寬體探測器CT低劑量掃描聯合迭代重建技術在先天性心臟病患兒診斷中的應用價值

樊 云， 劉 娜

(南京醫科大學附屬兒童醫院放射科, 江蘇 南京 210008)

先天性心臟病(congenita heart disease)是指胚胎發育期間因心臟及大血管發育異常所致的解剖結構異常、或出生后應自動關閉的通道未能閉合的情形。我國每年先天性心臟病患兒約為12-20萬，不能完全治好或早期死亡高達20%，已成為危及兒童身心健康及生命安全的“殺手”[1]。手術是治療先天性心臟病的主要方式，術前明確診斷對于手術方案的選擇及預后有著十分重要的意義[2]。心臟CT血管造影(CT angiography)能夠同時評估心內外解剖結構，但CT掃描產生的電離輻射限制了其在先天性心臟病患兒診斷中的應用[3,4]。寬體探測器低劑量CT能夠在一個周期內完成全心掃描，聯合應用迭代重建技術(ASIR-V)能夠在保證圖像質量的前提下有效降低輻射劑量[5]。本文以此為背景，分析寬體探測器CT低劑量掃描聯合迭代重建技術在診斷先天性心臟病患兒中的應用價值。

1 資料與方法

1.1一般資料:收集2017年1月至2017年12月行CT血管造影檢查先天性心臟病患兒104例，根據ASIR-V權重分為ASIR-V 50%組、ASIR-V 70%組。ASIR-V 50%組:男30例，女22例；年齡10d至4歲，平均(6.56±1.21)月；體重4～12 kg，平均(7.85±1.32) kg；心率95～150次/ min，平均(129.02±16.54)次/ min。ASIR-V 70%組:男33例，女19例；年齡15d至5歲，平均(6.62±1.14)月；體重4～13kg，平均(8.72±1.25)kg；心率97～150次/min，平均(128.65±20.12)次/min。兩組患兒性別、年齡、體重、心率比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2納入標準與排除標準:納入標準:①均符合Lopes等小兒先天性心臟病診斷標準；②有明顯手術指征且行手術治療者；③患兒家屬知情同意。排除標準:①腎功能不全兒；②碘對比劑過敏兒。

1.3方法:所有患兒口服0.3～0.5mL/kg水合氯醛(最多不超過10mL)。采用美國GE公司Revolution 256層螺旋CT機，掃描方式:軸位掃描。參數:管電壓70Kv，電流30mAs，球管旋轉時間0.28s/圈，層厚0.625mm；掃描范圍:胸廓入口至隔下2cm。采用雙筒高壓注射器注射碘對比劑(碘海醇350mgI/mL)，注射劑量1mL/kg，注射速度0.1mL/s，再以相同速度注射生理鹽水15mL。掃描模式:造影劑示蹤觸發自動掃描，興趣區位于降主動脈(閾值160Hu)，45%～60%時相曝光(曝光時間0.28s)。ASIR-V權重比:ASIR-V:50%；ASIR-V:70%。超聲檢查:所有患兒采用美國GE Vivid7與VividI彩色超聲心動圖儀(頻率3MHz)檢查，沿胸骨旁、心尖、劍突下、胸骨上窩等切面，行經胸超聲心動圖與彩色多普勒血流顯像。

1.4圖像質量評價:①主觀評價:由2名有10年以上心臟影像放射科醫師獨立閱片，參照趙瑾等[6]、Sommer等[7]等文獻資料評價主觀圖像質量。采用1～5分5級評分法，≥3分表示符合臨床診斷要求。②客觀評價:將掃描圖像傳入圖像后處理工作站，測量升主動脈、降主動脈、肺動脈主干、左心室CT與同層面背部軟組織CT和標準SD，計算感興趣區域信噪比(SNR)、對比信噪比(CNR)。

1.5碘對比劑量:有效劑量(ED)DLP×k(k是小兒胸部特定轉換系數，根據小兒年齡分為0.039、0.026、0.018)，DLP為劑量長度乘積。

1.6檢出率:以手術結果為金標準，比較心臟血管造影響(CTA)、超聲檢查準確率與檢出率。準確率=(真陽性+真陰性)/總例數×100%；檢出率=真陽性/(真陽性+假陰性)×100%。

2 結 果

2.1主觀質量比較:兩名醫師兩組圖像質量評分比較，差異無統計學意義(P<0.05)，且兩名醫師閱片結果一致性良好,見表1。

表1 兩組閱片者圖像質量評分比較及一致性分析

2.2客觀質量比較:兩組升主動脈、降主動脈、肺動脈主干、左心室等感興趣區域SNR、CNR比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表2、表3。

