CT血管造影(CTA)检查在小儿先天性心脏病的评估中起着重要作用，其能够同时评估心内及心外大血管解剖结构^[1]。电离辐射是婴幼儿CT检查中的最大问题^[2]。低剂量技术可以减少电离辐射，但同时会导致图像质量下降^[3]。迭代重建技术能够提高图像质量^[4]，减少图像噪声和提高信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)^{[2, 5]}。多排CT容积螺旋穿梭技术(volume helical shuttle，VHS)已被应用于儿童先天性心脏病扫描，通过个性化扫描方案可以有效降低辐射剂量^[6]。宽体探测器CT联合新型Asir-V迭代重建技术能够在1个心动周期内完成低剂量扫描。其在成人CT冠状动脉造影中已经被广泛应用^[7]。本研究旨在探讨宽体探测器CT低剂量扫描在婴幼儿先天性心脏病检查中的可行性，并分析其图像质量及辐射剂量。

1.临床资料：连续选取2015年4月至2017年12月泰达国际心血管病医院收治并完成CTA检查的先天性心脏病患儿纳入回顾性分析，共100例，其中男57例，女43例。按不同扫描方式分为两组：低剂量组50例，男31例，女19例，年龄12 d至32个月，宽体探测器CT低剂量心电门控轴扫。对照组50例，男26例，女24例，年龄19 d至27个月，多排CT容积螺旋穿梭技术扫描。所有患儿的家长或监护人都签署了知情同意书。

2.扫描技术

低剂量组：应用新一代高时间分辨率宽体探测器CT(Revolution CT，美国GE公司)扫描仪，采用低剂量心电门控技术轴扫。扫描参数：电压80 kV，管电流由智能毫安(smart mA)功能决定，预设噪声指数18，扫描范围胸廓入口至膈下2 cm，扫描野(SFOV)心脏最小模式(cardiac small 24 mm)，层厚0.625 mm。机架旋转速度0.28 s/圈。预设采集时间窗35%~55%R-R间期。迭代重建算法Asir-V 50%。扫描采用对比剂智能追踪技术，监测兴趣区(ROI)放置右心室，预设触发扫描CT值100 HU。

对照组：应用高清CT(Discovery CT750 HD，美国GE公司)扫描仪，采用容积螺旋穿梭技术(VHS)。扫描参数：电压80 kV，自动管电流(mA)，扫描范围胸廓入口至膈下2 cm，SFOV 24 mm，层厚5 mm，螺距1.375，机架旋转速度0.35 s/圈，扫描床持续穿梭往复3~8次，迭代重建算法Asir 50%。扫描采用对比剂智能追踪技术，监测ROI放置右心室，预设触发扫描CT值50 HU。

两组均采用非离子型对比剂碘海醇(350 mg I/ml)，应用双筒高压注射器(Ulrich missouri)经足背静脉或左上肢静脉注射，对比剂总量为1.5 ml/kg体重，注射速率0.8~2.5 ml/s，注射完毕后以相同速率注射生理盐水5~10 ml。

所有患儿在儿科医生的监管下由儿科护士使用短效镇静药水合氯醛口服或灌肠，镇静满意后进行CT检查。不使用麻醉。检查时安静呼吸，应用约束带减轻呼吸幅度。所有扫描方向由头向足侧，从胸廓入口到肝脏。

3.图像后处理和分析：所有数据均使用专业图像后处理工作站(Advantage Workstation 4.6，美国GE公司)进行后处理及测量分析。主要后处理方法包括容积再现(volume rendering, VR)、多平面重组(multiplanar reformation, MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)等。低剂量组将原始数据以5%R-R间期作为间隔，使用标准算法进行多期相重建，然后选择最佳期相传至后处理工作站，进行图像后处理及分析。对照组将原始数据重建层厚0.625 mm，扫描仪按照扫描顺序自动拆分3~8组数据，即获得心脏动态灌注图像，将其传至专业图像后处理工作站，采用4D Shuttle Review分析图像。选择1个两心室充盈的最佳序列进行图像数据测量。

