寬體探測器在非鎮(zhèn)靜狀態(tài)下小兒胸部CT掃描中的應(yīng)用價值

青島市婦女兒童醫(yī)院影像科，山東青島266034

引言

小兒胸部病變種類繁多，如肺部炎癥、支氣管異物和先天性呼吸道畸形等，CT作為無創(chuàng)性檢查方法，準確性高，能為臨床醫(yī)生提供更多的診斷信息[1]。但CT存在輻射劑量和安全防護的風(fēng)險，研究表明，公眾照射劑量每增加1Sv，癌癥發(fā)生率將增加4.1%[2]，而接受相同的劑量，兒童組織器官對X線的敏感性是成年人的10余倍[3]，且年齡越小危害性越大。另外由于小兒病人易動無法配合，臨床上為提高嬰幼兒CT檢查的準確率和效率，經(jīng)常使用鎮(zhèn)靜劑[4-5]。水合氯醛是目前最為常用的中樞性鎮(zhèn)靜藥物[6]，鎮(zhèn)靜后患兒還需要一段時間才能入睡，而且由于口感極差，嬰幼兒對服藥依從性低，不但增加了患兒的痛苦，蘇醒時間延長也提高了鎮(zhèn)靜后的潛在風(fēng)險。本文借助新一代Revolution CT（GE Healthcare）寬體探測器優(yōu)勢，研究非鎮(zhèn)靜狀態(tài)下160 mm寬體探測器軸掃描序列在小兒胸部CT檢查中對圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。

1 材料與方法

1.1 研究對象

搜集100例臨床懷疑肺部病變需行胸部CT檢查的嬰幼兒，入組標準：年齡1天至3歲；體重：2～20 kg，嚴重創(chuàng)傷的患兒排除在外。按就診先后順序分為A、B兩組，A組50例（女26例，男24例），年齡 0.5～36月，平均年齡 14.9±10.3月，體重為4.0～19.0 kg，平均體重9.9±2.9 kg，患兒掃描前處于安靜狀態(tài)即可，無需熟睡或水合氯醛鎮(zhèn)靜；B組50例（男31例，女 19例），年齡 0.2～36月，平均年齡 12.8±10.0月，體重為2.7～18.0 kg，平均體重 10.5±3.2 kg，該組患兒掃描前需自然熟睡或口服10%水合氯醛（0.5 mL/kg）鎮(zhèn)靜。本實驗經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，受檢者家屬知情并簽署知情同意書。兩組患兒的年齡、體重差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

1.2 設(shè)備及方法

采用GE Revolution 256排螺旋CT機?；純貉雠P于掃描床上，掃描時可將患兒用束帶固定，雙臂水平上舉或置于身體兩側(cè)，掃描范圍從胸廓入口到膈頂水平。掃描參數(shù)：A組采用160 mm軸掃描模式，層厚2.5 mm，B組采用80 mm螺旋掃描模式，螺距0.992:1，層厚及層間隔為2.5 mm，兩組均固定管電壓為80kV，自動管電流（10～525mA），旋轉(zhuǎn)時間0.28s，視野25 cm×25 cm，噪聲指數(shù)均設(shè)為12，使用ASiR-V方法對圖像進行后處理重建，ASiR-V權(quán)重值設(shè)為50%[7]。

1.3 評價指標及方法

1.3.1 客觀質(zhì)量評價

設(shè)定感興趣區(qū)位于縱膈窗左心房內(nèi)，測量圖像的CT值和SD值，分別測量3次后取平均值，計算信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）進行客觀圖像質(zhì)量評價。

1.3.2 主觀質(zhì)量評價

由2名有經(jīng)驗的放射科醫(yī)師采用雙盲法獨立閱片，觀察患兒是否有呼吸運動偽影(支氣管樹出現(xiàn)階梯狀偽影、膈肌“雙邊征”或假性肋骨骨折)、心臟大血管搏動偽影（心臟或主動脈弓邊緣模糊或呈階梯狀）。用4級評分系統(tǒng)評價圖像質(zhì)量，即3分是圖像質(zhì)量優(yōu)秀，沒有或極少的偽影；2分是圖像質(zhì)量良好，有輕微的偽影；1分是圖像質(zhì)量一般，有明顯的偽影，不影響診斷；0分是圖像質(zhì)量很差，有嚴重的偽影，無診斷價值。

1.3.3 輻射量

記錄每例患兒的掃描時間、容積CT劑量指數(shù)（Volume CT Dose Index，CTDIvol）和劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP），并計算有效劑量（Effective Dose，ED），其中 DLP(mGy·cm)=CTDIvol(mGy)×Length(cm)；ED(mSv)=DLP(mGy·cm)×k[mSv/(mGy·cm)]，k為換算因子對于肺部轉(zhuǎn)換因子，

1.3.4 統(tǒng)計學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析。采用t檢驗比較A、B兩組患兒的年齡、體重、檢查時間、信噪比及輻射劑量。采用Kappa檢驗兩位閱片者在主觀圖像質(zhì)量評分方面的一致性，k值在0.80～1.00為一致性良好。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組病例的準備時間及掃描時間存在顯著差異（P<0.001）（表1）；A組CTDIvol（1.18±0.24 mGy）與B組CTDIvol（1.33±0.30 mGy）相比，存在統(tǒng)計學(xué)差異（P=0.001）；A 組有效輻射劑量 ED（0.61±0.17 mSv）較 B 組 ED（0.89±0.25 mSv）降低了31.4%，具有明顯統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.00）；兩組圖像的主觀質(zhì)量評分和信噪比無明顯統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）（表2）。兩位放射科醫(yī)師對兩組病例主觀圖像質(zhì)量的評價達到了較好的一致性（k值分別為 0.89與 0.86，P<0.05）（圖 1～2）。

