256-iCT 掃描與常規掃描在先天性心臟病CTA 檢查中的比較

李曉豐，徐雷

目前心臟CT 增強血管造影（CTA）已被廣泛應用于先天性心臟病（CHD）的臨床診斷中，但是CT成像期間的放射線暴露仍然是難以避免的問題[1]。新生兒、兒童患者與成人相比敏感性更高，減少CT 中的放射劑量具有重要的臨床意義，但低劑量成像技術通常會造成圖像的噪聲升高，并且因偽影等影響成像質量[2-3]。另一方面，影響成像質量的因素還包括靶血管內對比劑濃度，較高的濃度可發生對比劑腎病等嚴重并發癥[4]。現有的迭代重建技術可在低放射劑量的前提下通過降低噪聲提高成像質量，其已廣泛應用于成人患者中，而在兒童群體尤其是小兒心血管疾病的成像方案仍較少[5]。有研究報道飛利浦Brilliance iCT（256層）采用納米高集成探測技術，探測面積大，同時運用三維濾過器消除--軸散射線，在心臟成像方面采用非螺旋掃描取代螺旋掃描，消除重疊覆蓋，減低輻射劑量[6]。因此，本文選擇CHD 患者為研究對象，探究BrillianceiCT下行心臟血管成像與常規掃描相比在CHD 檢查中的優勢。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018 年8 月至2020 年6 月溫州醫科大學附屬第二醫院收治的CHD 患者，納入標準：（1）患者年齡＜5 歲；（2）經超聲心臟檢查已經確認患有CHD 且需要進行CTA 檢查。排除標準：（1）病情危重無法耐受檢查者；（2）明顯的身體活動所產生的偽影；（3）對比劑泄漏；（4）成像數據缺失。最終納入研究對象60例，其中30例接受常規掃描方案，設為對照組，其管電壓為100kV，100mAs后門控掃描，碘帕醇注射液，R-R 間期為45%，濾波反投法（FBP）重建。其余30例則為研究組，采用前門控管電壓80 kV，80 mAs 掃描方案，碘克沙醇注射液，R-R間期為45%，iDose4 重建。

1.2 方法 收集兩組患兒年齡、性別和體質量信息，所有患兒均在自由呼吸狀態下接受檢查。依據患兒體質量和臨床實際狀況確定靜脈注射巴比妥鈉劑量以實現短期鎮靜作用。采用Philips Brilliance 256-iCT掃描，其帶有最新的迭代重建技術是第四代重建技術-iDose4 平臺。具體參數設置：準直器寬度64×0.6mm，螺距3.2，機架旋轉速度0.28s；以0.4～1.3ml/s的速度注射碘化對比劑（Iopamiron 300，Bayer），根據患者的體質量（2 ml/kg）調整注射劑量。注射后2～4 s觸發數據采集，對照組和研究組分別通過使用濾波反投影法（FBP）算法和迭代重建技術正弦圖迭代重建法（SAFIRE）重建圖像。以0.6 mm的切片厚度重建橫向圖像，增加間距為0.3 mm，矩陣512×512。

1.3 評價指標

1.3.1 圖像質量 將圖像進行匿名化處理后轉移至外部工作站（Synapse Vincent）做進一步分析，圖像進行容積再現（VR）及最大密度投影（MIP）處理，采用5 分法進行主觀評分。5 分：清晰可視，無運動偽影；4 分：輕度運動偽影，但診斷置信度高；3 分：明顯模糊，中等診斷置信度；2 分：可識別但模棱兩可；1 分：嚴重模糊，無可視化的心血管結構。為評價圖像質量，在0.6 mm厚的軸向圖像中測量升主動脈、降主動脈、肺動脈和心室的CT 值。放置感興趣區（ROI）并使其覆蓋區域最大化，圖像質量評價的定量參數包括圖像噪聲、信噪比（SNR）和對比噪聲比（CNR），噪聲依據橫斷面相應6 處位置ROI的CT 值標準差確定，SNR 則為CT 值與噪聲之比，CNR=（目標組織CT 值-胸肌CT 值）/噪聲。

1.3.2 放射劑量 記錄成像期間的容積CT 劑量指數（CTDIvol）和劑量長度乘積（DLP），有效劑量（ED）評估為DLP 與轉換系數的乘積，公式為：ED=DLP×，轉換系數依據患者的年齡差異而不同，4 個月以下為0.039 mSv/mGy·cm，4 個月至1 歲為0.026 mSv/mGy·cm，1～5歲為0.018 mSv/mGy·cm。同時記錄每例患兒的對比劑用量，并計算碘攝入量。

