寶石能譜CT容積螺旋穿梭技術診斷兒童復雜先天性心臟病的應用價值

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兒童復雜先天性心臟病(CHD)常存在多種畸形，精確的影像學檢查對其診斷及指導治療具有重要意義。寶石能譜CT容積螺旋穿梭技術(VHS)具有大范圍往返穿梭掃描特點，采集多個期相圖像特點。采用自適應統(tǒng)計迭代重建技術(adaptive statistical reconstruction，ASIR)提高圖像質量，將掃描輻射劑量控制在可接受范圍內(nèi)，同時不增加圖像噪聲及運動偽影。本研究分析此項技術與常規(guī)觸發(fā)掃描方式診斷兒童復雜CHD的優(yōu)勢如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 研究組2015年5月—2016年12月本院因超聲檢查考慮CHD，懷疑存在心臟-大血管連接異常，需進行CT心血管掃描的18例先天性心臟病患兒，男11例，女7例；年齡1.5歲～14.0歲，中位年齡6.2歲；體重9.0 kg～35.4 kg，中位體重17.2 kg；心率78次/min～117次/min，中位心率94.5次/min。所有病例均采用CT-VHS技術進行心血管掃描。對照組：2012年5月—2013年10月因臨床懷疑CHD而行CT心血管掃描13例患兒，男7例，女6例；年齡0.5歲～13.0歲，中位年齡7.0歲；體重10.5 kg～35.0 kg，中位體重18.5 kg；心率75次/min～120次/min，中位心率95次/min。所有病例均采用常規(guī)觸發(fā)模式進行心血管掃描。

1.2 檢查方法 研究組：使用美國GE Discovery CT750 HD掃描儀(寶石能譜CT)，采用VHS技術，根據(jù)患兒身高及體重設定掃描參數(shù)，采用自動毫安技術，管電壓80 kV，球管轉速0.4 s/r，螺距1.375∶1，F(xiàn)OV為25 cm，矩陣512×512，層厚5 mm，重建層厚0.625 mm，噪聲指數(shù)14～22，掃描范圍自胸廓入口下緣至膈下1 cm，范圍11 cm～20 cm。根據(jù)患兒身高體重及病情決定穿梭掃描數(shù)量，掃描床實際穿梭往復8次～11次。掃描前4 h～6 h禁食、禁水，不能配合的患兒口服10%水合氯醛(0.5 mL/kg)鎮(zhèn)靜，待患兒熟睡后于平靜呼吸下掃描；可合作的患兒掃描時囑平靜呼吸。采用非離子型對比劑碘海醇(350 mg I/mL)，年齡≥5歲患兒選擇右側肘靜脈注藥，年齡<5歲患兒選擇足背淺靜脈注藥，對比劑總量1.5 mL/kg～1.8 mL/kg，流率為4.0 mL/s～4.5 mL/s，注射完畢后用相同流率注射生理鹽水5 mL～20 mL。掃描延遲時間6 s。

對照組：使用美國GE LightSpeed VCT64排螺旋 CT 掃描儀，采用常規(guī)觸發(fā)掃描模式，觸發(fā)閾值設置為100 HU，觸發(fā)點放置在左心室。根據(jù)患兒身高體重設定掃描參數(shù)，管電壓80 kV，管電流100 mA～120 mA，球管轉速0.6 s/r，螺距1.375∶1，F(xiàn)OV為25 cm，矩陣為512×512，層厚0.625 mm，噪聲指數(shù)10，掃描范圍自胸廓入口下緣至膈下1 cm。掃描前4 h～6 h禁食、禁水，不能配合的患兒口服10%水合氯醛(0.5 mL/kg)鎮(zhèn)靜，待患兒熟睡后于平靜呼吸下掃描；可合作的患兒掃描時囑屏住呼吸。采用非離子型對比劑碘海醇(350 mg I/mL)，年齡≥5歲患兒選擇右側肘靜脈注藥，年齡<5歲患兒選擇足背淺靜脈注藥，對比劑總量2.0 mL/kg～2.5 mL/kg，流率為4.0 mL/s～4.5 mL/s，注射完畢后用相同流率注射生理鹽水5 mL～20 mL。

1.3 圖像重建及后處理方法 研究采用GE AW 4.6專業(yè)圖像工作站進行圖像后處理，將原始數(shù)據(jù)采用自適應統(tǒng)計迭代重建技術30%進行重建。主要后處理方法包括容積再現(xiàn)(VR)、多平面重組(MPR)、最大密度投影(MIP)。

