形束，多个检测器（16～30个），采集一个层面信息要耗时数分钟，可临床实用的最早设计；③第三代（旋转/旋转方式）：1976年，X线采用宽扇形线束，数百（500～800）个检测器，旋转远小于180°，采集一个层面信息仅耗时数秒；④第四代（固定/旋转方式）：1978年，与第三代CT机采用不同的设计思路，采集一个层面信息耗时数秒。其中第三代CT的设计已成为现代CT所采用的方式，此后的螺旋CT和多层螺旋CT也采用这种设计方案。图1-2 层面CT的发展与分代表1-1 层面采集CT设备的分代与设备特点
1989年，科学家们在旋转/旋转式扫描技术基础上，通过采用滑环技术和连续进床的理念，开发出螺旋CT。滑环技术使球管和检测器沿一个方向旋转，在连续进床过程中，扫描轨迹呈螺旋状，因此称螺旋CT（helical/spiral CT）。螺旋CT技术在CT发展史上是一个重要的里程碑，它极大地提高了扫描速度和临床应用范围，也奠定了CT发展的方向。螺旋CT扫描的关键技术是球管旋转的滑环技术。滑环技术出现前，由于连接球管的高压电缆线因易缠绕而不可能一直旋转，CT扫描过程中球管每旋转一周，在等待检查床推进到下一个层面位置时，球管需要回复到原来位置，这样层面采集CT是以扫描一层、停顿数秒的间断方式进行。螺旋CT通过滑环技术，实现了球管连续旋转和检查床连续推进的扫描过程，连续一次检查的全部扫描，扫描时间明显缩短。同时采用的容积采集和重建技术，为以后的后处理技术的发展也打下了基础。
螺旋CT出现之后，检测器排数进入一个快速发展的时代，1998年北美放射学年会上推出的4层螺旋CT宣告多层螺旋CT时代的到来。多层螺旋CT采用锥形X线束，通过在Z轴方向的多排检测器同时采集多个层面的CT图像，这样提高Z轴方向的采集效率，把螺旋CT设备的性能和功能提高到一个新的档次。随后，于2001年出现了16排螺旋CT；2004年出现了64排螺旋CT，64排螺旋CT的问世使冠脉CT检查能成为临床常规。
CT进入到后64排时代之后的发展，虽然不同厂商给出了不同的设计方向，但技术发展主要体现在两个方面：一方面是更快的扫描速度，体现在时间分辨力的不断提升和覆盖范围的增宽；另一方面体现在密度分辨力的提高，主要是以能谱成像为代表的双能量技术，更充分地确定病灶的性质。其中GE和TOSHIBA公司采用16cm的宽体探测器设计，在追求扫描速度和大范围覆盖的同时，采用单管球不同电压切换方式进行能量成像；SIEMENS公司采用双球管设计，不同电压的双管球进行能量成像，而采用大螺距方式来提高扫描速度和达到大范围覆盖；而PHILIPS公司则推出双层检测器设计，通过层叠排放的双层检测器来进行能量成像。
自CT出现距今的40多年中，CT技术发展迅速，从最初的头部专用机到全身CT设备，从层面采集方式到螺旋CT和多层螺旋CT；同时随着多层螺旋CT设备能力的进一步提高，它的临床应用也不断拓展，从最初的横断面为主的结构成像发展到不同显示方式的血管成像、心脏冠脉成像、多参数的灌注成像和能量成像；而对于增强检查，从单一部位或器官的检查，近两年由于设备扫描速度的提高，临床上越来越常见一次注射对比剂进行多个部位或者同一部位不同内容的检查，例如胸痛三联检查、全器官灌注和大范围血管成像，影像信息得到了极大的丰富，为病情全面评价提供更多信息和参考。二、当代CT技术的进展与挑战（一）机架旋转速度
CT技术发展的一个最重要的指标是CT设备在单位时间内所能获得的信息量，它和两个因素有关：机架的旋转速度和每周所采集的层面数。最近一二十年，随着多层螺旋CT技术的进展，一方面我们看到CT设备的层数不断增加，而另一方面旋转速度也不断提高。单层CT时代，机架转速约0.8～1s；1998年出现的4层CT设备转速达到0.5～0.8s；而后16层CT设备转速提高到0.38～0.5s；64层CT设备转速进一步提高到0.33～0.42s；目前市售的CT设备可达0.27s，而报道中最快旋转速度达到0.2s。正是由于CT设备的层数和转速共同提高，使单位时间内采集的信息量呈指数级不断增长（图1-3）。图1-3 随着CT设备的发展，单位时间内所采集的像素数或数据量呈指数级别增长
