引用本文： 趙瑾, 李萬江, 李真林. 70kV聯合原始數據域迭代重建技術在小兒先天性心臟病CT掃描中的應用價值. 華西醫學, 2016, 31(8): 1398-1401. doi: 10.7507/1002-0179.201600380 復制
CT檢查是臨床診斷疾病的重要手段之一，但CT檢查所帶來的輻射問題也越來越受到醫務工作人員和公眾的關注。因此，CT低劑量檢查已經成為業內的共識和研究的熱點[1]。降低CT檢查的輻射劑量的方法主要有降低管電壓、降低管電流，還有最新的自動管電流調節技術（caredose4D）、自動管電壓調節技術（careKV）及大螺距掃描等[2-3]，這些技術無疑都使得圖像質量有所下降。原始數據域迭代重建（SAFIRE）技術為最新的圖像重建技術，與傳統的濾波反投影重建技術（FBP）相比可以在降低一定劑量的前提下，降低圖像的噪聲而使圖像質量保持不變[4]。本研究擬在降低掃描劑量的前提下，探討SAFIRE技術在提高小兒先天性心臟病（先心病）CT檢查中的應用價值。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
收集我院2014年1月－9月期間擬行CT檢查的先心病患兒30例。納入標準：①年齡＜1歲；②體質量在8 kg左右；③通過其他輔助檢查手段已確診的先心病患兒。其中男16例，女14例；年齡2個月～1歲，平均9個月；檢查前的臨床病史為：室間隔缺損9例，法洛四聯癥7例，肺動脈狹窄3例，房室間隔均缺損3例，單心室1例，其余7例患兒病史為不便細分的先心病。將30例患兒按管電壓分為A、B兩組，每組15例，A組管電壓為80 kV，B組管電壓為70 kV，兩組患兒均采用西門子128層雙源CT進行掃描，對A組患兒的圖像采用FBP技術重建，對B組患兒的圖像采用SAFIRE技術重建。
1.2 檢查方法
1.2.1 掃描前準備
囑患兒家屬去除患兒胸部的金屬異物，貼好電極片，連接好心電門控裝置。30例患兒中有26例在服用水合氯醛熟睡后行CT檢查，有4例患兒由于能自行配合CT檢查未服用水合氯醛，對患兒非檢查部位及陪同檢查的家屬進行放射防護。
1.2.2 CT檢查方案
30例先心病患兒均使用西門子第2代雙源CT（Siemens Definition flash，德國西門子公司）掃描，掃描范圍從肺尖至肺底，選擇“Flash Chest-pain”掃描模式，A組患兒管電壓為80 kV，B組患兒管電壓為70 kV，選擇自動管電流調節技術（caredose4D）。CT對比劑（商品名：碘比樂，碘含量370 mg/100 mL）注射使用高壓注射器，根據患兒血管情況選擇不同的靜脈以1 mL/s的流速注入，對比劑總量按患兒體質量×1.5 mL/kg計算。采用對比劑示蹤法，監測的感興趣區放置在主肺動脈窗層面的降主動脈，感興趣區的大小為降主動脈的2/3，觸發閾值設為100 HU。30例患兒均順利完成CT檢查，兩組圖像重建的層厚和層間距均為1 mm。
1.2.3 圖像的測量與評分
將A組和B組掃描圖像均傳入圖像后處理工作站的Viewing軟件中，由2名工作10年以上的主管技師選取兩組圖像同一層的主肺動脈窗手動勾畫升主動脈、肺動脈和豎脊肌3個感興趣區內的CT平均值，然后在主肺動脈窗層面測出胸壁前空氣的標準差（SD空氣值）。按照公式對比噪聲比（CNR）=（感興趣區平均CT值－豎脊肌的平均CT值）/SD空氣值分別計算出升主動脈與豎脊肌的CNR、肺動脈與豎脊肌的CNR，按照公式信噪比（SNR）=感興趣區平均CT值/SD空氣值分別計算出升主動脈和肺動脈SNR。由2名在胸部影像診斷組工作10年以上的診斷醫師用雙盲法對A組和B組的圖像進行主觀評分[5]：5分為心臟及大血管顯示極好，圖像質量優；4分為心臟及大血管顯示良好，圖像質量良；3分為心臟及大血管顯示一般，圖像質量可滿足診斷要求；2分為心臟及大血管顯示差，圖像質量差；1分為圖像無法獲得有用的診斷信息。≥3分視為圖像質量可以滿足診斷要求。