1.4 圖像分析 在MPR圖像上選取大動脈感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，ROI分別選取于主動脈瓣上及肺動脈瓣上5 cm范圍，ROI選取相應管腔的最大層面，且ROI應大于相應管腔最大層面面積1/2或以上，測量CT值時避開偽影，測量3次取平均值。在橫軸位圖像上選取左、右心室感興趣區(qū)，ROI分別選取于心室腔中心位置，ROI選取面積大于1 cm2，測量CT值時避開偽影，測量3次取平均值。研究組由研究者根據(jù)圖像CT值自行篩選不同結構顯影最佳期相。

由兩名專業(yè)醫(yī)師采用盲法分別對研究組篩選的最佳成像序列及對照組進行圖像質量評分和診斷，二者意見不一致時，經(jīng)討論得到最終意見，進行后續(xù)統(tǒng)計學分析。圖像質量評分采用5分評分法[1]，5分：圖像質量好，噪聲小，基本無偽影，達到臨床診斷要求；4分：圖像質量良好，噪聲小，有少量偽影，達到臨床診斷要求；3分：圖像質量一般，噪聲和偽影情況一般，基本達到臨床診斷要求；2分：圖像質量較差，有較大的噪聲和較多偽影，不能達到臨床診斷要求；1分：圖像質量極差，噪聲和偽影情況嚴重，圖像無法用于臨床診斷。3分～5分認為可觀察、評估及用于臨床診斷。

2 結 果

2.1 兩組主動脈和肺動脈CT值比較 研究組主動脈和肺動脈主干最佳期相平均CT值高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 兩組主動脈和肺動脈CT值比較(±s) Hu

2.2 兩組左、右心室CT值比較 研究組全心腔顯影最佳期相左心室和右心室平均CT值高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 兩組左、右心室CT值比較(±s) Hu

2.3 兩組圖像質量主觀評價情況比較 兩組圖像質量主觀評價二者一致性較好(Kappa>0.75)。研究組圖像質量可診斷率高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。兩組噪聲及運動偽影對圖像質量可診斷率比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。詳見表3。

表3 兩組圖像質量主觀評價情況比較 例

2.4 CT-VHS技術對兒童復雜CHD病變檢出結果 共檢出16例CHD，心內(nèi)畸形及大血管畸形60次，房間隔缺損6次，室間隔缺損11次，右室雙出口7次，單心室1例，單心房1例，完全型心內(nèi)膜墊缺損1例，動脈導管未閉7次，共同動脈干1例，完全性大動脈轉位1次，右位主動脈弓4次，雙主動脈弓1次，主動脈弓發(fā)育不良1次，主動脈弓縮窄5次，主動脈弓離斷1次，肺動脈狹窄7次，肺動脈閉鎖1次，肺動脈增寬4次。詳見圖1。

圖1法洛氏四聯(lián)癥患兒圖像

圖1為主動脈顯影最佳期相，顯示主動脈騎跨(騎跨率<50%)、室間隔缺損；圖2為肺動脈顯影最佳期相，顯示右室流出道狹窄；圖3為全心腔顯影最佳期相，利用MPR圖像顯示四腔心層面，可見室間隔缺損；圖4為主動脈根部橫斷位圖像，顯示左、右冠狀動脈開口。

3 討 論

復雜CHD是小兒心臟疾患中的一大類，準確診斷對指導治療至關重要，心血管影像檢查在其診斷及指導治療中發(fā)揮重要作用，其目的是準確顯示心臟、大血管的解剖結構及主要畸形，定量評價某些功能。以往常用檢查手段是超聲心動圖，對心臟解剖結構及血流動力學診斷有明顯優(yōu)勢，但大多數(shù)復雜CHD病人多合并周圍大血管病變，超聲受其透聲條件、聲窗及體型影響，不能清晰顯示心外解剖結構異常，尤其是大動脈連接異常、主動脈弓畸形、肺動脈畸形及體、肺靜脈連接異常，且由于操作者經(jīng)驗不足等原因，易造成疾病漏診[2]。多排螺旋CT對復雜型CHD診斷已有多年歷史，近年來，隨著CT設備的不斷發(fā)展，空間及時間分辨率顯著提高，橫斷位成像可避免影像的重疊，加上強大的后處理軟件靈活、充分應用，能準確全面、立體地顯示心臟、大血管的解剖細節(jié)、空間位置及連接關系，多排螺旋CT顯示出對復雜CHD診斷的優(yōu)勢[3]。Discovery CT750 HD-VHS技術具有40 mm寬探測器，極大增加Z軸覆蓋范圍，數(shù)據(jù)采集期間CT掃描床進行持續(xù)穿梭往復運動，從而實現(xiàn)大范圍的動態(tài)掃描。加大覆蓋范圍同時應用動態(tài)螺距錐形束重建、無掃描延遲、檢查床實時控制、自動毫安控制等新技術，在圖像后處理中應用ASIR技術，將輻射劑量控制在可接受范圍之內(nèi)，相較于常規(guī)濾波反投影技術，降低了圖像噪聲、提高了圖像質量，在臨床上實現(xiàn)真正意義的4D血管成像[4-5]。