同时也是由于CT设备的采集速度发展，才进一步拓展了它的临床应用，包括目前常见的冠脉CTA，乃至本书介绍的各种联合检查项目。但是，扫描速度的提高也面临很多技术的难点与挑战。1.重力加速度
机架转速的提高必然导致高速旋转下离心力的加大，这对机器负荷及其安全性都带来了很大的挑战。扫描架在高速旋转所产生的机架离心力将超过40～70g重力加速度，这对机架的安全性提出了巨大的挑战。为解决这一问题，传统的工业设计思路是通过增加结构的宽度和厚度来提高整个机架的强度，但是结构的宽度和厚度的增加也会增加重力加速度。所以，仅仅依靠传统的工业设计方法，无法克服高转速下重力加速度的问题。新的CT设备在材质上进行了革新，通过采用特殊材料来提高机架强度，并且在铸造中增加额外复杂的设计，进一步提高强度，保证高速旋转下的安全性。2.振动管理
机架高速旋转往往伴随着机械振动的存在，如果这一问题不能很好地解决，可能会导致关键成像组件（如X射线球管和检测器）不会在完美地平面上旋转。即使振动的振幅与纸片的厚度相近，也可能会导致图像质量的下降。为解决这一问题，需要对旋转机架进行特殊设计，将最大的两个部件——球管和检测器进行精确的配重，减小主轴承的负荷，确保部件在高速旋转下不会出现偏转和振动。3.新型滑环设计
滑环（slip ring）是CT发展史上的一个里程碑，传统的滑环通过碳刷/银刷和黄铜环的接触，将机架“定子”上的电力传输至“转子”，并驱动后者旋转，再将“转子”采集的数据传送回“定子”。但是，该结构由于存在着碳刷/银刷和黄铜环的物理接触，在长期使用的情况下，尤其是高速旋转时，会受到明显的磨损。对滑环技术的再一次革新，采用了无碳刷、非接触式设计，提高可靠性，并延长了系统正常运行的时间。
此外，机架转速的提高还会导致噪声的增加，对患者的舒适性也带来了挑战。为了解决这些问题，对机架进行全新设计，以支持更快的机架速度，在克服重力加速度、振动管理问题、减小噪声和降低设备维护成本方面表现优异。（二）不同的管球与检测器设计
多层螺旋CT后，通过采集层面数和旋转速度来提高单位时间内采集信息量的同时，技术的发展还体现在对于扫描和检测方式的开发与革新，以提高检测速度和效率。在这方面不同厂商给出了不同的设计方向：其中GE和TOSHIBA公司采用16cm的宽体探测器设计，提高Z轴方向的检查效率，有效提高扫描速度和完成大范围覆盖；而SIEMENS公司采用双球管设计，PHILIPS公司则推出层叠排放的双层检测器设计，两者设计更侧重提高层面内的检测效率，并且不同电压的双管球和双层检测器设计更有利于进行能量成像。1.宽体检测器设计
宽体检测器设计是最直接提高Z轴方向检测效率的方式，一次旋转可完成更大的扫描范围。它的主要优势是可以进行大范围的容积成像，获得同一时刻的强化特征；此外，还以轴扫方式完成临床大部分器官的成像，去除螺旋伪影的影响。目前，16cm设计可以覆盖大部分脏器（例如心脏、大脑、腹部单器官），带来很多临床收益，例如完成单心动周期内的心脏成像、全心灌注、全脑灌注、腹部单器官灌注、更快速的胸痛三联成像。
但是，宽体检测器系统本身也面临物理成像原理方面的重大挑战。宽体检测器设计需一个更大的锥形X线束角度（图1-4），这约为常规检测器的4倍，这种大锥角的X线会带来一系列挑战。图1-4 常规CT与宽体检测器CT的锥形束角度比较（1）散射线增加：
随着X线宽度的增加，会有更多的散射光子到达检测器，从而产生更多的噪声。评价散射线的指标是散射率（scatter primary ratio，SPR），它是指散射线与原射线的百分比。散射线比率与Z轴X线束的宽度基本呈线性正相关（图1-5）。除此以外，SPR还与组织厚度呈正相关，这样在肩膀和骨盆等高衰减部位，宽体检测器的散射线问题就更为明显，甚至会在图像中造成明显的伪影。图1-5 散射率与Z轴覆盖范围之间的关系
