256-iCT 扫描与常规扫描在先天性心脏病CTA 检查中的比较

李晓丰，徐雷

目前心脏CT 增强血管造影（CTA）已被广泛应用于先天性心脏病（CHD）的临床诊断中，但是CT成像期间的放射线暴露仍然是难以避免的问题[1]。新生儿、儿童患者与成人相比敏感性更高，减少CT 中的放射剂量具有重要的临床意义，但低剂量成像技术通常会造成图像的噪声升高，并且因伪影等影响成像质量[2-3]。另一方面，影响成像质量的因素还包括靶血管内对比剂浓度，较高的浓度可发生对比剂肾病等严重并发症[4]。现有的迭代重建技术可在低放射剂量的前提下通过降低噪声提高成像质量，其已广泛应用于成人患者中，而在儿童群体尤其是小儿心血管疾病的成像方案仍较少[5]。有研究报道飞利浦Brilliance iCT（256层）采用纳米高集成探测技术，探测面积大，同时运用三维滤过器消除--轴散射线，在心脏成像方面采用非螺旋扫描取代螺旋扫描，消除重叠覆盖，减低辐射剂量[6]。因此，本文选择CHD 患者为研究对象，探究BrillianceiCT下行心脏血管成像与常规扫描相比在CHD 检查中的优势。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018 年8 月至2020 年6 月温州医科大学附属第二医院收治的CHD 患者，纳入标准：（1）患者年龄＜5 岁；（2）经超声心脏检查已经确认患有CHD 且需要进行CTA 检查。排除标准：（1）病情危重无法耐受检查者；（2）明显的身体活动所产生的伪影；（3）对比剂泄漏；（4）成像数据缺失。最终纳入研究对象60例，其中30例接受常规扫描方案，设为对照组，其管电压为100kV，100mAs后门控扫描，碘帕醇注射液，R-R 间期为45%，滤波反投法（FBP）重建。其余30例则为研究组，采用前门控管电压80 kV，80 mAs 扫描方案，碘克沙醇注射液，R-R间期为45%，iDose4 重建。

1.2 方法 收集两组患儿年龄、性别和体质量信息，所有患儿均在自由呼吸状态下接受检查。依据患儿体质量和临床实际状况确定静脉注射巴比妥钠剂量以实现短期镇静作用。采用Philips Brilliance 256-iCT扫描，其带有最新的迭代重建技术是第四代重建技术-iDose4 平台。具体参数设置：准直器宽度64×0.6mm，螺距3.2，机架旋转速度0.28s；以0.4～1.3ml/s的速度注射碘化对比剂（Iopamiron 300，Bayer），根据患者的体质量（2 ml/kg）调整注射剂量。注射后2～4 s触发数据采集，对照组和研究组分别通过使用滤波反投影法（FBP）算法和迭代重建技术正弦图迭代重建法（SAFIRE）重建图像。以0.6 mm的切片厚度重建横向图像，增加间距为0.3 mm，矩阵512×512。

1.3 评价指标

1.3.1 图像质量 将图像进行匿名化处理后转移至外部工作站（Synapse Vincent）做进一步分析，图像进行容积再现（VR）及最大密度投影（MIP）处理，采用5 分法进行主观评分。5 分：清晰可视，无运动伪影；4 分：轻度运动伪影，但诊断置信度高；3 分：明显模糊，中等诊断置信度；2 分：可识别但模棱两可；1 分：严重模糊，无可视化的心血管结构。为评价图像质量，在0.6 mm厚的轴向图像中测量升主动脉、降主动脉、肺动脉和心室的CT 值。放置感兴趣区（ROI）并使其覆盖区域最大化，图像质量评价的定量参数包括图像噪声、信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR），噪声依据横断面相应6 处位置ROI的CT 值标准差确定，SNR 则为CT 值与噪声之比，CNR=（目标组织CT 值-胸肌CT 值）/噪声。

1.3.2 放射剂量 记录成像期间的容积CT 剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP），有效剂量（ED）评估为DLP 与转换系数的乘积，公式为：ED=DLP×，转换系数依据患者的年龄差异而不同，4 个月以下为0.039 mSv/mGy·cm，4 个月至1 岁为0.026 mSv/mGy·cm，1～5岁为0.018 mSv/mGy·cm。同时记录每例患儿的对比剂用量，并计算碘摄入量。