表1 兩組患兒年齡與體重的比較

表2 兩組患兒檢查時間、輻射劑量與圖像質(zhì)量評價的比較

3 討論

既往由于多排螺旋CT探測器排數(shù)的限制，探測器寬度最多達80 mm。CT軸掃描時，掃描時間為曝光時間與檢查床移動所需時間之和，螺旋掃描時，曝光過程檢查床勻速移動，掃描時間即為曝光時間，因而軸掃描時間較螺旋掃描模式長，對于臨床配合差或不自主運動的患者圖像采集時容易出現(xiàn)運動偽影。在保證圖像質(zhì)量前提下只有縮短掃描時間才能克服常規(guī)掃描模式的局限。

隨著探測器技術(shù)的發(fā)展，掃描覆蓋范圍增大，可以進行更快速掃描，因而縮短了掃描時間，患者無需屏氣即可快速完成胸部CT檢查[9-11]。本文采用的Revolution CT探測器寬度可達到160 mm，A組采用160 mm軸掃描模式，不用鎮(zhèn)靜藥物直接進行檢查，患兒只需要用安全繃帶固定在檢查床上，縮短了患兒的檢查時間，曝光時該組患兒的掃描時間為0.3 s，B組采用80 mm螺距掃描，掃描前患兒使用水合氯醛進行鎮(zhèn)靜，需要等待10～15 min入睡，曝光時患兒的平均掃描時間為0.7 s。160 mm寬體探測器技術(shù)明顯簡化了小兒CT檢查流程，無需進行藥物鎮(zhèn)靜，減少了患兒的不適，CT檢查結(jié)束之后，也無需監(jiān)護患兒至清醒，在有效提高了時間分辨率的同時，節(jié)省了檢查時間，提高檢查成功率，尤其適用于哭鬧或躁動不配合的小兒。在我們的研究中，非鎮(zhèn)靜組（A組）的平均準備時間為11 min，顯著低于常規(guī)組（B組）的平均時間55 min。

圖1 采用160 mm軸掃描模式的胸部CT平掃圖像

圖2 采用80 mm螺距模式掃描的胸部CT平掃圖像

160 mm寬體探測器快速掃描可以有效消除患兒呼吸、心血管搏動等運動偽影，還可以通過軸位掃描完成大范圍的容積成像[12-13]。本文A組大部分患兒圖像重建時比傳統(tǒng)探測器螺旋掃描更具有優(yōu)勢，盡管小部分患兒在檢查時出現(xiàn)哭鬧躁動，仍然獲得了較滿意的圖像。在客觀圖像質(zhì)量評價方面，兩組圖像的噪聲和信噪比沒有統(tǒng)計學(xué)差異，兩種掃描方式的圖像質(zhì)量主觀評分也無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。

小兒CT檢查中的輻射劑量是醫(yī)患共同關(guān)注的熱點問題，在CT檢查時更應(yīng)遵循低劑量的原則[14]。多種技術(shù)操作可以降低輻射劑量[15-16]，一種最基本的方法是盡可能縮小掃描范圍，避免不必要的輻射。根據(jù)不同的數(shù)據(jù)采集方式，螺旋掃描實際掃描長度超出了預(yù)期覆蓋范圍，導(dǎo)致劑量疊加，而軸掃描模式?jīng)]有重疊掃描，因此螺旋掃描模式要比軸掃描增加額外的輻射劑量[17-18]，降低了射線利用率。而寬線束的額外輻射比例要小于窄線束，因此本研究中160 mm寬體探測器軸掃描射線利用率要高于80 mm常規(guī)探測器螺旋掃描。

CTDIvol和DLP是輻射劑量最常用的評估指標。CTDIvol反映的是容積掃描的平均輻射劑量，DLP雖然反映了個體掃描范圍吸收的總劑量，但由于身體不同組織器官的輻射敏感性不同，如果要比較不同CT檢查所致受檢者的輻射風(fēng)險，需要引入ED，ED與DLP關(guān)系：ED=DLP×k，k為轉(zhuǎn)換因子，與受檢者身體的不同部位有關(guān)[8]。本文中A組160 mm寬體探測器軸掃描中有效輻射劑量達0.61±0.17 mSv，比常規(guī)螺距掃描組0.89±0.25 mSv降低了31.4%。與傳統(tǒng)探測器相比，寬體探測器提高了射線的利用率，減少了輻射劑量。160 mm寬體探測器軸掃描模式不僅可以有效消除運動偽影，還可以提高時間分辨率和空間分辨率，同時明顯降低掃描劑量。目前寬體探測軸位掃描在成人頭頸部及胸部CT成像中也有相關(guān)報道[20-22]。

我們的研究還有幾個局限性。首先，我們的研究是對單個掃描儀進行的單點研究，還處于初步階段，患兒的數(shù)量較少，未來需要更多的病人提供更有說服力的研究。其次，我們的研究最初僅限于胸部，未來還需要包括更多的器官和部位。

4 結(jié)論

與常規(guī)鎮(zhèn)靜狀態(tài)下80 mm螺旋CT檢查相比，采用160 mm寬體探測器在非鎮(zhèn)靜狀態(tài)下對小兒胸部進行軸掃描成像，可以減少準備時間、總掃描時間和輻射劑量，同時不影響圖像質(zhì)量，在臨床中具有推廣價值。