有两种方法可以解决散射线问题：通过硬件技术进行散射线的阻挡；通过软件方法进行散射校正。常用的硬件方法包括使用防散射的滤线栅（也称后准直器）。64排CT的X线锥形束夹角α较小（见图1-4），采用“一维后准直器”与相对简单的散射校正算法相结合，可以充分抑制散射线，将散射线比率控制在10%。宽体16cm检测器的锥形X线束夹角β较大（见图1-4），常规的“一维后准直器”只能将散射率（SPR）控制在30%左右。3D蜂巢准直器是在X/Y轴方向上加了一组滤线栅，用来阻挡Z轴方向的散射线，保证X线垂直进入每个检测器单元，散射率明显降低。（2）足跟效应：
足跟效应（heel effect）是指远离球管阴极端出射的X线，相较于近球管阴极端出射的X线的逃逸距离长，X线硬化更明显，平均能量也更高（图1-6）。足跟效应在64排CT上不显著。但随着16cm宽体检测器的X线锥角增加，足跟效应显著增加，并引起X线频谱发生较大变化，导致整个Z轴覆盖范围的CT值发生显著偏移。图1-6 足跟效应示意图（3）Z轴信号盲区：
在轴位扫描中，由于宽体CT锥形束X线的发散角更大，边缘的某些体素在某些扫描角度中不能被锥形束X线束覆盖，检测器也无法获得相应的投影数据，这种现象就被称为Z轴信号盲区（图1-7）。图1-7 Z轴信号盲区示意图
此外，由于锥形X线束发散角更大，数据采集中锥形束伪影也更加明显。这些是宽体检测器CT所面临的巨大挑战。
为了解决锥形束伪影等现象，新的16cm检测器采用了等焦点设计，使每一个检测器单元都和入射的X线方向垂直（图1-8），这从硬件设计的角度在最大限度地解决了锥形束现象，并且通过新的重建算法来解决足跟效应所致X线谱衰减不均匀所致的伪影，消除宽体检测器边缘图像中的锥形束伪影。图1-8 宽体检测器的等焦点设计2.双管球与双层检测器设计
除宽体检测器设计外，SIEMENS公司采用双球管设计，PHILIPS公司则推出层叠排放的双层检测器设计，两者设计更侧重提高层面内的检测效率，并且不同电压的双管球和双层检测器设计更有利于进行能量成像。
双管球CT能够提高层面内的采集速度与效率，只需选择一个小的角度即可完成整个层面的信息采集（图1-9），但是需要注意的是由于设计原因，两个管球的视野大小并不相同，第二套检测器的视野要小一些；此外，双管球设计可以造成散射线增加、投影方向不一致所致的运动方向敏感性不同，这些也给图像带来一系列伪影和挑战。而双层检测器方式（图1-10），通过层叠排列的两次检测器，上层接受低能量X线信息，下层接受高能量的X线信息，它的最大优势是上下两层检测器的不同能量信息具有最佳的空间和时间一致性，能量成像有优势，但是对于采集速度的提高作用不大。当需要更高的扫描速度时，双管球与双层检测器设备多采用大螺距方式进行，这样会有部分数据丢失。图1-9 双管球CT模式图图1-10 双层检测器CT模式图（三）能量成像
CT是通过测量物体对于X线的吸收来进行成像，而这种吸收是通过光电效应和康普顿散射两种物理过程来完成的。由于这种物理过程的存在，人们会观察到一些有趣的现象。首先，物质对X线吸收是随X线的能量而变化，这是因为光电效应和康普顿散射随X线能量变化；而且对于不同的物质，这种随能量变化的程度也不一样的。其次，任何物质都有对应的吸收曲线，它随能量的变化具有特征性。当人们对同一物体用两种不同能量的X线进行成像时，就可能确定一个吸收曲线，从而找出和这个吸收曲线所对应的物质。
而在实际临床工作中，组织成分很少由单纯的物质组成，能量成像中多采用水和碘作为基物质对进行处理分析（图1-11）。而对于一些特定的临床应用，也可以选择其他物质对作为基物质，可以更直观、精确地定量反映未知物的组织成分，实现多物质成分分析。
