引用本文： 赵瑾, 李万江, 李真林. 70kV联合原始数据域迭代重建技术在小儿先天性心脏病CT扫描中的应用价值. 华西医学, 2016, 31(8): 1398-1401. doi: 10.7507/1002-0179.201600380 复制
CT检查是临床诊断疾病的重要手段之一，但CT检查所带来的辐射问题也越来越受到医务工作人员和公众的关注。因此，CT低剂量检查已经成为业内的共识和研究的热点[1]。降低CT检查的辐射剂量的方法主要有降低管电压、降低管电流，还有最新的自动管电流调节技术（caredose4D）、自动管电压调节技术（careKV）及大螺距扫描等[2-3]，这些技术无疑都使得图像质量有所下降。原始数据域迭代重建（SAFIRE）技术为最新的图像重建技术，与传统的滤波反投影重建技术（FBP）相比可以在降低一定剂量的前提下，降低图像的噪声而使图像质量保持不变[4]。本研究拟在降低扫描剂量的前提下，探讨SAFIRE技术在提高小儿先天性心脏病（先心病）CT检查中的应用价值。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集我院2014年1月－9月期间拟行CT检查的先心病患儿30例。纳入标准：①年龄＜1岁；②体质量在8 kg左右；③通过其他辅助检查手段已确诊的先心病患儿。其中男16例，女14例；年龄2个月～1岁，平均9个月；检查前的临床病史为：室间隔缺损9例，法洛四联症7例，肺动脉狭窄3例，房室间隔均缺损3例，单心室1例，其余7例患儿病史为不便细分的先心病。将30例患儿按管电压分为A、B两组，每组15例，A组管电压为80 kV，B组管电压为70 kV，两组患儿均采用西门子128层双源CT进行扫描，对A组患儿的图像采用FBP技术重建，对B组患儿的图像采用SAFIRE技术重建。
1.2 检查方法
1.2.1 扫描前准备
嘱患儿家属去除患儿胸部的金属异物，贴好电极片，连接好心电门控装置。30例患儿中有26例在服用水合氯醛熟睡后行CT检查，有4例患儿由于能自行配合CT检查未服用水合氯醛，对患儿非检查部位及陪同检查的家属进行放射防护。
1.2.2 CT检查方案
30例先心病患儿均使用西门子第2代双源CT（Siemens Definition flash，德国西门子公司）扫描，扫描范围从肺尖至肺底，选择“Flash Chest-pain”扫描模式，A组患儿管电压为80 kV，B组患儿管电压为70 kV，选择自动管电流调节技术（caredose4D）。CT对比剂（商品名：碘比乐，碘含量370 mg/100 mL）注射使用高压注射器，根据患儿血管情况选择不同的静脉以1 mL/s的流速注入，对比剂总量按患儿体质量×1.5 mL/kg计算。采用对比剂示踪法，监测的感兴趣区放置在主肺动脉窗层面的降主动脉，感兴趣区的大小为降主动脉的2/3，触发阈值设为100 HU。30例患儿均顺利完成CT检查，两组图像重建的层厚和层间距均为1 mm。
1.2.3 图像的测量与评分
将A组和B组扫描图像均传入图像后处理工作站的Viewing软件中，由2名工作10年以上的主管技师选取两组图像同一层的主肺动脉窗手动勾画升主动脉、肺动脉和竖脊肌3个感兴趣区内的CT平均值，然后在主肺动脉窗层面测出胸壁前空气的标准差（SD空气值）。按照公式对比噪声比（CNR）=（感兴趣区平均CT值－竖脊肌的平均CT值）/SD空气值分别计算出升主动脉与竖脊肌的CNR、肺动脉与竖脊肌的CNR，按照公式信噪比（SNR）=感兴趣区平均CT值/SD空气值分别计算出升主动脉和肺动脉SNR。由2名在胸部影像诊断组工作10年以上的诊断医师用双盲法对A组和B组的图像进行主观评分[5]：5分为心脏及大血管显示极好，图像质量优；4分为心脏及大血管显示良好，图像质量良；3分为心脏及大血管显示一般，图像质量可满足诊断要求；2分为心脏及大血管显示差，图像质量差；1分为图像无法获得有用的诊断信息。≥3分视为图像质量可以满足诊断要求。
