如何在图像质量满足临床诊断要求的条件下最大限度减少新生儿、婴幼儿的辐射剂量和对比剂碘摄入量，为患儿提供“绿色CT”检查是目前研究的热点。本研究利用荷兰Philips Brilliance 256层iCT第4代双空间多模型高级迭代重建技术(iDose⁴)能有效降低噪声的特点，探讨低管电压(80 kVp)、低管电流(80 mAs)和含低碘剂量的等渗对比剂碘克沙醇(270 mg I/ml)联合iDose⁴迭代重建技术在新生儿、婴幼儿复杂性先天性心脏病(complex congenital heart disease，CCHD)CT血管成像(CTA)检查中的可行性。

1.一般资料：前瞻性连续收集2016年3月至2017年1月温州医科大学附属第二医院育英儿童医院2岁以下拟诊先天性心脏病而行心脏CTA检查的57例患儿，男39例，女18例，年龄2 d~21个月，体重2.5~13.5 kg。依据检查号分为双低组(32例)和常规组(25例)。检查前患儿监护人接受关于碘对比剂使用过程中相关反应的宣教并签署注射碘造影剂的知情同意书。本研究经过医院伦理委员会审批(2016-03)。

2.检查方法：检查前患儿均予水合氯醛灌肠或苯巴比妥(鲁米那)肌肉注射镇静。使用24 G静脉留置套管针经外周静脉或深静脉采用Ulrich双筒高压注射器注射碘对比剂。根据患儿体重采取个体化注射方案：对比剂注射量(ml)=1.5(ml/kg)×体重(kg)，注射速率(ml/s)=对比剂注射量/(t+8)^[1]，t为扫描时间，s；再以相同速率追加生理盐水5 ml以维持碘对比剂速率并减少腔静脉伪影。使用荷兰Philips Brilliance 256层iCT扫描仪。目测右室显示，左室对比剂开始呈现时手动触发扫描，手动触发后到CTA扫描实际启动之间的延迟时间为4 s，CTA扫描持续时间为6.23 s。扫描范围：自肺尖至膈下1 cm。双低组采用80 kVp、80 mAs、碘克沙醇(270 mg I/ml)及iDose⁴- 4迭代算法，常规组采用100 kVp、100 mAs、碘普罗胺(370 mg I/ml)及滤波反投影(filtered back projection，FBP)重建算法。两组所采用的其他扫描参数均相同，采用轴向扫描模式，前瞻性心电触发技术，探测器阵列128×0.625 mm，机架转速0.27 s/圈，矩阵512×512，视野(field of view，FOV)25 cm，重建层厚0.9 mm，重建间隔0.45 mm。扫描所得原始数据传输至Extended Brilliance工作站，行容积再现(volume rendering，VR)、多平面重组(multiplanar reformation，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)或最小密度投影(minimum intensity projection，MinIP)等多种后处理，以获取多方位心脏大血管图像。

3.图像质量评价

(1) 客观评价方法：分别测量左心房、左心室、右心房、右心室、气管分叉水平升主动脉及降主动脉、主动脉弓中点、肺动脉干以及左右肺动脉CT值，均采用感兴趣区(region of interest，ROI)法，ROI面积为10 mm²，尽量避开金属及腔静脉硬化伪影。测量主动脉弓(arcus aortae，AOA)层面两侧胸大肌及竖脊肌CT值，ROI面积为10 mm²，计算AOA层面肌肉平均CT值。测量主动脉弓层面周围空气CT值的标准差(standard deviation，SD)，记为背景噪声，ROI面积为50 mm²。分别计算AOA层面图像信噪比(signal noise ratio，SNR)和对比噪声比(contrast noise ratio，CNR)。SNR=CT_主动脉弓/CT_背景噪声；CNR=(CT_主动脉弓-CT_肌肉)/CT_背景噪声。

(2) 主观评价方法：由两位资深放射影像科医师采用盲法阅片。采用5级标准评价图像质量：即边缘清晰，无伪影为5分；边缘略模糊，无伪影为4分；边缘略模糊，有少量伪影为3分；边缘模糊，中等量伪影为2分；大量伪影，正常结构中断为1分。

4.辐射剂量及对比剂碘摄入量：记录CT扫描仪剂量报告中提供的扫描长度(L)、容积CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)，并根据公式E=k×DLP和SSDE= f×CTDI_vol分别计算有效剂量(E)和体型特异性剂量评估(size-specific dose estimate，SSDE)。式中，换算因子k值及转换系数f值参考美国医学物理学家协会(AAPM)标准^[2-3]。k值(mSv·mGy^-1·cm^-1)根据年龄段不同取值亦不同。0~3个月年龄段，k值取0.039；4个月~2岁年龄段，k值取0.026。f值和体型有关。测量双侧乳头平面前后径及横径并求和，对照标准表格取相应f值。根据每位患儿的对比剂用量计算碘摄入量。