通过不同kV条件下的吸收特征的衰减信息，能量成像可以有不同的临床应用，例如：虚拟平扫，可以去除增强后图像中碘所致的衰减信息，而无须平扫检查；单能量CT图像，更精确地进行组织性质判断，能在特定增量段增大组织间的差别，显示轻微的强化，去除颅底或金属伪影。基物质图像根据不同的临床情况，也有不同的临床应用：水基图像可用于不同囊性病灶的成分分析；碘基图可以更好地反映增强后组织强化的程度；碘/钙基图像可用以区分高密度物质是来自于对比剂还是钙化；尿酸/钙基图像可用以泌尿系结石的成分分析，早期发现痛风结石的异常沉积。对于血管成像，既可以采用不同的能量减影进行血管成像，方便地去除骨质结构，也可以通过能量技术进行斑块和栓塞的成分分析；对于肿瘤成像，能量技术既可以进行肿瘤的成分分析，也可以进行淋巴结和转移灶的鉴别，从而进行更准确的分期判断。
CT能量技术使得CT从单一的结构性密度观察，深入到微观水平的物质成分的定性识别和定量分析，拓宽了CT临床应用的范围，也为疾病的判断提供了有价值的手段。图1-11 基物质图的分解A、B.80kV和140kV的图像；C、D.相应的水密度和碘密度图。常规能量成像中水和碘是最常用的组合（四）迭代重建技术
CT图像重建算法主要包括解析法和迭代法。解析法以卷积反投影（filtered back projection，FBP）算法最为常用，该算法的优势重建速度快，成像质量较好，但是，它忽略了噪声的影响，图像容易产生伪影，并且不能处理采样不足的扫描。迭代重建（iterative reconstruction，IR）算法，又称“逐步近似法”，它的基本原理是：首先对断层图像进行初步估计，在此基础上估算每个投影方向上检测器所获得的数据，即理论投影值，再将理论投影值与检测器实际采集的投影值进行比较，并返回更新和修正原始的估计数据；不断重复此过程，直至下一次迭代结果与实际测量值间小于允许的误差范围（图1-12）。图1-12 迭代重建算法的模式图
迭代重建算法适用于不同方式的采样数据，对不完全的数据也可进行图像重建，但是由于计算量大、重建速度慢，它的计算量是卷积反投影法的100～1000倍，从而影响了迭代算法的临床应用。近年来，随着计算机速度的提高，迭代重建的应用逐渐增多，它的主要优势体现在对噪声进行较强的抑制，从而使辐射剂量明显降低，已成为当前CT降低辐射剂量的重要方法（图1-13）。图1-13 卷积反投影与迭代重建算法的比较FBP：卷积反投影；IR：迭代重建。IR算法可明显减少胸部和腹部低剂量扫描中的条状伪影和图像噪声
此外，迭代重建算法本身也有进一步的算法改进与发展，算法模型中考虑更多的影响因素，建立了物理模型和系统光学模型，对体素、X射线光子初始位置和检测器几何因素等因素进行建模，真实地还原了X射线从投射到采集的全过程。（五）智能辅助与剂量控制
随着设备和计算机及智能技术的发展，扫描过程中检查方案和参数的自动化选择与智能辅助控制也不断发展，例如：自动mA或智能mA技术，可以在个性化人体或器官中得以应用，通过管电流的调节来控制不同人群图像质量的一致性，并实现群体间的剂量优化。此时的图像质量更多的是考虑噪声因素，而图像质量还有一个非常重要的指标——对比度，对比度可以说和kV是密切相关的。kV与辐射剂量约成2.5次方的关系，因此降低kV可以比降低管电流，对于辐射剂量的影响更为明显。智能管电压选择技术可以依据患者体型大小和临床检查任务类别，自动选择最佳的kV水平，并自动对管电流、重建窗宽窗位等因素进行调整。通过智能辅助技术能在保证图像质量的基础上，个性化地降低检查的辐射剂量。智能控制的过程与原理大致如下：1.根据定位像获得患者扫描部位的解剖结构特征
对于个性化扫描参数的设定和提高特定部位的图像质量，都需要确切了解检查部位的解剖结构特点，包括形状、大小和密度等信息，通过定位像中器官的X线吸收衰减规律获得相应信息是最为可行的技术。这种利用定位像来获取检查部位解剖信息，从而优化扫描参数的方法，可以在常规、能谱和冠脉扫描中发挥重要的作用。2.基于图像质量需求的剂量决策系统