1.2.4 辐射剂量评价
双源CT自带的辐射剂量软件记录两组患儿所接受的辐射剂量。记录的辐射剂量参数有CT容积剂量指数（CTDIvol），CT剂量长度乘积（DLP）。根据公式吸收剂量（ED）=K×DLP计算出两组患儿的ED，根据文献K=0.002 6[6]。
1.3 统计学方法
采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析。计量资料先进行正态性检验，如果服从正态分布，采用均数±标准差表示，否则采用中位数和四分位数间距表示；两组资料正态、方差齐，则采用t检验，否则采用秩和检验。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 两组图像质量参数比较
两组患儿图像质量客观参数升主动脉SNR、肺动脉SNR、升主动脉与竖脊肌CNR、肺动脉与竖脊肌CNR差异均无统计学意义（P > 0.05），见表 1。两组患儿图像质量主观参数经过Kappa检验，两位诊断医生评价一致性好（Kappa值=0.73）。A组图像质量主观评分平均分（4.63分）略高于B组（4.42分），但是两组图像质量均完全可以满足诊断要求（≥3分）。
表1
A组与B组图像质量各参数比较（n=15，2.2 两组辐射剂量参数比较
两组患儿之间辐射剂量参数CTDIvol、DLP及ED值差异均有统计学意义（表 2）。B组患儿接受的辐射剂量明显低于A组。
表2
A组与B组辐射剂量各参数比较（n=15，3 讨论
3.1 降低小儿先心病CT检查辐射剂量常用的方法
随着CT检查技术的迅速发展，CT技术应用于小儿先心病检查有相当大的诊断意义[7]。由于大多数先心病患者多为婴幼儿，婴幼儿对辐射更为敏感，所以在小儿先心病检查时，应尽可能地使用低剂量检查[8]。降低CT检查的主要方式是降低管电流，然而降低管电流会明显地增加图像的噪声，使CT检查的图像质量降低，不利于诊断。西门子推出的Care Dose 4D技术会根据患者的定位像，在保证图像诊断的前提下，个性化地调节患者的管电流量[9]。另一种降低剂量的方法是大螺距扫描，国内学者张月俏等[10]的研究表明，大螺距扫描较普通扫描可以降低患者36%的辐射剂量，后来卞佳等[11]在儿童胸部普通检查的研究也显示大螺距可以明显降低患儿的辐射剂量。因此，本研究基于以前学者的研究，两组患儿均采用了Care Dose 4D技术和大螺距扫描，主要研究在70 kV的条件下，联合迭代重建技术，能否更进一步降低先心病患儿的辐射剂量。本研究结果表明，70 kV组患儿所接受的辐射剂量明显低于80 kV组，所以70 kV联合迭代重建技术用于小儿先心病检查是可行的。
3.2 临床上常用的小儿先心病检查的影像学方法
先天性心脏病常用的影像学检查方法包括超声心动图、MRI心脏扫描、主动脉造影和CT检查。超声心动图是临床上诊断先心病最常用于显示心脏解剖结构、心脏功能和血流动力学的影像学检查方法，它具有非侵入性、检查费用相对较低等优势。然而超声心动图对于一些复杂先心病的解剖结构显示较差，而且检查结果与检查医生的经验密切相关[12]。MRI心脏扫描由于检查时间长，先心病患儿年龄较小，很难配合屏气，而且检查费用也相对较贵[12]，因此在先心病检查方面应用较少。主动脉造影虽然作为检查先心病的金标准，但主动脉造影属于有创检查，对于很多复杂的先心病导管不易进入靶血管区。先心病CT检查具有成像时间短、时间和空间分辨率都较高，可以完成比较复杂的先心病检查[7]。