1.4 统计方法 采用SPSS 23.0 统计软件进行分析，计量资料以均数±标准差表示，采用 检验；计数资料采用2检验。＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 对照组平均年龄（25.4±3.4）个月，研究组平均年龄（24.8±4.5）个月；对照组平均体质量（8.8±2.6）kg，研究组平均体质量（9.0±3.2）kg。两组年龄、体质量及CHD 临床诊断差异均无统计学意义（均＞0.05）。见表1。

表1 两组一般资料比较 例（%）

2.2 两组图像质量比较 研究组图像质量评分为（4.36±0.80）分，高于对照组的（3.63±1.05）分（=3.03＜0.05）；对照组和研究组除升主动脉外所有区域的CT 值差异均有统计学意义（均＜0.05）；两组每个区域的图像噪声、SNR和CNR 差异均有统计学意义（均＜0.05）。见表2～3。

表2 两组图像质量评分情况 例

2.3 两组放射剂量及对比剂使用量比较 研究组成像的CTDI、DLP 及ED 均低于对照组（均＜0.05），见表4；对照组与研究组的对比剂碘摄入量分别为（3.56±1.28）g和（2.48±1.06）g，两组差异有统计学意义（=3.559＜0.05）。

表4 两组放射剂量比较

3 讨论

心血管CT 是评估冠心病的重要方法，尤其是用以确保准确的空间分辨率。由于其较高的时间分辨率，大螺距双源计算机断层扫描（DSCT）对于儿童复杂CHD的诊断和病情评估具有非常重要的临床价值[7]。鉴于儿童患者群体自身的特殊性，CT相关的放射线暴露仍然是突出的难题，诸多研究显示降低管电压是减少放射剂量的有效方法，但伴随的问题如射束硬化伪影及图像噪声等又会对成像质量产生干扰[8]。

尽管FBP 是一种对于CT 图像简单快速的重建方式，但在低放射剂量下导致成像质量较差[9]，相比之下，迭代重建技术则可提高低放射剂量CT 图像的成像质量。已有研究报道了数种迭代重建算法[10]，本文比较了SAFIRE 和FBP 算法所重建的心血管CT 图像以及在噪声、SNR等方面的差异，结果显示iDose4 进行的重建可降低约20%的图像噪声，同时提高约25%的SNR，这提示其在临床诊断中具有潜在的应用价值。但也有研究报道两种重建方法之间无显著性差异[11]，分析原因可能与样本的选择差异有关。本研究还观察到除升主动脉外，其他所有区域通过FBP重建的图像与通过迭代重建的图像之间的衰减值存在显著性差异，这是由于在迭代重建中用于降低图像噪声的低通滤波器引起的[12]，但其对诊断并未产生明显影响，因为衰减的差异很小，肉眼难以察觉。

本研究对照组和研究组平均体质量分别为8.8 kg 和9.0 kg，操作过程中系统会根据侦查视图的射线透射率自动确定最佳的管电压和电流，虽然管电压并非取决于患者的体质量，但本研究数据对临床选择合适的管电压具有一定的参考价值。有研究评价了第二代和第三代DSCT的图像质量和放射剂量[13]，并评估了一种新型的迭代重建技术（ADMIRE：Siemens Healthcare）的高级建模迭代重建的效果，其研究纳入42例儿童患者，平均有效放射剂量分别为0.36mSv和0.62mSv，明显高于本研究中的结果；这可能是前者选择的患者群体年龄更小（＜3 岁）的原因。此外，对减少放射剂量而言，ADMIRE 可能比SAFIRE 更有效，这也被其他学者所认同[14-15]。因此，对临床实践的指导意义在于需结合患者的年龄及体质量等因素选择合适的迭代重建技术以减少放射剂量的同时保证成像质量。

本研究存在一定的局限性，首先为回顾性研究，其次研究中的参与者均为CHD，包括不同的类型，这种多样性可能对结果产生影响。研究中使用ECG 门控CT 检查，但鉴于儿童患者的高心率和大螺距CT扫描的高时间分辨率，由此认为非ECG门控的CT图像与ECG门控的CT图像等效。

综上所述，对于CHD 患者，与常规扫描方式相比通过256-iCT 扫描能够显著降低图像噪声，提高成像质量，同时减少放射剂量和对比剂使用剂量。

表3 两组图像质量相关参数比较 HU