寬體探測器在非鎮靜狀態下小兒胸部CT掃描中的應用價值

青島市婦女兒童醫院影像科，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作為無創性檢查方法，準確性高，能為臨床醫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險，研究表明，公眾照射劑量每增加1Sv，癌癥發生率將增加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，經常使用鎮靜劑[4-5]。水合氯醛是目前最為常用的中樞性鎮靜藥物[6]，鎮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靜后的潛在風險。本文借助新一代Revolution CT（GE Healthcare）寬體探測器優勢，研究非鎮靜狀態下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即可，無需熟睡或水合氯醛鎮靜；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）鎮靜。本實驗經醫院倫理委員會批準，受檢者家屬知情并簽署知情同意書。兩組患兒的年齡、體重差異無統計學意義（P>0.05）。

1.2 設備及方法

采用GE Revolution 256排螺旋CT機。患兒仰臥于掃描床上，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，掃描范圍從胸廓入口到膈頂水平。掃描參數：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），旋轉時間0.28s，視野25 cm×25 cm，噪聲指數均設為12，使用ASiR-V方法對圖像進行后處理重建，ASiR-V權重值設為50%[7]。

1.3 評價指標及方法

1.3.1 客觀質量評價

設定感興趣區位于縱膈窗左心房內，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）進行客觀圖像質量評價。

1.3.2 主觀質量評價

由2名有經驗的放射科醫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級評分系統評價圖像質量，即3分是圖像質量優秀，沒有或極少的偽影；2分是圖像質量良好，有輕微的偽影；1分是圖像質量一般，有明顯的偽影，不影響診斷；0分是圖像質量很差，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（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換因子，

1.3.4 統計學方法

所有數據均采用SPSS 17.0統計學軟件進行分析。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為差異有統計學意義。

2 結果

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，存在統計學差異（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%，具有明顯統計學差異（P<0.00）；兩組圖像的主觀質量評分和信噪比無明顯統計學差異（P>0.05）（表2）。兩位放射科醫師對兩組病例主觀圖像質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、輻射劑量與圖像質量評價的比較

3 討論

既往由于多排螺旋CT探測器排數的限制，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運動偽影。在保證圖像質量前提下只有縮短掃描時間才能克服常規掃描模式的局限。

隨著探測器技術的發展，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寬體探測器技術明顯簡化了小兒CT檢查流程，無需進行藥物鎮靜，減少了患兒的不適，CT檢查結束之后，也無需監護患兒至清醒，在有效提高了時間分辨率的同時，節省了檢查時間，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，非鎮靜組（A組）的平均準備時間為11 min，顯著低于常規組（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探測器螺旋掃描更具有優勢，盡管小部分患兒在檢查時出現哭鬧躁動，仍然獲得了較滿意的圖像。在客觀圖像質量評價方面，兩組圖像的噪聲和信噪比沒有統計學差異，兩種掃描方式的圖像質量主觀評分也無統計學差異（P>0.05）。

小兒CT檢查中的輻射劑量是醫患共同關注的熱點問題，在CT檢查時更應遵循低劑量的原則[14]。多種技術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。根據不同的數據采集方式，螺旋掃描實際掃描長度超出了預期覆蓋范圍，導致劑量疊加，而軸掃描模式沒有重疊掃描，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險，需要引入ED，ED與DLP關系：ED=DLP×k，k為轉換因子，與受檢者身體的不同部位有關[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，比常規螺距掃描組0.89±0.25 mSv降低了31.4%。與傳統探測器相比，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 結論

與常規鎮靜狀態下80 mm螺旋CT檢查相比，采用160 mm寬體探測器在非鎮靜狀態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，同時不影響圖像質量，在臨床中具有推廣價值。