3.3 小儿先心病CT检查的意义
随着超高端CT的不断出现，尤其像双源CT具备成像时间短、时间和空间分辨率都较高。这类CT不仅可以完成复杂先心病的成像，而且辐射剂量也明显降低。彭礼清等[13]使用第1代双源CT对心脏疾病的研究使患者的辐射剂量降低到1 mSv左右。先心病的CT扫描层厚为1 mm，因此可以对获得的1 mm图像进行多平面重建（MPR）及容积重建（VRT）。对于很多复杂的先心病，单从横断位图像上很容易发生漏诊和误诊。MPR可以从任意平面显示病变的解剖结构，有助于病变与周围血管的关系且方便测量。VRT重建可以立体三维、多角度地显示病变，有助于临床医生术前评估及手术方案的制定。然而CT最大的缺点就是辐射损伤，美国学者Brenner等[14]的研究认为未来约有1.5%～2.0%的肿瘤与CT检查有关。西门子第2代双源CT推出最新70 kV和SAFIRE重建技术，虽然使用70 kV使图像质量有所下降，但是结合SAFIRE重建可以明显提高图像质量。本研究结果也表明，使用70 kV结合SAFIRE重建可以使先心病患儿的辐射剂量降低到0.2 mSv左右，这较彭礼清等[13]研究的辐射剂量明显降低。从主观评分方面来看，SAFIRE重建的图像主观评分略低于FBP重建，这可能与诊断医生还不太习惯用SAFIRE重建的图像，主要是SAFIRE重建的图像给人带来一种“蜡状影”的感觉，这和卞佳等[15]用SAFIRE在头部普通扫描的研究相一致。
综上所述，使用70 kV在小儿先心病检查可以明显降低患儿的辐射剂量，图像质量的下降可以使用SAFIRE重建方式来弥补，两种方式结合起来使用在儿童先心病CT检查上有较大的临床应用价值。
CT检查是临床诊断疾病的重要手段之一，但CT检查所带来的辐射问题也越来越受到医务工作人员和公众的关注。因此，CT低剂量检查已经成为业内的共识和研究的热点[1]。降低CT检查的辐射剂量的方法主要有降低管电压、降低管电流，还有最新的自动管电流调节技术（caredose4D）、自动管电压调节技术（careKV）及大螺距扫描等[2-3]，这些技术无疑都使得图像质量有所下降。原始数据域迭代重建（SAFIRE）技术为最新的图像重建技术，与传统的滤波反投影重建技术（FBP）相比可以在降低一定剂量的前提下，降低图像的噪声而使图像质量保持不变[4]。本研究拟在降低扫描剂量的前提下，探讨SAFIRE技术在提高小儿先天性心脏病（先心病）CT检查中的应用价值。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集我院2014年1月－9月期间拟行CT检查的先心病患儿30例。纳入标准：①年龄＜1岁；②体质量在8 kg左右；③通过其他辅助检查手段已确诊的先心病患儿。其中男16例，女14例；年龄2个月～1岁，平均9个月；检查前的临床病史为：室间隔缺损9例，法洛四联症7例，肺动脉狭窄3例，房室间隔均缺损3例，单心室1例，其余7例患儿病史为不便细分的先心病。将30例患儿按管电压分为A、B两组，每组15例，A组管电压为80 kV，B组管电压为70 kV，两组患儿均采用西门子128层双源CT进行扫描，对A组患儿的图像采用FBP技术重建，对B组患儿的图像采用SAFIRE技术重建。
1.2 检查方法
1.2.1 扫描前准备