CT扫描参数设定应该在获取足够满足诊断的图像质量前提下尽可能使用低的射线剂量。更好的图像质量意味着优异图像的同时会增加患者的额外剂量损伤，而过低的图像质量则可能会导致误诊，甚至是检查失败。因此，如何确定合适的图像质量成为问题的关键。使用自动mA或智能mA技术时，因为mA和图像的噪声有关，所以图像质量更多依靠噪声来评估，而图像中噪声水平可以通过噪声指数的设定来实现。kV智能决策时，则会对图像中的噪声和对比度都会产生影响。低kV会改善图像的对比度，尤其是增强检查，低kV扫描会使得碘灌注区的亮度更高。通过智能辅助扫描参数控制，无论是固定mA还是固定噪声指数模式下，都能更好地实现剂量的优化，得到图像质量和剂量间的合理平衡。参考文献
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一站式或联合检查，是指在一次注射对比剂的时间内完成两个以上部位或不同项目内容的检查，包括相同或不同部位的动脉成像、静脉成像、增强检查或灌注检查。
本章主要涉及不同部位的动脉血管成像，其中冠脉成像是联合检查中的一个主要内容，常常是冠脉检查联合其他部位的动脉血管成像，临床常见检查包括冠脉与头颈部动脉、冠脉与腹部/盆腔血管、冠脉与下肢动脉、冠脉与主动脉 [如经导管主动脉瓣植入术（transcatheter aortic valve implantion，TAVI）、冠状动脉搭桥]、冠脉与主动脉和肺动脉（胸痛三联检查），甚至是冠脉与全身动脉血管的联合检查等。合理的联合检查设置，可以方便地完成多项检查任务，缩短扫描时间、减少对比剂用量、降低辐射剂量。如何合理地进行冠脉与其他部位血管成像的检查方案设置，是本章讨论的主要内容。
近年来，冠状动脉CTA逐渐发展成为中、低风险冠心病患者的首选影像学检查手段。由于心脏不间断地自主收缩和舒张运动，且冠状动脉管腔相对细小、分支繁多，因此它是CT在人体中最难成像的器官。心脏CT成像要求设备具有三个要素：快的时间分辨力、高的空间分辨力以及良好的组织（密度）分辨力。时间分辨力不足会导致CT冠状动脉成像对心率快和心律不齐的患者检查质量下降，产生冠状动脉伪影、错层伪影，甚至导致检查失败。为了保证检查成功率，往往需要对受检者的心率和心律进行严格筛选，必要时受检者需要服用降低心率的药物。空间分辨力不足会导致冠脉的末梢细小显示不佳，1.5mm以下的血管显示不清，2.0mm以下血管狭窄的诊断不够准确。而密度分辨力不足将会影响对斑块的分析，特别是无法区分非钙化性斑块中纤维组织和脂质、血栓、出血等。心脏的节律搏动，可使多个心动周期的收缩期与舒张期时相保持相对恒定，不同时相的运动幅度也保持相对恒定。但在实际临床工作中，心律不可能绝对整齐，心律不齐时会严重干扰CT对于同步记录心电图的自动解读，造成各个心电周期中重建时相位置变异严重，临床上心率过快、心律不齐患者较多，他们是进行冠状动脉CTA患者中的一大部分，实际临床工作中面临多种挑战。
多层CT的不断发展，新技术不断涌现，使得冠状动脉CTA日趋简单易行。双能量CT进行冠状动脉CTA可以使用较少的对比剂，并对斑块成分进行分析；高分辨率CT可以提高空间分辨力，利用冠状动脉细小分支及支架内狭窄与否进行评估诊断；双源CT可以提高时间分辨力，减少冠状动脉运动伪影；宽体检测器CT使得冠状动脉检查更为简单，16cm检测器可达到整个心脏的完全覆盖，加之管球的快速旋转及冠状动脉运动冻结技术的应用即可实现在任意心率下的单心动周期进行冠状动脉CTA成像。同时患者无须服用降低心率药物，可不用屏气，减少了扫描前准备时间，使得冠状动脉CTA扫描更加便捷化，扩展了冠状动脉CTA的适应证。一、冠脉与头颈部CTA联合检查