4.图像质量评估：包括主观评价及客观评价。主观评价采用5分制原则，心内结构和心外大血管结构图像质量的评分标准^[8]：1分=无法评价；2分=较差；3分=一般；4分=良；5分=优。冠状动脉近中段图像质量的评价标准^[8]：1分=无法评价，图像质量差，严重冠状动脉运动或其他伪影影像不能正确诊断；2分=图像质量较差，冠状动脉开口勉强能够诊断，冠状动脉运动或其他伪影影像使图像质量明显降低；3分=图像质量一般，中度伪影，图像模糊；4分=图像质量良好，运动或其他伪影轻微；5分=图像质量优，极少或没有相关伪影，解剖结构显示清楚。2分以上认为有诊断意义。由两名具有5年以上心血管疾病影像诊断经验医师分别对两组图像质量进行独立主观评分。二者意见不一致时，请第三人协助取得一致意见。

客观评价为分别测量升主动脉、同水平主肺动脉、左室、膈肌水平降主动脉及胸壁肌肉的CT值及噪声。ROI设定于血管中央，大于血管轴位面积的2/3，并且避开血管壁。计算SNR及CNR。图像噪声定义为CT值的标准差，SNR=CT值/噪声，CNR=(CT值-胸壁肌肉的CT值)/噪声。

5.有效剂量评估：分别记录两组检查的CTDI_vol及DLP，根据有效剂量E=DLP×k公式计算E值(mSv)，k为儿童胸部检查特定的转换因子。1岁以下婴幼儿为0.039 mSv·mGy^-1·cm^-1，1~3岁为0.026 mSv·mGy^-1·cm^-1[9]。

6.统计学处理：釆用SPSS 18.0软件包进行统计学分析。计量资料均符合正态分布，用x±s表示。患儿的基本情况(年龄、体重、心率)、图像CT值、噪声、信噪比、对比噪声比及辐射剂量的比较采用Student′s t检验。性别、图像质量评分的比较采用Mann-Whitney U检验。P < 0.05为差异有统计学意义。采用一致性检验评价两名医师的一致性，k>0.75代表一致性很好，0.40~0.75代表一致性中等，< 0.40代表一致性较差。

1.一般资料：所有患儿均一次性完成CTA检查。低剂量组和对照组患儿的性别(男孩例数31 vs. 26)、年龄[(8.8±9.2)vs.(6.7±2.6)个月]、心率[(119.4±18.7) vs.(118.1±23.3)次/min)及体重[(7.4±2.7) vs.(6.9±1.8)kg]差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.两组主观及客观图像质量：两位医师对于图像质量的主观评分结果一致性很好(k=0.85)。图像质量评价结果列于表 1和表 2。两组心内结构及心外结构的客观图像质量评分差异无统计学意义(P＞0.05)(图 1 A，B)，冠状动脉的图像质量低剂量组高于对照组(图 1 C，D)，差异有统计学意义(Z=-5.818，P < 0.05)。两组图像4个解剖区域的CT值、图像噪声、SNR及CNR，差异均无统计学意义(P＞0.05)。

表 1(Table 1)

表 1 两组图像主观质量评分比较(x±s) Table 1 The comparison of subjective scores of two groups for image quality(x±s) 组别 例数 心内结构 心外结构 冠状动脉 低剂量组 50 3.71±0.82 4.69±0.51 4.10±0.90 对照组 50 3.52±0.65 4.60±0.61 2.88±0.82 Z值 -0.871 -0.683 -5.818 P值 0.384 0.495 0.000

表 1 两组图像主观质量评分比较(x±s) Table 1 The comparison of subjective scores of two groups for image quality(x±s)

表 2(Table 2)

