不同管电压CTA在小儿心脏大血管检查中效果比较

目前，超声心动图为心脏疾病的首选检查方法，但其在显示心脏毗邻结构、分支血管改变方面不具备优势。近年来，心脏大血管CT血管造影(CTA)技术得到迅猛发展，其在显示儿童心血管畸形，尤其是显示心外大血管畸形方面有独特的优势[1]。但是，CTA具有明显的电离辐射危害，对儿童受检者的潜在性损伤受到医学界的广泛重视，探讨CTA的低剂量扫描模式已经成为放射医学研究的热点。有研究结果表明，降低管电压可有效减少辐射剂量[2]，但是目前尚未见管电压限值的研究报道。本文通过对比观察不同管电压CTA在小儿心脏大血管检查中辐射剂量与图像质量的差异，旨在为CTA检查儿童心脏疾病设计合理的扫描计划提供理论依据。现将结果报告如下。 1 资料与方法 1.1 对象及分组 2013年1月—2015年12月，选择行心脏大血管CTA检查的儿童100例，其中房间隔缺损31例，室间隔缺损19例，法洛四联症11例，动脉导管未闭10例，肺动脉瓣狭窄12例，完全性大动脉转位6例，川崎病冠状动脉损害5例，确诊的正常儿童6例。将100例儿童分为A、B、C、D、E组，各20例。A组男11例，女9例，年龄4个月～7岁，平均(3.)岁；B组男10例，女10例，年龄5个月～8岁，平均(3.)岁；C组男11例，女9例，年龄5个月～7岁，平均(3.)岁；D组男10例，女10例，年龄3个月～8岁，平均(3.)岁；E组男10例，女11例，年龄5个月～7岁，平均(3.)岁。5组性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。本研究获医院伦理委员会同意，所有受检者均签署知情同意书。 1.2 检查方法 应用飞利浦Brilliance 16排螺旋CT机进行检查，在水合氯醛灌肠儿童熟睡后，选择右侧肘前静脉采用高压注射器注射对比剂碘海醇(通用名欧乃派克，含碘量350 g/L，通用电气药业(上海)有限公司生产，国药准字H)2.0 mL/kg，注射时间20 s，注射完毕，以相同流量注射20 mL生理盐水冲刷、水化。 扫描前所有儿童的非检查部位均用防护用具进行屏蔽防护。均采用前瞻性心电门控序列扫描，扫描范围自胸廓入口至心脏膈面，儿童取仰卧位，头-足侧扫描，A、B、C、D、E组分别给予管电压为120、110、100、90、80 kV，固定管电流150 mA扫描，层厚1 mm，重建间隔0.5 mm，螺距0.60。扫描结束后将图像数据传输至飞利浦Brilliance Extended Workspace后处理工作站(飞利浦，荷兰)，进行多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)、最大密度投影(MIP)及容积再现(VR)等后处理。 1.3 观察指标 ①CT检查容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)以及有效辐射剂量(ED)：记录扫描时设备自动显示的CTDIvol和DLP,ED根据公式K×DLP计算，K采用欧洲CT质量标准指南提出的胸部平均值，即0.017 mSv/(mGy·cm)。②CT图像信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)：以感兴趣区域(ROC)10 mm2大小，测量左心室上缘水平胸主动脉、同层面的背部肌肉和背部空气的CT值，以左心室上缘水平胸主动脉CT值为目标组织信号强度，以同层面的背部肌肉CT值为背景组织信号强度，以同层面背部空气CT值标准差为背景噪声，计算SNR和CNR，SNR=目标组织信号强度/背景噪声，CNR=(目标组织信号强度-背景组织信号强度)/背景噪声。③CT图像优良率：参照陈伟慧等[3]报道的相关标准，将图像分为优、良、差3个等级，其中优、良能够满足临床诊断需求，优良率=(优例数+良例数)/总例数×100%。 1.4 统计学方法 应用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析。计量资料以表示，多组比较采用方差分析；率的比较应用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1 各组CT检查CTDIvol、DLP及ED比较 A、B、C、D、E组CTDIvol、DLP及ED依次减低，组间比较差异均有统计学意义(F=11.38～36.45，P<0.05)。见表1。 2.2 各组CT图像SNR、CNR比较 A、B、C、D组间SNR和CNR比较差异无统计学意义(P>0.05)；E组SNR、CNR低于A、B、C、D组，差异有统计学意义(F=12.83、26.95，P<0.05)。