冠状动脉和头颈部动脉都是动脉硬化的常见受累部位，二者有着共同的发病基础和机制。在进行冠状动脉CTA的同时，头颈血管CTA检查也已经成为临床常规，可显示脑内及颈部正常及异常血管形态，评价血管阻塞位置、肿瘤与血管关系等。宽体检测器结合快速扫描，可以在一次注射对比剂的较窄时间窗内完成冠状动脉及头颈部动脉CTA的全部检查过程，一方面宽体检测器CT有能力进行连续容积扫描，大大减少扫描时间，从而有机会捕捉到对比剂峰值时间，对增强的任意时相进行减影，血管边缘更为锐利；另一方面还可采用低kV成像技术，减少对比剂用量。联合检查常需要进行不同检查方式的切换，包括轴扫与螺旋、心电门控与非心电门控，这也需要CT设备能够在不同检查方式间进行迅速的切换，才能在一次注射对比剂的时间内完成心脑血管联合扫描检查。在临床实际工作中，诸如动脉粥样硬化等很多全身性疾病，都存在冠状动脉和头颈血管同时受累的情况，因此联合扫描有很好的应用前景。心脑联合检查解决方案有效地解决了以往需要两次单独检查时重复注射对比剂的弊端。
在进行冠状动脉与头颈部动脉CTA的联合检查时，首先确定各自的扫描范围和触发扫描的监测层面：头颈部CTA的扫描范围主动脉弓至颅顶，冠状动脉CTA检查范围从隆突下至心脏膈面水平，触发层面选取气管隆突下水平升主动脉或降主动脉。推荐首先采用螺旋扫描方式进行一次头颈部的平扫CT，扫描范围为颅顶至主动脉弓水平，作为蒙片。然后进行冠状动脉CTA检查，方法与常规冠状动脉一致，采用心电门控技术，自动触发启动扫描，感兴趣区放置在气管隆突下水平降主动脉，阈值为60HU。需注意，达到触发阈值后，常还需要8s左右的延迟时间才开始冠状动脉扫描，此时间用于提示患者吸气后屏气，同时能够使对比剂充分充盈冠状动脉各支。冠状动脉CTA扫描采用单心跳轴扫方式，需要注意的是，要尽可能缩短冠状动脉CTA扫描时间以及冠状动脉CTA与头颈部动脉CTA两次扫描的间隔时间，以保证在一次对比剂注射后完成全部扫描。冠状动脉CTA扫描结束后，立即进行头颈部动脉CTA检查。头颈部动脉CTA采用螺旋扫描模式，扫描范围自动与平扫相匹配。对比剂浓度用量60～70ml，然后注射生理盐水30～40ml，注射速率均为4.5～5ml/s。两个部位检查完成后，在工作站进行图像的三维立体重组，采用多平面重建、曲面重建、容积再现等方式进行冠状动脉与头颈部动脉的血管分析。
若患者先前曾接受血管内介入治疗，放置了高密度内置物，如弹簧圈、支架等，在复查评估病情时，可采用金属伪影抑制技术降低植入物周围的线束硬化性伪影，提高血管与周围组织的对比，有利于准确地评价治疗效果，评估再发动脉瘤、再狭窄和血管破裂等并发症。二、冠脉与主动脉CTA联合检查
对于主动脉疾病，如主动脉瘤、主动脉夹层或壁间血肿，具有发病突然、进展迅速、病死率高的特点，有时临床症状很难和急性冠心病区分。因此，对于急性胸痛患者，临床怀疑冠状动脉或主动脉病变时，常需要进行冠状动脉与主动脉CTA的联合检查。
冠状动脉与主动脉CTA联合检查时，扫描范围大，因为需要观察包括冠状动脉在内的自主动脉弓至髂血管分叉在内的主动脉情况。由于心脏冠脉扫描可以采用大范围的单心跳轴扫方式，极大地降低了冠状动脉的扫描时间，这就给在一次对比剂注射后，首先进行冠脉CTA，再行主动脉CTA扫描创造了时间上的可能性。冠脉CTA采用心电门控技术，阈值触发方式启动扫描，触发层面选取气管隆突下层面，感兴趣区设定在升主动脉或降主动脉，触发阈值100～120HU，手动或自动触发启动扫描。冠脉扫描前亦设置约8s的延迟时间，以提示患者吸气后屏气，并且可使对比剂充分充盈冠脉的各支血管。冠脉扫描模式为单心跳轴扫，检测器宽度120～160mm（依据心脏的大小而定，范围由主动脉弓起始至心脏膈面水平）。同时注意，尽可能缩短冠脉与主动脉两次扫描间的间隔时间。冠脉CTA扫描结束后，迅速进行主动脉CTA检查。主动脉CTA扫描采用螺旋方式，扫描范围自主动脉弓至耻骨联合水平，扫描方向为头侧至足侧。对比剂浓度为用量70～80ml，注射速度4.5～5ml/s。联合检查完成后，在工作站对图像分别作三维重组，采用多方位重组、容积再现等方式进行冠状动脉与主动脉的血管分析。