表 2 两组图像的客观图像质量比较(x±s) Table 2 The comparison of two groups of images for objective image quality(x±s) 兴趣区 低剂量组 对照组 升主动脉根部   CT值 565.15±184.55 526.00±184.10   噪声(HU) 28.07±9.64 24.95±5.89   SNR 21.43±7.96 21.82±8.32   CNR 19.06±7.72 19.58±8.22 主肺动脉   CT值 575.95±259.78 537.06±198.40   噪声(HU) 25.62±10.87 26.66±8.25   SNR 23.66±8.66 22.25±11.42   CNR 20.94±8.19 20.03±11.02 左心室   CT值 554.96±213.85 520.57±173.34   噪声(HU) 30.14±12.34 26.71±8.18   SNR 19.92±7.99 21.13±9.40   CNR 17.58±7.44 18.92±8.86 膈肌水平降主动脉   CT值 539.40±175.28 524.90±189.52   噪声(HU) 25.96±10.99 23.29±8.54   SNR 23.83±11.50 26.47±15.98   CNR 20.96±10.30 23.74±15.11 注：SNR.信噪比；CNR.对比噪声比。低剂量组50例，对照组50例

表 2 两组图像的客观图像质量比较(x±s) Table 2 The comparison of two groups of images for objective image quality(x±s)

图 1 低剂量组和对照组CT图像比较 A.低剂量组横轴位；B.对照组横轴位；C.低剂量组冠状动脉重建；D.对照组冠状动脉重建 Figure 1 Comparison of CT images between low dose group and control group A. Axial image in low dose group; B. Axial image in control group; C. Coronary artery reconstruction image in low dose group; D. Coronary artery reconstruction image in control group

3.辐射剂量：两组患儿的CTDI_vol、DLP及有效剂量E见表 3。低剂量组有效剂量(0.57±0.30)mSv较多排CT容积螺旋穿梭技术(2.39±1.15)mSv扫描下降了76%，差异有统计学意义(t=-11.642，P=0.000)。

表 3(Table 3)

表 3 两组CTDIvol、DLP及E比较(x±s) Table 3 The comparison of two groups of CTDIvol, DLP and E(x±s) 组别 例数 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) E(mSv) 低剂量组 50 1.25±0.35 19.99±7.27 0.57±0.30 对照组 50 9.35±3.84 84.52±3.47 2.39±1.15 t值 -14.856 -12.595 -11.642 P值 0.000 0.000 0.000 注：CTDIvol.容积CT剂量指数；DLP.剂量长度乘积；E.有效剂量

表 3 两组CTDIvol、DLP及E比较(x±s) Table 3 The comparison of two groups of CTDIvol, DLP and E(x±s)

婴幼儿先天性心脏病检查的目的是在术前明确诊断或者评估外科疗效以确定进一步治疗方案。超声心动图仍是首选方法，但其对心外结构及冠状动脉的显示存在限度，同时受声窗、心率及操作者经验的限制。心导管检查仍是评估解剖和病理的重要检查方法^[10]，尤其在压力测量方面具有独特优势，但其属于有创检查，小儿需要全身麻醉，辐射剂量大，对操作者的技术水平要求高，随着无创检查设备的不断升级及技术的进步，正慢慢地取代有创检查方法。婴幼儿先天性心脏病MR检查在国外开展相对较多，其要求磁共振检查室内配备防磁的监护及抢救设备，对硬件的要求高，同时需要麻醉师的配合，检查时间长，风险大。婴幼儿心脏CT成像也是一个挑战，主要是因为小儿体长较小，心率快而且不规律，电离辐射的风险等。对于先天性心脏病小儿CT检查的关注主要在明显的辐射剂量累积可能会导致放射诱导的染色体DNA损伤^[11]。因此，降低辐射剂量是当前小儿CT临床应用面临的最重要的问题。新一代高宽体探测器CT具有高时间分辨率和空间分辨率，其z轴覆盖范围达到16 cm，0.28 s/转的转速，能够在1个心动周期内完成低剂量扫描，Asir-V的迭代重建算法，以及扫描时相的优化，进一步降低了辐射剂量。