5.诊断效能：以手术或心导管造影检查为“金标准”计算两组CTA检查的诊断符合率。

6.统计学处理：应用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。患儿性别、图像主观评价结果及病变数目采用频数表示，其他临床资料(除年龄)、图像客观评价结果、辐射剂量及碘摄入量符合正态分布采用x±s表示。两组体重、注射量、碘摄入量、各心腔大血管CT值、主动脉弓层面背景噪声、SNR、CNR、图像质量主观评价、L、CTDI_vol、SSDE、DLP及E的比较采用两样本t检验或近似t检验，性别、诊断符合率采用χ²检验，年龄及图像主观评价采用Wilcoxon秩和检验；两位观察者对图像质量主观评价的一致性采用Kappa检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

1.一般资料：两组受试者性别、年龄、体重、对比剂注射量差异无统计学意义(P>0.05)，碘摄入量双低组和常规组分别为(2.53±1.09)和(3.46±1.27)g，差异有统计学意义(t=2.976，P＜0.05)，双低组较常规组降低了26.88%。

2.图像客观评价：两组图像各心腔、大血管CT值、主动脉弓层面肌肉CT值、主动脉弓层面背景噪声差异均无统计学意义(P>0.05，表 1)。双低组、常规组SNR分别为30.36±6.32和33.05±7.21，CNR分别为24.38±6.23和27.02±6.98，差异均无统计学意义(P>0.05)。

表 1(Table 1)

表 1 两组先天性心脏病患儿图像CT值比较(HU，x±s) Table 1 Comparison of image CT value of the two groups (HU, x±s)   部位 双低组 常规组 左心房 330.0±89.9 352.6±98.7 左心室 325.5±90.3 348.2±66.8 右心房 321.0±98.3 349.4±103.9 右心室 325.1±84.9 343.8±100.5 升主动脉 322.5±69.5 333.0±70.7 主动脉弓 316.6±68.1 335.8±66.7 降主动脉 316.9±61.2 350.2±73.4 肺动脉干 344.7±81.6 367.3±129.7 左肺动脉 349.2±77.9 359.0±129.4 右肺动脉 335.5±87.9 355.1±118.5 主动脉弓层面肌肉 62.0±7.9 61.2±7.0 主动脉弓层面背景噪声 10.5±1.2 10.2±1.0 注：双低组32例，常规组25例，同一部位两组间比较，P>0.05

表 1 两组先天性心脏病患儿图像CT值比较(HU，x±s) Table 1 Comparison of image CT value of the two groups (HU, x±s)

3.图像主观质量评价：两组图像质量评分均无0~2分，两位医师对两组图像质量的主观评价差异均无统计学意义(P>0.05)。两组图像质量主观评价的一致性良好，Kappa值分别为0.55、0.76。两组不同扫描方案下采集的轴位及MIP图像见图 1。

图 1 不同扫描方案下采集两组先天性心脏病患儿的轴位及MIP图像  A.常规组轴位；B.常规组MIP；C.双低组轴位；D.双低组MIP Figure 1 Axial and MIP images acquired under two different scanning protocols  A. axial image of routine group; B. MIP image of routine group; C. axial image of "double low" group; D. MIP image of "double low" group

4.辐射剂量：双低组CTDI_vol、SSDE、DLP、E较常规组分别降低了57.19%、56.71%、56.74%、53.33%，差异均有统计学意义(t=54.107、40.217、20.824、14.063，P < 0.05，表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 两组先天性心脏病患儿辐射剂量比较(x±s) Table 2 Comparison of radiation dose of the two groups(x±s) 组别 例数 L(mm) CTDIvol (mGy) SSDE (mGy) DLP (mGy·cm) E (mSv) 双低组 32 130.47±16.89 5.06±0.16 6.19±0.31 65.48±8.93 2.16±0.42 常规组 25 128.89±11.87 11.82±0.61 14.30±0.97 152.64±19.16 4.65±0.80 t值 -0.413 54.107 40.217 20.824 14.063 P值 0.682 0.000 0.000 0.000 0.000 注：L.扫描长度；CTDIvol. CT容积剂量指数；SSDE.体型特异性剂量评估；DLP.剂量长度乘积；E.有效剂量

表 2 两组先天性心脏病患儿辐射剂量比较(x±s) Table 2 Comparison of radiation dose of the two groups(x±s)