宽体检测器CT覆盖范围广，扫描速度快，结合心电门控技术进行胸腹主动脉CTA，可以在一个心动周期的收缩期和舒张期各进行一次图像采集并重建图像，可以用于如主动脉夹层真腔在不同期相的情况予以评估。除此以外，主动脉瓣膜病变近年来也有增多趋势，经导管主动脉瓣植入术（transcatheter aortic valve implantion，TAVI）是无法耐受外科手术者的首选治疗方法，美国心血管CT学会（Society of Cardiovascular Computed Tomography，SCCT）建议在行TAVI前先行心脏CT检查，平扫图像可发现瓣膜钙化、左房新鲜血栓、瓣膜及心房壁钙化，增强图像可以显示主动脉形态、瓣膜厚度与活动度，并可测定心脏功能，评估TAVI术前主动脉根部解剖及入路选择，尤其是在三维结构上有独到优势，从而有效地减少TAVI的并发症，此外还可用于人工瓣植入术后复查。宽体检测器CT由于时间分辨力的提高，回顾性检查可测量、评估心功能，能动态显示人工心脏瓣膜的开、闭及其功能状况。
对于冠状动脉搭桥术后患者的复查，宽体检测器CT的大范围冠状动脉CTA检查，保证了扫描野内桥血管全程包括两端吻合口的强化程度基本一致，能清晰、直观和整体地显示桥血管及其连接关系、桥血管管腔是否存在狭窄。
对于可疑或确诊冠心病的肝脏移植患者来说，术前需要进行冠状动脉CTA和腹部增强检查，一次注射对比剂后完成冠状动脉和肝脏三期检查这类多器官一站式的成像模式，除了能让检查变得便捷外，还可以有效降低对比剂用量。三、冠脉与下肢/全身血管CTA联合检查
由于动脉粥样硬化是全身性疾病，冠状动脉粥样硬化的患者往往存在其他部位的动脉硬化。因此，临床上可能需要评估更多血管的狭窄情况，即在进行冠状动脉CTA的同时，进行头颈部动脉或腹部动脉、髂动脉、双下肢动脉的CTA，这就需要我们在一次注射对比剂后，完成冠状动脉和全身大血管的CTA。在以往的CT检查中，由于不同扫描方式的切换需要较长时间，如使用心电门控则很难完成检查；如不使用心电门控，则难以确保冠脉检查的成功。迅速进行轴扫与螺旋、门控与非门控检查方式的切换，才能在一次注射对比剂的时间内完成包括冠脉CTA、头颈CTA、胸腹部CTA及下肢动脉CTA的全身动脉检查，同时进行合理的检查方案设置，结合迭代技术，可以保证患者所接受的辐射剂量并不会明显增加。
在进行冠状动脉与下肢/全身血管CTA联合检查时，注射对比剂后，先行冠状动脉CTA扫描，再行头颈部动脉CTA、主动脉CTA和双下肢CTA扫描。采用阈值触发启动扫描，选取气管隆突下层面，感兴趣区设定在升主动脉或降主动脉，阈值为120HU。冠状动脉CTA检查采用心电门控技术，扫描模式为单心跳轴扫，冠状动脉CTA扫描完成后，迅速将床移至头部或相应扫描部位。全身动脉CTA采用螺旋扫描方式，扫描方向为头侧至足侧，扫描范围自颅顶至足底水平。全身扫描时，先从头顶扫描至膝关节，扫描时间为4s左右；然后延迟15s，待双下肢动脉对比剂充分充盈后，再进行膝关节至足尖的扫描，扫描时间约2.6s。对比剂总用量为100ml，先注射60ml，注射速度为4.5～5ml/s；再注射40ml，注射速度为3ml/s。采集完成后在工作站进行三维重组，通过多方位重组、容积再现技术进行冠状动脉和全身血管分析，为影像和临床诊断提供依据。四、胸痛的冠脉、肺动脉、主动脉三联检查
急性胸痛病因复杂，起病急，发病快，症状缺乏特异性，病情进展迅速，患者病死率高。较早和迅速地确定诱发原因，及时对症处理救治，对于临床医师和患者有着至关重要的意义。急诊胸痛患者需要进行心电图、CT扫描、超声和ECT等检查来逐个排除肺动脉栓塞、急性冠心病和主动脉瘤或夹层等高致死率急诊病变，病变进展快而诊断过程相对烦琐，容易延误患者抢救。
在极短时间内，一次注射对比剂后，完成肺动脉、冠状动脉和主动脉的CTA检查为早期确诊胸痛病因提供较便捷、准确的手段。肺动脉CTA可直接显示主肺动脉至亚段动脉的管腔内情况，准确地确定肺动脉栓塞位置及范围，清楚显示肺动脉腔内血栓的部位、形态、范围、血栓与管壁关系及管腔内壁受损情况。冠状动脉CTA可以评估冠状动脉的动脉粥样硬化程度，显示左冠状动脉主干、左前降支、左回旋支、右冠状动脉以及主要分支血管（直径>2mm）的起源、走行、形态及管腔狭窄程度等。主动脉CTA可清楚显示主动脉情况，发现主动脉瘤及其破裂征象；主动脉夹层，并显示夹层破口、累及范围，以及真、假腔情况，结合动态分析方法评价真腔面积在不同期相时的变化特征，为主动脉夹层的临床治疗方案选择和远期评估提供参考指标。