1.4 統計方法 采用SPSS 23.0 統計軟件進行分析，計量資料以均數±標準差表示，采用 檢驗；計數資料采用2檢驗。＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較 對照組平均年齡（25.4±3.4）個月，研究組平均年齡（24.8±4.5）個月；對照組平均體質量（8.8±2.6）kg，研究組平均體質量（9.0±3.2）kg。兩組年齡、體質量及CHD 臨床診斷差異均無統計學意義（均＞0.05）。見表1。

表1 兩組一般資料比較 例（%）

2.2 兩組圖像質量比較 研究組圖像質量評分為（4.36±0.80）分，高于對照組的（3.63±1.05）分（=3.03＜0.05）；對照組和研究組除升主動脈外所有區域的CT 值差異均有統計學意義（均＜0.05）；兩組每個區域的圖像噪聲、SNR和CNR 差異均有統計學意義（均＜0.05）。見表2～3。

表2 兩組圖像質量評分情況 例

2.3 兩組放射劑量及對比劑使用量比較 研究組成像的CTDI、DLP 及ED 均低于對照組（均＜0.05），見表4；對照組與研究組的對比劑碘攝入量分別為（3.56±1.28）g和（2.48±1.06）g，兩組差異有統計學意義（=3.559＜0.05）。

表4 兩組放射劑量比較

3 討論

心血管CT 是評估冠心病的重要方法，尤其是用以確保準確的空間分辨率。由于其較高的時間分辨率，大螺距雙源計算機斷層掃描（DSCT）對于兒童復雜CHD的診斷和病情評估具有非常重要的臨床價值[7]。鑒于兒童患者群體自身的特殊性，CT相關的放射線暴露仍然是突出的難題，諸多研究顯示降低管電壓是減少放射劑量的有效方法，但伴隨的問題如射束硬化偽影及圖像噪聲等又會對成像質量產生干擾[8]。

盡管FBP 是一種對于CT 圖像簡單快速的重建方式，但在低放射劑量下導致成像質量較差[9]，相比之下，迭代重建技術則可提高低放射劑量CT 圖像的成像質量。已有研究報道了數種迭代重建算法[10]，本文比較了SAFIRE 和FBP 算法所重建的心血管CT 圖像以及在噪聲、SNR等方面的差異，結果顯示iDose4 進行的重建可降低約20%的圖像噪聲，同時提高約25%的SNR，這提示其在臨床診斷中具有潛在的應用價值。但也有研究報道兩種重建方法之間無顯著性差異[11]，分析原因可能與樣本的選擇差異有關。本研究還觀察到除升主動脈外，其他所有區域通過FBP重建的圖像與通過迭代重建的圖像之間的衰減值存在顯著性差異，這是由于在迭代重建中用于降低圖像噪聲的低通濾波器引起的[12]，但其對診斷并未產生明顯影響，因為衰減的差異很小，肉眼難以察覺。

本研究對照組和研究組平均體質量分別為8.8 kg 和9.0 kg，操作過程中系統會根據偵查視圖的射線透射率自動確定最佳的管電壓和電流，雖然管電壓并非取決于患者的體質量，但本研究數據對臨床選擇合適的管電壓具有一定的參考價值。有研究評價了第二代和第三代DSCT的圖像質量和放射劑量[13]，并評估了一種新型的迭代重建技術（ADMIRE：Siemens Healthcare）的高級建模迭代重建的效果，其研究納入42例兒童患者，平均有效放射劑量分別為0.36mSv和0.62mSv，明顯高于本研究中的結果；這可能是前者選擇的患者群體年齡更小（＜3 歲）的原因。此外，對減少放射劑量而言，ADMIRE 可能比SAFIRE 更有效，這也被其他學者所認同[14-15]。因此，對臨床實踐的指導意義在于需結合患者的年齡及體質量等因素選擇合適的迭代重建技術以減少放射劑量的同時保證成像質量。

本研究存在一定的局限性，首先為回顧性研究，其次研究中的參與者均為CHD，包括不同的類型，這種多樣性可能對結果產生影響。研究中使用ECG 門控CT 檢查，但鑒于兒童患者的高心率和大螺距CT掃描的高時間分辨率，由此認為非ECG門控的CT圖像與ECG門控的CT圖像等效。

綜上所述，對于CHD 患者，與常規掃描方式相比通過256-iCT 掃描能夠顯著降低圖像噪聲，提高成像質量，同時減少放射劑量和對比劑使用劑量。

表3 兩組圖像質量相關參數比較 HU