5.诊断效能：手术或心导管造影检查证实双低组共有心脏大血管畸形89处，CTA检查发现86处，诊断符合率为96.6%；常规组共有心内外畸形68处，CTA检查发现66处，诊断符合率为97.1%。两组间诊断结果符合率差异无统计学意义(P>0.05)。

儿童血管渗透压负荷低于成人，因而更易受到血管内注射碘对比剂的影响。同时，对比剂黏度会限制注射速率并可引起导管的破裂或小血管的损伤。虽然对比剂碘浓度与对比剂渗透压或黏度之间无线性关系，但是碘克沙醇(270 mg I/ ml)的渗透压(290 mOsm/kg H₂O vs. 770 mOsm/kg H₂O)及黏度(6.3 mPa.s vs. 10.0 mPa.s)均低于碘普罗胺(370 mg I/ ml)。因此，采用等渗、低黏度的碘克沙醇具有血容量影响小、导管及血管内对比剂速率快、对比剂注射相关不适感轻等优势^[4]。

血管内注射对比剂的不适感主要包括热感、恶心、血管性疼痛，这些不适感影响小儿检查过程中的镇静效果并限制了非镇静小儿的检查。研究表明，等渗透压对比剂能减轻成人对比剂注射相关疼痛和热感^[5]，因此其有助于维持小儿检查过程中的镇静效果。

此外，对比剂碘摄入量特别是高渗透压和高黏滞度的对比剂是诱发对比剂肾病(CIN)的危险因素^[6]。相关Meta分析表明，等渗的碘克沙醇比低渗(次高渗)碘对比剂发生CIN的危险性要低^[7]。故本研究双低组采用低碘浓度的等渗对比剂碘克沙醇(270 mg I/ml)，患儿碘摄入量双低组较常规组降低。

而含低碘剂量的等渗碘对比剂单位时间内进入血管内的碘含量越少，血管强化程度越低。基于降低管电压，入射光子的能量下降且更加接近碘原子k层电子结合能，从而使光子与对比剂中高原子序数的碘相互作用所产生的光电效应增强，X射线的衰减增加，可补偿低碘浓度对比剂所致的血管强化程度不足的理论^[8-9]。故本研究联合低管电压(80 kVp)、管电流(80 mAs)行小儿心脏CTA检查。

结果表明，相较于100 kVp、100 mAs，本研究采用80 kVp、80 mAs检查的CTDI_vol、SSDE、DLP、E均有降低。这是由于辐射剂量分别与管电压的平方、管电流呈正比关系，降低管电压、管电流可有效降低辐射剂量。然而，基于降低管电压、管电流以降低辐射剂量的方法，图像噪声会升高，信噪比和对比噪声比会降低，图像质量会下降。为解决这一矛盾，本研究采用iDose⁴迭代重建算法来提升图像质量。

iDose⁴迭代重建算法是荷兰飞利浦公司推出的第4代迭代重建技术。它通过在投影空间和图像空间进行基于噪声模型系统和解剖模型系统进行迭代运算，消除了低光子伪影，降低了图像噪声，提升了图像分辨率^[10]。iDose⁴可分为7个等级，Noël等^[11]的研究表明，iDose⁴-1至iDose⁴-7分别降噪10.6%、16.3%、22.5%、29.3%、36.8%、45.2%、55.3%。由此可见，iDose⁴等级越高，其降低噪声能力越好。但是，等级过高会使图像出现“失真”。因此，本组研究选择iDose⁴- 4，不仅能降低低管电压、低管电流引起的高噪声，提高图像质量，同时能保证图像的真实性。

国际心血管CT协会在冠状动脉CT血管成像应用指南中指出，血管的显影不能低于250 HU^[12]。血管CT值在250~350 HU为宜^[13]，血管CT值并非越高越好。本研究结果显示，双低组各心腔、大血管平均CT值均在300 HU以上。两组主、客观评价无差异，且经过手术或心导管造影证实，双低组诊断符合率较高，与常规组差异无统计学意义。

本研究尚有一些不足之处：①样本量较少，需扩大样本量进一步验证本研究的结论。②本研究仅使用iDose⁴- 4技术进行图像重建，未应用不同程度的迭代重建进行组间比较。③本研究扫描时选择直径16 cm的CTDI体模模式，未与直径32 cm的CTDI体模模式进行比较。④心脏CTA图像质量与患儿血流动力学等因素有关，需在今后的研究中进一步完善。

综上所述，80 kVp、80 mAs、含低碘剂量的等渗碘对比剂联合iDose⁴- 4重建算法能在新生儿、婴幼儿复杂性先天性心脏病检查中获得满足临床诊断要求的图像，同时达到降低辐射剂量和碘对比剂浓度的目的。