1.2.4 輻射劑量評價
雙源CT自帶的輻射劑量軟件記錄兩組患兒所接受的輻射劑量。記錄的輻射劑量參數有CT容積劑量指數（CTDIvol），CT劑量長度乘積（DLP）。根據公式吸收劑量（ED）=K×DLP計算出兩組患兒的ED，根據文獻K=0.002 6[6]。
1.3 統計學方法
采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析。計量資料先進行正態性檢驗，如果服從正態分布，采用均數±標準差表示，否則采用中位數和四分位數間距表示；兩組資料正態、方差齊，則采用t檢驗，否則采用秩和檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 兩組圖像質量參數比較
兩組患兒圖像質量客觀參數升主動脈SNR、肺動脈SNR、升主動脈與豎脊肌CNR、肺動脈與豎脊肌CNR差異均無統計學意義（P > 0.05），見表 1。兩組患兒圖像質量主觀參數經過Kappa檢驗，兩位診斷醫生評價一致性好（Kappa值=0.73）。A組圖像質量主觀評分平均分（4.63分）略高于B組（4.42分），但是兩組圖像質量均完全可以滿足診斷要求（≥3分）。
表1
A組與B組圖像質量各參數比較（n=15，2.2 兩組輻射劑量參數比較
兩組患兒之間輻射劑量參數CTDIvol、DLP及ED值差異均有統計學意義（表 2）。B組患兒接受的輻射劑量明顯低于A組。
表2
A組與B組輻射劑量各參數比較（n=15，3 討論
3.1 降低小兒先心病CT檢查輻射劑量常用的方法
隨著CT檢查技術的迅速發展，CT技術應用于小兒先心病檢查有相當大的診斷意義[7]。由于大多數先心病患者多為嬰幼兒，嬰幼兒對輻射更為敏感，所以在小兒先心病檢查時，應盡可能地使用低劑量檢查[8]。降低CT檢查的主要方式是降低管電流，然而降低管電流會明顯地增加圖像的噪聲，使CT檢查的圖像質量降低，不利于診斷。西門子推出的Care Dose 4D技術會根據患者的定位像，在保證圖像診斷的前提下，個性化地調節患者的管電流量[9]。另一種降低劑量的方法是大螺距掃描，國內學者張月俏等[10]的研究表明，大螺距掃描較普通掃描可以降低患者36%的輻射劑量，后來卞佳等[11]在兒童胸部普通檢查的研究也顯示大螺距可以明顯降低患兒的輻射劑量。因此，本研究基于以前學者的研究，兩組患兒均采用了Care Dose 4D技術和大螺距掃描，主要研究在70 kV的條件下，聯合迭代重建技術，能否更進一步降低先心病患兒的輻射劑量。本研究結果表明，70 kV組患兒所接受的輻射劑量明顯低于80 kV組，所以70 kV聯合迭代重建技術用于小兒先心病檢查是可行的。
3.2 臨床上常用的小兒先心病檢查的影像學方法
先天性心臟病常用的影像學檢查方法包括超聲心動圖、MRI心臟掃描、主動脈造影和CT檢查。超聲心動圖是臨床上診斷先心病最常用于顯示心臟解剖結構、心臟功能和血流動力學的影像學檢查方法，它具有非侵入性、檢查費用相對較低等優勢。然而超聲心動圖對于一些復雜先心病的解剖結構顯示較差，而且檢查結果與檢查醫生的經驗密切相關[12]。MRI心臟掃描由于檢查時間長，先心病患兒年齡較小，很難配合屏氣，而且檢查費用也相對較貴[12]，因此在先心病檢查方面應用較少。主動脈造影雖然作為檢查先心病的金標準，但主動脈造影屬于有創檢查，對于很多復雜的先心病導管不易進入靶血管區。先心病CT檢查具有成像時間短、時間和空間分辨率都較高，可以完成比較復雜的先心病檢查[7]。