嘱患儿家属去除患儿胸部的金属异物，贴好电极片，连接好心电门控装置。30例患儿中有26例在服用水合氯醛熟睡后行CT检查，有4例患儿由于能自行配合CT检查未服用水合氯醛，对患儿非检查部位及陪同检查的家属进行放射防护。
1.2.2 CT检查方案
30例先心病患儿均使用西门子第2代双源CT（Siemens Definition flash，德国西门子公司）扫描，扫描范围从肺尖至肺底，选择“Flash Chest-pain”扫描模式，A组患儿管电压为80 kV，B组患儿管电压为70 kV，选择自动管电流调节技术（caredose4D）。CT对比剂（商品名：碘比乐，碘含量370 mg/100 mL）注射使用高压注射器，根据患儿血管情况选择不同的静脉以1 mL/s的流速注入，对比剂总量按患儿体质量×1.5 mL/kg计算。采用对比剂示踪法，监测的感兴趣区放置在主肺动脉窗层面的降主动脉，感兴趣区的大小为降主动脉的2/3，触发阈值设为100 HU。30例患儿均顺利完成CT检查，两组图像重建的层厚和层间距均为1 mm。
1.2.3 图像的测量与评分
将A组和B组扫描图像均传入图像后处理工作站的Viewing软件中，由2名工作10年以上的主管技师选取两组图像同一层的主肺动脉窗手动勾画升主动脉、肺动脉和竖脊肌3个感兴趣区内的CT平均值，然后在主肺动脉窗层面测出胸壁前空气的标准差（SD空气值）。按照公式对比噪声比（CNR）=（感兴趣区平均CT值－竖脊肌的平均CT值）/SD空气值分别计算出升主动脉与竖脊肌的CNR、肺动脉与竖脊肌的CNR，按照公式信噪比（SNR）=感兴趣区平均CT值/SD空气值分别计算出升主动脉和肺动脉SNR。由2名在胸部影像诊断组工作10年以上的诊断医师用双盲法对A组和B组的图像进行主观评分[5]：5分为心脏及大血管显示极好，图像质量优；4分为心脏及大血管显示良好，图像质量良；3分为心脏及大血管显示一般，图像质量可满足诊断要求；2分为心脏及大血管显示差，图像质量差；1分为图像无法获得有用的诊断信息。≥3分视为图像质量可以满足诊断要求。
1.2.4 辐射剂量评价
双源CT自带的辐射剂量软件记录两组患儿所接受的辐射剂量。记录的辐射剂量参数有CT容积剂量指数（CTDIvol），CT剂量长度乘积（DLP）。根据公式吸收剂量（ED）=K×DLP计算出两组患儿的ED，根据文献K=0.002 6[6]。
1.3 统计学方法
采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析。计量资料先进行正态性检验，如果服从正态分布，采用均数±标准差表示，否则采用中位数和四分位数间距表示；两组资料正态、方差齐，则采用t检验，否则采用秩和检验。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 两组图像质量参数比较
两组患儿图像质量客观参数升主动脉SNR、肺动脉SNR、升主动脉与竖脊肌CNR、肺动脉与竖脊肌CNR差异均无统计学意义（P > 0.05），见表 1。两组患儿图像质量主观参数经过Kappa检验，两位诊断医生评价一致性好（Kappa值=0.73）。A组图像质量主观评分平均分（4.63分）略高于B组（4.42分），但是两组图像质量均完全可以满足诊断要求（≥3分）。
表1
A组与B组图像质量各参数比较（n=15，2.2 两组辐射剂量参数比较
两组患儿之间辐射剂量参数CTDIvol、DLP及ED值差异均有统计学意义（表 2）。B组患儿接受的辐射剂量明显低于A组。
表2
A组与B组辐射剂量各参数比较（n=15，3 讨论
3.1 降低小儿先心病CT检查辐射剂量常用的方法