见表2。 2.3 各组CT图像优良率比较 A、B、C、D组图像优良率比较差异无统计学意义(P>0.05)，E组图像优良率显著低于A、B、C、D组(χ2=11.49～21.36，P<0.05)。见表3。A、B、C、D组图像可清晰显示3级或3级以上肺内动脉，E组3级以上肺内动脉显示欠佳。见图1。 表1 各组CT检查CTDIvol、DLP及ED比较组别CTDIvol(D/mGy)DLP(mGy·cm)ED(H/mSv)A组11.组10.组8.组7.组5. 表2 各组CT图像SNR和CNR比较组别SNRCNRA组41.组41.组42.组42.组32. 表3 各组CT图像优良率比较(n=20，例)组别优良差优良率(χ/%)A组B组C组D组E组 A：病儿，男，3岁，室间隔缺损，扫描参数120 kV、150 mA；B：病儿，男，2.8岁，房间隔缺损，扫描参数110 kV、150 mA；C：病儿，女，1.2岁，动脉导管未闭，扫描参数100 kV、150 mA；D：病儿，男，2岁，室间隔缺损，扫描参数90 kV、150 mA；E：病儿，男，1.5岁，室间隔缺损，扫描参数80 kV、150 mA。A～C：可清晰显示第4、5级肺动脉分支，图像质量优；D：可清晰显示第4、5级肺动脉分支，图像质量良；E：仅显示3级以上肺动脉，图像质量差。图1 各组心脏大血管CTA图像 3 讨 论 长期临床研究证实，超声是筛查小儿先天性心脏病最常用的无创性检查手段，其可准确显示心内结构，测量心房、心室大小及室壁厚度，评估心功能，但是超声对心外结构的显示不具有优势，难以同时评估肺内血管的改变[4]。而多层螺旋CT显示心外解剖结构变化有显著优势，且具有无创、安全、高效及可三维空间重建等特点[5-6]，通过轴位图像结合MPR、MIP、VR等多种后处理重建技术可清晰显示心外大血管的畸形及肺内充血、淤血情况，同时可清晰显示重叠血管、脏器的三维关系[7-8]，尤其是CTA对检查冠状动脉病变具有超声无法比拟的优势，因此CTA已经成为检查心血管疾病常用的手段。 国内外临床研究证实，儿童处于生长发育期，其细胞分裂增殖速度远高于成人，对X射线的敏感度高出成人10多倍[9]，特别对甲状腺、晶状体、性腺等器官敏感度更高，辐射剂量越大，癌症发生率越高，因此降低辐射剂量具有重要的临床意义[10]。CT辐射剂量受多种因素影响，主要包括管电压、管电流、曝光时间、扫描范围、螺距、散射线含量等[7]，因此，目前降低CT辐射剂量主要通过降低管电压和管电流、应用宽准直、增加螺距等方法实现。研究显示，X射线辐射剂量与管电压的2～3次方呈正比，因此降低管电压可大幅降低辐射剂量[11]。本研究在常规扫描电压120 kV基础上依次减少10 kV，分别采用120、110、100、90、80 kV电压对小儿心脏及大血管进行扫描，结果显示CTDIvol、DLP及ED呈明显逐步降低趋势，说明降低管电压对降低小儿CTA辐射剂量、提高放射安全性具有重要价值。进一步观察显示，A、B、C、D组CT图像的SNR和CNR有轻度上升趋势，但差异无统计学意义，E组SNR和CNR较A、B、C、D组显著下降；A、B、C组图像优良率均为100%，D组为95%,与A、B、C组比较差异无统计学意义，而E组图像优良率显著下降，仅为75%。提示采用90～120 kV电压对小儿进行心脏大血管CTA扫描，可获得良好的图像SNR、CNR以及优良率，可满足临床诊断需求，结合辐射剂量数据，90 kV可作为最佳的管电压限值。 一般随管电压降低，伴随X线束硬化，图像横断面容易产生更多的噪声，从而降低图像SNR和CNR，影响质量。但小儿体型较小，含液体成分更多，容易被X射线穿透，X射线的衰减较成人弱[12]，在一定范围内管电压并不影响图像SNR和CNR。另外有研究表明，当X射线能量降低时，光电效应增强，康普顿效应减弱，有助于提高含碘对比剂与周围组织的对比度；当X射线能量增高时，光电效应降低，康普顿效应增强，从而降低了含碘对比剂与周围组织的对比度[13-14]。因此，降低管电压能够增加目标组织信号强度，但管电压过低，则因X射线不能充分穿透脏器，导致图像噪声过高，从而使SNR和CNR下降，图像质量降低。 综上所述，在小儿心脏大血管CTA检查中适当降低管电压可有效减少辐射剂量，且可获得满意的图像质量，90 kV是获得优质图像的最低管电压限值。

文章来源：《高电压技术》 网址: http://www.gdyjszzs.cn/qikandaodu/2021/0122/528.html