3.3 小兒先心病CT檢查的意義
隨著超高端CT的不斷出現，尤其像雙源CT具備成像時間短、時間和空間分辨率都較高。這類CT不僅可以完成復雜先心病的成像，而且輻射劑量也明顯降低。彭禮清等[13]使用第1代雙源CT對心臟疾病的研究使患者的輻射劑量降低到1 mSv左右。先心病的CT掃描層厚為1 mm，因此可以對獲得的1 mm圖像進行多平面重建（MPR）及容積重建（VRT）。對于很多復雜的先心病，單從橫斷位圖像上很容易發生漏診和誤診。MPR可以從任意平面顯示病變的解剖結構，有助于病變與周圍血管的關系且方便測量。VRT重建可以立體三維、多角度地顯示病變，有助于臨床醫生術前評估及手術方案的制定。然而CT最大的缺點就是輻射損傷，美國學者Brenner等[14]的研究認為未來約有1.5%～2.0%的腫瘤與CT檢查有關。西門子第2代雙源CT推出最新70 kV和SAFIRE重建技術，雖然使用70 kV使圖像質量有所下降，但是結合SAFIRE重建可以明顯提高圖像質量。本研究結果也表明，使用70 kV結合SAFIRE重建可以使先心病患兒的輻射劑量降低到0.2 mSv左右，這較彭禮清等[13]研究的輻射劑量明顯降低。從主觀評分方面來看，SAFIRE重建的圖像主觀評分略低于FBP重建，這可能與診斷醫生還不太習慣用SAFIRE重建的圖像，主要是SAFIRE重建的圖像給人帶來一種“蠟狀影”的感覺，這和卞佳等[15]用SAFIRE在頭部普通掃描的研究相一致。
綜上所述，使用70 kV在小兒先心病檢查可以明顯降低患兒的輻射劑量，圖像質量的下降可以使用SAFIRE重建方式來彌補，兩種方式結合起來使用在兒童先心病CT檢查上有較大的臨床應用價值。
CT檢查是臨床診斷疾病的重要手段之一，但CT檢查所帶來的輻射問題也越來越受到醫務工作人員和公眾的關注。因此，CT低劑量檢查已經成為業內的共識和研究的熱點[1]。降低CT檢查的輻射劑量的方法主要有降低管電壓、降低管電流，還有最新的自動管電流調節技術（caredose4D）、自動管電壓調節技術（careKV）及大螺距掃描等[2-3]，這些技術無疑都使得圖像質量有所下降。原始數據域迭代重建（SAFIRE）技術為最新的圖像重建技術，與傳統的濾波反投影重建技術（FBP）相比可以在降低一定劑量的前提下，降低圖像的噪聲而使圖像質量保持不變[4]。本研究擬在降低掃描劑量的前提下，探討SAFIRE技術在提高小兒先天性心臟病（先心病）CT檢查中的應用價值。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
收集我院2014年1月－9月期間擬行CT檢查的先心病患兒30例。納入標準：①年齡＜1歲；②體質量在8 kg左右；③通過其他輔助檢查手段已確診的先心病患兒。其中男16例，女14例；年齡2個月～1歲，平均9個月；檢查前的臨床病史為：室間隔缺損9例，法洛四聯癥7例，肺動脈狹窄3例，房室間隔均缺損3例，單心室1例，其余7例患兒病史為不便細分的先心病。將30例患兒按管電壓分為A、B兩組，每組15例，A組管電壓為80 kV，B組管電壓為70 kV，兩組患兒均采用西門子128層雙源CT進行掃描，對A組患兒的圖像采用FBP技術重建，對B組患兒的圖像采用SAFIRE技術重建。
1.2 檢查方法
1.2.1 掃描前準備