表2 兩組感興趣區域SNR比較

表3 兩組感興趣區域CNR比較

2.3DLP與ED比較:ASIR-V 70%組DLP、ED明顯低于ASIR-V 50%組(P<0.05)，見表4。

2.4準確率與檢出比較:52例先天性心臟病患兒，以手術結果為“金標準”，查出6種心內結構異常80外，心外結構異常69處。CTA檢出心內結構異常75處，心外結構異常68處；心臟超聲出心內結構異常77處，心外結構異常61處。兩種檢測方法心外結構異常、心內外結構異常檢出率比較，差異無統計學意義(P>0.05)，CTA心外結構異常準確率99.76%、檢出率98.55%明顯高于心臟超聲(P<0.05)，見表5、表6。

表4 兩組DLP與ED比較

表5 CTA與心臟超檢測心內外結構異常準確率比較

表6 CTA與心臟超檢測心內外結構異常檢出率比較

3 討 論

先天性心臟病患兒檢查的目的在于術前明確診斷以確定手術方案，或評估手術效果以確定下一步治療方案。心臟超聲心動圖是既往首選檢查方法，但受制于操作者經驗、聲窗、心率的限制，且在檢測心外結構、冠動動脈中效能欠佳。心臟CTA能夠明確觀察到心內外畸形解剖結構，通過后處理系統可以清楚顯示心臟與大血管的相互關系，但由于先天性心臟病患兒心率快、對輻射敏感以及對比劑的副作用，一定程度限制了其在臨床上的應用[8]。Revolution CT為新一代寬體探測器低劑量CT，具有16cm z軸覆蓋范圍、0.28s/轉的旋轉速度，可以在任何心率或心律不齊條件下，于1個心動周期內完成全心掃描，能夠有效減少心臟與呼吸等運動偽影，顯示出高時間與高空間分辨率的特點[9]。隨著探測器低劑量CT研究的不斷深入，如何通過改進圖像重建算法已成為目前研究的熱點。

迭代重建技術(ASIR)利用矩陣代數與數學模型，實現選擇性識別并去除圖像噪聲、提高圖像質量、降低輻射劑量的目的[10]。ASIR-V作為一種全模型實時迭代平臺，兼具ASIR實時重建、迭代重建算法(VEO)模型迭代二大優勢，在保障良好圖像質量的同時，一直是作為有效降低輻射劑量的工具。田慧等[11]研究報道，在電壓、電流、探測寬度、掃描時間等相同條件下，Asir-V 50%、Asir-V 80%兩種方式均能獲得良好的圖像質量，且Asir-V 80%能夠獲得更好的圖像信噪比。本文研究中，選擇ASIR-V 50%、ASIR-V 70%兩種權重比，結果表明，兩組主觀質量評分均超過3分，能夠完全滿足圖像閱片要求；而且兩組升主動脈等感興趣區域SNR、CNR比較差異無統計學意義，說明兩種ASIR-V權重比均能保證圖像質量。隨著ASIR-V權重比的增加，DLP、ED明顯降低，李婭男等[12]也有類似的文獻報道。

在保障檢測安全性的同時，提高診斷效能是所有檢查必須遵循的基本原則。心臟超聲因受制于操作者經驗、被檢者聲窗及心率的影響，對心外結構檢測效果不太理想。寬體探測器CT采用薄層掃描結合處理技術，能夠全方位、多角度地顯示心外畸形的類型與程度。本文研究中，心臟超聲對動脈導管未閉(1例)、主動脈弓縮窄(4例)、左頸總動脈起源異常(1例)均未檢出，寬體探測器CT均全部檢測。表現在診斷效能上，寬體探測器CT心外結構異常準確率99.76%(830/832)、檢出率98.55%(68/69)明顯高于心臟超聲，說明寬體探測器CT在診斷先天性心臟病患兒中有明顯的比較優勢。

本文研究結果表明，寬體探測器CT低劑量掃描聯合迭代重建技術應用于先天性心臟病患兒診斷中，通過提高ASIR-V權重比，在保證圖像質量、提高診斷效能的同時，有助于減少輻射劑量、降低對比劑的副作用。本文研究的局限性在于ASIR-V權重比分層較少、患兒年齡跨度較大，如何進一步利用迭代重建技術，更好地應用于先天性心臟病患兒診斷中，仍需要展開進一步的研究。