胸痛三联检查要求一次注射对比剂后进行冠状动脉、肺动脉和主动脉的CTA，检查部位多，扫描范围大。由于肺动脉、冠状动脉和主动脉增强的峰值时间存在一些差异，不同部位CT检查切换需要时间，很难获得理论上三者分别都处于最大峰值的理想图像，而只能进行折中成像。
由于涉及三组不同脏器血管，扫描方案的设置可以根据患者的临床情况不同而有所侧重，我们推荐不同的扫描方案来进行胸痛三联检查，例如：对于主要怀疑冠心病或者胸主动脉病变时，侧重于冠状动脉和胸主动脉的检查，可以采用一次大范围轴扫的检查方案；对于主要怀疑为肺动脉栓塞时，则侧重肺动脉的检查，可以先进行肺动脉螺旋扫描，再进行冠状动脉和主动脉的大范围横断层面扫描的扫描方案。1.方案一（单次扫描，侧重心脏和胸主动脉的检查）
采用一次大范围轴扫无缝拼接，完成全部冠状动脉、肺动脉和胸主动脉CTA的检查。扫描范围自胸廓入口至心尖水平，根据实际定位范围，可以选择固定的2次160mm的轴扫拼接或2次不同宽度的轴扫拼接，同时要保证其中一次轴扫覆盖全部冠状动脉。采用心电门控技术，以进行冠状动脉血管的图像采集。采用阈值触发方式启动扫描，触发层面选取气管隆突下层面，感兴趣区设定在升主动脉或降主动脉，阈值80HU。扫描方向头侧至足侧，扫描层厚0.625mm。对比剂首先采用以4.5～5ml/s的速率注射55ml，然后再以2.5～3.0ml/s的速率注射35～40ml，随后亦可用相同速度的适当盐水（40ml）冲管。扫描完成后，在工作站分别重建不同的视野和范围，显示冠状动脉、主动脉和肺动脉的情况。
此方案的优势是简单迅速，可在几秒内完成，扫描流程与冠状动脉CTA一致，患者屏气时间短，一次注射对比剂，一次曝光完成三个兴趣部分的检查，适合快速筛查常见的急诊胸痛病变。2.方案二（两次扫描，侧重肺动脉）
首先进行肺动脉CTA扫描，采用螺旋扫描方式，范围从肺尖到横膈下，而后采用大范围轴扫方式进行冠状动脉和主动脉的扫描，范围为主动脉弓至心脏膈面。采用阈值触发方式启动扫描，触发层面选取气管隆突下层面，感兴趣区设定在主肺动脉，触发阈值80HU。扫描方向头侧至足侧，在肺动脉扫描完成后以最短的时间进行冠脉和胸主动脉的扫描。对比剂用量55～60ml，生理盐水30～40ml冲管，注射速率4.5～5ml/s。扫描完成后，第一期图像进行肺动脉的处理与显示，第二期图像分别重建不同视野和范围，进行冠状动脉和主动脉的处理与显示。
除此以外，对于怀疑大范围主动脉病变的患者也可以进行两次或三次扫描，两次扫描也可首先进行轴扫的冠脉检查，而后进行包括胸腹甚至盆腔的大范围螺旋扫描。本章病例采用对设备要求最高的三次扫描方案，首先完成肺动脉CTA检查，然后进行冠脉CTA，最后进行主动脉CTA检查，具体方案设置详见本章节后面病例。从中可以看出，随着宽体检测器CT技术的发展，扫描速度的迅速提高，给了我们更大的自由度，根据患者的临床情况和需要，选择更加适合和个性化的检查方案。参考文献
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男，62岁，BMI：23.7，主因胆囊息肉急需手术入院。
冠脉搭桥术后2年；因工伤行右足前部切除术后30余年；脂肪肝病史22年；糖尿病史22年。【专科查体】
腹部平坦，全腹无明显压痛、反跳痛及肌紧张，肝肋下未触及，脾脏肋下未触及，肝区及双肾区无叩击痛。【临床诊断】
胆囊息肉；脂肪肝；糖尿病；冠脉搭桥术后。【实验室检查】
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