囑患兒家屬去除患兒胸部的金屬異物，貼好電極片，連接好心電門控裝置。30例患兒中有26例在服用水合氯醛熟睡后行CT檢查，有4例患兒由于能自行配合CT檢查未服用水合氯醛，對患兒非檢查部位及陪同檢查的家屬進行放射防護。
1.2.2 CT檢查方案
30例先心病患兒均使用西門子第2代雙源CT（Siemens Definition flash，德國西門子公司）掃描，掃描范圍從肺尖至肺底，選擇“Flash Chest-pain”掃描模式，A組患兒管電壓為80 kV，B組患兒管電壓為70 kV，選擇自動管電流調節技術（caredose4D）。CT對比劑（商品名：碘比樂，碘含量370 mg/100 mL）注射使用高壓注射器，根據患兒血管情況選擇不同的靜脈以1 mL/s的流速注入，對比劑總量按患兒體質量×1.5 mL/kg計算。采用對比劑示蹤法，監測的感興趣區放置在主肺動脈窗層面的降主動脈，感興趣區的大小為降主動脈的2/3，觸發閾值設為100 HU。30例患兒均順利完成CT檢查，兩組圖像重建的層厚和層間距均為1 mm。
1.2.3 圖像的測量與評分
將A組和B組掃描圖像均傳入圖像后處理工作站的Viewing軟件中，由2名工作10年以上的主管技師選取兩組圖像同一層的主肺動脈窗手動勾畫升主動脈、肺動脈和豎脊肌3個感興趣區內的CT平均值，然后在主肺動脈窗層面測出胸壁前空氣的標準差（SD空氣值）。按照公式對比噪聲比（CNR）=（感興趣區平均CT值－豎脊肌的平均CT值）/SD空氣值分別計算出升主動脈與豎脊肌的CNR、肺動脈與豎脊肌的CNR，按照公式信噪比（SNR）=感興趣區平均CT值/SD空氣值分別計算出升主動脈和肺動脈SNR。由2名在胸部影像診斷組工作10年以上的診斷醫師用雙盲法對A組和B組的圖像進行主觀評分[5]：5分為心臟及大血管顯示極好，圖像質量優；4分為心臟及大血管顯示良好，圖像質量良；3分為心臟及大血管顯示一般，圖像質量可滿足診斷要求；2分為心臟及大血管顯示差，圖像質量差；1分為圖像無法獲得有用的診斷信息。≥3分視為圖像質量可以滿足診斷要求。
1.2.4 輻射劑量評價
雙源CT自帶的輻射劑量軟件記錄兩組患兒所接受的輻射劑量。記錄的輻射劑量參數有CT容積劑量指數（CTDIvol），CT劑量長度乘積（DLP）。根據公式吸收劑量（ED）=K×DLP計算出兩組患兒的ED，根據文獻K=0.002 6[6]。
1.3 統計學方法
采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析。計量資料先進行正態性檢驗，如果服從正態分布，采用均數±標準差表示，否則采用中位數和四分位數間距表示；兩組資料正態、方差齊，則采用t檢驗，否則采用秩和檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 兩組圖像質量參數比較
兩組患兒圖像質量客觀參數升主動脈SNR、肺動脈SNR、升主動脈與豎脊肌CNR、肺動脈與豎脊肌CNR差異均無統計學意義（P > 0.05），見表 1。兩組患兒圖像質量主觀參數經過Kappa檢驗，兩位診斷醫生評價一致性好（Kappa值=0.73）。A組圖像質量主觀評分平均分（4.63分）略高于B組（4.42分），但是兩組圖像質量均完全可以滿足診斷要求（≥3分）。
表1
A組與B組圖像質量各參數比較（n=15，2.2 兩組輻射劑量參數比較
兩組患兒之間輻射劑量參數CTDIvol、DLP及ED值差異均有統計學意義（表 2）。B組患兒接受的輻射劑量明顯低于A組。
表2
A組與B組輻射劑量各參數比較（n=15，3 討論
3.1 降低小兒先心病CT檢查輻射劑量常用的方法