临床上有很多方案用于小儿CT检查时降低辐射。本研究使用新一代高时间分辨率宽体探测器CT心电门控轴扫检查，管电压使用80 kVp，根据体重自动调节管电流。由于婴幼儿心率很快，超过100次/min，此时心脏舒张中晚期缺乏相对静止期，将扫描时间窗定为收缩末期35%~55% R-R间期缩短扫描期相。使用新型Asir-V迭代重建算法，Asir-V可用于减少诊断中的图像噪声和低信号条件下的条形伪影，改善低对比度探测能力，同时保持图像中的细节结构，但其选择过高，图像分辨率会下降，本研究中采用了设备推荐的50%Asir-V重建。通过综合使用各种降辐射剂量的方法的个体化扫描方案，发现在CT值，图像噪声，SNR和CNR上两组之间在同样评估的诊断区域内未见显著性差异，两组的数值非常接近，说明图像质量没有减低。但两组测量CT值均超过500 HU，提示未来检查需要进一步优化对比剂方案，使用更低浓度对比剂进行检查。

就主观图像质量来说，高时间分辨率宽体探测器组图像的主观评价显示了其在婴幼儿先天性心脏病评估中获得了极好的图像质量。尤其是在冠状动脉的图像质量评估上，具有非常大的优势。先天性心脏病尤其是复杂畸形合并冠状动脉开口或走行异常的比例较高，因此，明确冠状动脉开口及走行对于指导手术方案和评估疗效具有重要意义。本组中1例完全性大动脉转位患儿双调转术后心功能不全，CTA检查后发现左前降支受压、扭曲，为解释临床问题和决定下一步治疗策略提供了重要信息。本研究显示高时间分辨率宽体探测器组心内结构、心外结构及冠状动脉的主观评分均高于多排CT容积螺旋穿梭组，尤其冠状动脉评分差异有统计学意义。因此，高时间分辨率宽体探测器组能够提供更高质量的图像。

随着后64排时代CT设备技术的不断进步，婴幼儿CT检查时的有效剂量大大减少。Ghoshhajra等^[12]应用多排螺旋CT(MDCT)和双源CT(DSCT)完成95例小儿(0~18岁)的检查，其平均辐射剂量为2.2 mSv。另外的可行性研究，Schuhbaeck等^[13]甚至报告了一组高度选择的患者辐射剂量低于0.1 mSv(体质量指数23.9±3.2，心率≤60次/min)使用前瞻性心电门控大螺距采集，管电压80 kV，50 mAs。本研究综合使用了宽体探测器轴扫，低管电压技术，及根据婴幼儿体重个体化调节管电流技术，优化心动周期扫描时限及新的迭代重建技术，平均辐射剂量0.66 mSv，相当于6~7个胸片正侧位的剂量，比容积螺旋穿梭技术降低了74%。本研究虽是单次扫描与对照组多次扫描进行比较，因考虑对照组单次扫描图像不能满足诊断，需多次扫描图像进行信息补充，故而将两者进行比较。而且0.66 mSv已是相当低的可接受的剂量。所有检查都获得了较好的图像质量，观察者间的一致性好。未来可以针对临床目的进一步优化扫描方案，缩短扫描时相来进一步降低有效辐射剂量。

本研究也存在一定的局限性。首先，这是婴幼儿队列的初步研究。本研究的每组患儿数量仅有50例，而且是回顾性研究，仍需要大组前瞻性研究来验证结果。第二，对先天性心脏病心血管畸形的诊断准确性进行评估，主要原因是本研究的目的是评估低剂量扫描方案的图像质量。第三，本研究使用了推荐的50%迭代重建水平，进一步有关迭代重建不同水平的评估在相同的扫描方案下应该研究。

总之，新一代宽体探测器CT婴幼儿先天性心脏病扫描，低管电压、自动毫安、迭代重建技术及扫描时相优化的综合应用，可以提供一个满足诊断的图像质量，尤其是冠状动脉图像质量明显提高，有效辐射剂量显著降低。