随着CT检查技术的迅速发展，CT技术应用于小儿先心病检查有相当大的诊断意义[7]。由于大多数先心病患者多为婴幼儿，婴幼儿对辐射更为敏感，所以在小儿先心病检查时，应尽可能地使用低剂量检查[8]。降低CT检查的主要方式是降低管电流，然而降低管电流会明显地增加图像的噪声，使CT检查的图像质量降低，不利于诊断。西门子推出的Care Dose 4D技术会根据患者的定位像，在保证图像诊断的前提下，个性化地调节患者的管电流量[9]。另一种降低剂量的方法是大螺距扫描，国内学者张月俏等[10]的研究表明，大螺距扫描较普通扫描可以降低患者36%的辐射剂量，后来卞佳等[11]在儿童胸部普通检查的研究也显示大螺距可以明显降低患儿的辐射剂量。因此，本研究基于以前学者的研究，两组患儿均采用了Care Dose 4D技术和大螺距扫描，主要研究在70 kV的条件下，联合迭代重建技术，能否更进一步降低先心病患儿的辐射剂量。本研究结果表明，70 kV组患儿所接受的辐射剂量明显低于80 kV组，所以70 kV联合迭代重建技术用于小儿先心病检查是可行的。
3.2 临床上常用的小儿先心病检查的影像学方法
先天性心脏病常用的影像学检查方法包括超声心动图、MRI心脏扫描、主动脉造影和CT检查。超声心动图是临床上诊断先心病最常用于显示心脏解剖结构、心脏功能和血流动力学的影像学检查方法，它具有非侵入性、检查费用相对较低等优势。然而超声心动图对于一些复杂先心病的解剖结构显示较差，而且检查结果与检查医生的经验密切相关[12]。MRI心脏扫描由于检查时间长，先心病患儿年龄较小，很难配合屏气，而且检查费用也相对较贵[12]，因此在先心病检查方面应用较少。主动脉造影虽然作为检查先心病的金标准，但主动脉造影属于有创检查，对于很多复杂的先心病导管不易进入靶血管区。先心病CT检查具有成像时间短、时间和空间分辨率都较高，可以完成比较复杂的先心病检查[7]。
3.3 小儿先心病CT检查的意义
随着超高端CT的不断出现，尤其像双源CT具备成像时间短、时间和空间分辨率都较高。这类CT不仅可以完成复杂先心病的成像，而且辐射剂量也明显降低。彭礼清等[13]使用第1代双源CT对心脏疾病的研究使患者的辐射剂量降低到1 mSv左右。先心病的CT扫描层厚为1 mm，因此可以对获得的1 mm图像进行多平面重建（MPR）及容积重建（VRT）。对于很多复杂的先心病，单从横断位图像上很容易发生漏诊和误诊。MPR可以从任意平面显示病变的解剖结构，有助于病变与周围血管的关系且方便测量。VRT重建可以立体三维、多角度地显示病变，有助于临床医生术前评估及手术方案的制定。然而CT最大的缺点就是辐射损伤，美国学者Brenner等[14]的研究认为未来约有1.5%～2.0%的肿瘤与CT检查有关。西门子第2代双源CT推出最新70 kV和SAFIRE重建技术，虽然使用70 kV使图像质量有所下降，但是结合SAFIRE重建可以明显提高图像质量。本研究结果也表明，使用70 kV结合SAFIRE重建可以使先心病患儿的辐射剂量降低到0.2 mSv左右，这较彭礼清等[13]研究的辐射剂量明显降低。从主观评分方面来看，SAFIRE重建的图像主观评分略低于FBP重建，这可能与诊断医生还不太习惯用SAFIRE重建的图像，主要是SAFIRE重建的图像给人带来一种“蜡状影”的感觉，这和卞佳等[15]用SAFIRE在头部普通扫描的研究相一致。
综上所述，使用70 kV在小儿先心病检查可以明显降低患儿的辐射剂量，图像质量的下降可以使用SAFIRE重建方式来弥补，两种方式结合起来使用在儿童先心病CT检查上有较大的临床应用价值。