寶石能譜CT-VHS技術在復雜CHD診斷上優(yōu)勢明確，在不使用門控技術、不需要患兒配合呼吸前提下，提高圖像質量及減低圖像噪聲，并將掃描劑量控制在可接受范圍之內(nèi)[6]。以往小兒復雜CHD檢查包括心電門控觸發(fā)掃描及非心電門控觸發(fā)掃描兩種模式，前者雖然可控制心臟搏動偽影對圖像質量影響，卻由于小兒普遍較快的心率限制其在小兒CHD檢查的應用，較小的患兒無法進行屏氣配合，使得常規(guī)觸發(fā)掃描很難獲得清晰Z軸圖像，心臟搏動偽影及呼吸運動偽影增加，此類運動偽影在大動脈根部顯示尤為頻繁，不利于大動脈根部及周圍細小結構(如動脈瓣、冠狀動脈開口及起始、側支循環(huán))的顯示。本研究中研究組圖像質量主觀評價高于對照組(P<0.05)；研究組患兒全部在平靜呼吸狀態(tài)下完成掃描，對照組配合患兒在屏氣狀態(tài)下完成掃描，兩組圖像質量主觀評價，運動偽影對圖像可診斷率影響差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

寶石能譜CT-VHS技術的圖像后處理中應用ASIR技術，提高圖像質量，將掃描輻射劑量控制在可接受范圍內(nèi)。有研究顯示，使用ASIR技術重建圖像可在低劑量情況下明顯降低圖像噪聲，提高圖像質量[7-8]。本研究研究組采用噪聲指數(shù)(14～20)較高，隨著噪聲指數(shù)增加，掃描射線量下降，圖像質量隨之下降，由于在圖像后處理中使用ASIR重建技術，研究組與對照組比較，噪聲對圖像質量的影響差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

以往常規(guī)觸發(fā)掃描過程常出現(xiàn)由于個體循環(huán)功能差異及觸發(fā)時間難以精確掌握，導致部分病例捕捉不到心臟、大血管顯影最佳期相，需要進行二次掃描，增加患兒輻射劑量及對比劑用量。采用寶石能譜CT-VHS技術掃描，在短時間內(nèi)獲得多個期相圖像，有利于捕捉不同感興趣結構顯影最佳期相，本研究使用該技術完成的小兒復雜CHD檢查，所有病例感興趣結構強化程度均高于使用常規(guī)觸發(fā)掃描模式完成的對照組(P<0.05)。

使用CT-VHS技術可顯示對比劑從腔靜脈→右心房→右心室→肺動脈→肺靜脈→左心房→左心室→主動脈的全過程，利用電影模式動態(tài)觀察CHD血液分流位置及方向，實現(xiàn)對血流動力學異常改變情況的檢測，為CHD的臨床診斷及指導治療提供詳盡、有價值的信息。本研究有諸多不足之處，如由于復雜CHD病人就診數(shù)量較少，研究組及對照組樣本量均較??；未比較兩組之間輻射劑量及對比劑用量。如何優(yōu)化掃描方案，實現(xiàn)個性化VHS掃描，提高圖像質量同時有效降低輻射劑量及對比劑用量，應在今后研究中繼續(xù)探索。綜上所述，寶石能譜CT-VHS技術可實現(xiàn)短時間內(nèi)多期相掃描，有利于捕捉不同感興趣結構顯示的最佳期相。聯(lián)合ASIR圖像后處理技術，降低掃描條件同時提高圖像質量。尤其適用檢查不可控因素較多的小兒復雜CHD，避免因患兒心率快、呼吸配合不佳、個體循環(huán)功能差異及結構異常造成的檢查效果不佳及檢查失敗。