隨著CT檢查技術的迅速發展，CT技術應用于小兒先心病檢查有相當大的診斷意義[7]。由于大多數先心病患者多為嬰幼兒，嬰幼兒對輻射更為敏感，所以在小兒先心病檢查時，應盡可能地使用低劑量檢查[8]。降低CT檢查的主要方式是降低管電流，然而降低管電流會明顯地增加圖像的噪聲，使CT檢查的圖像質量降低，不利于診斷。西門子推出的Care Dose 4D技術會根據患者的定位像，在保證圖像診斷的前提下，個性化地調節患者的管電流量[9]。另一種降低劑量的方法是大螺距掃描，國內學者張月俏等[10]的研究表明，大螺距掃描較普通掃描可以降低患者36%的輻射劑量，后來卞佳等[11]在兒童胸部普通檢查的研究也顯示大螺距可以明顯降低患兒的輻射劑量。因此，本研究基于以前學者的研究，兩組患兒均采用了Care Dose 4D技術和大螺距掃描，主要研究在70 kV的條件下，聯合迭代重建技術，能否更進一步降低先心病患兒的輻射劑量。本研究結果表明，70 kV組患兒所接受的輻射劑量明顯低于80 kV組，所以70 kV聯合迭代重建技術用于小兒先心病檢查是可行的。
3.2 臨床上常用的小兒先心病檢查的影像學方法
先天性心臟病常用的影像學檢查方法包括超聲心動圖、MRI心臟掃描、主動脈造影和CT檢查。超聲心動圖是臨床上診斷先心病最常用于顯示心臟解剖結構、心臟功能和血流動力學的影像學檢查方法，它具有非侵入性、檢查費用相對較低等優勢。然而超聲心動圖對于一些復雜先心病的解剖結構顯示較差，而且檢查結果與檢查醫生的經驗密切相關[12]。MRI心臟掃描由于檢查時間長，先心病患兒年齡較小，很難配合屏氣，而且檢查費用也相對較貴[12]，因此在先心病檢查方面應用較少。主動脈造影雖然作為檢查先心病的金標準，但主動脈造影屬于有創檢查，對于很多復雜的先心病導管不易進入靶血管區。先心病CT檢查具有成像時間短、時間和空間分辨率都較高，可以完成比較復雜的先心病檢查[7]。
3.3 小兒先心病CT檢查的意義
隨著超高端CT的不斷出現，尤其像雙源CT具備成像時間短、時間和空間分辨率都較高。這類CT不僅可以完成復雜先心病的成像，而且輻射劑量也明顯降低。彭禮清等[13]使用第1代雙源CT對心臟疾病的研究使患者的輻射劑量降低到1 mSv左右。先心病的CT掃描層厚為1 mm，因此可以對獲得的1 mm圖像進行多平面重建（MPR）及容積重建（VRT）。對于很多復雜的先心病，單從橫斷位圖像上很容易發生漏診和誤診。MPR可以從任意平面顯示病變的解剖結構，有助于病變與周圍血管的關系且方便測量。VRT重建可以立體三維、多角度地顯示病變，有助于臨床醫生術前評估及手術方案的制定。然而CT最大的缺點就是輻射損傷，美國學者Brenner等[14]的研究認為未來約有1.5%～2.0%的腫瘤與CT檢查有關。西門子第2代雙源CT推出最新70 kV和SAFIRE重建技術，雖然使用70 kV使圖像質量有所下降，但是結合SAFIRE重建可以明顯提高圖像質量。本研究結果也表明，使用70 kV結合SAFIRE重建可以使先心病患兒的輻射劑量降低到0.2 mSv左右，這較彭禮清等[13]研究的輻射劑量明顯降低。從主觀評分方面來看，SAFIRE重建的圖像主觀評分略低于FBP重建，這可能與診斷醫生還不太習慣用SAFIRE重建的圖像，主要是SAFIRE重建的圖像給人帶來一種“蠟狀影”的感覺，這和卞佳等[15]用SAFIRE在頭部普通掃描的研究相一致。
綜上所述，使用70 kV在小兒先心病檢查可以明顯降低患兒的輻射劑量，圖像質量的下降可以使用SAFIRE重建方式來彌補，兩種方式結合起來使用在兒童先心病CT檢查上有較大的臨床應用價值。
