李昊巖，孫記航，田宏偉，段曉岷，彭 蕓

(國家兒童醫(yī)學(xué)中心 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院影像中心，北京 100045)

心臟CT血管造影(CT angiography， CTA)是常用于診斷兒童復(fù)雜先天性心臟疾病的影像學(xué)方法，可清晰顯示主動脈、肺動脈、瓣膜及心腔等結(jié)構(gòu)，為制訂手術(shù)方案提供重要參考。嬰幼兒瓣膜體積小、運(yùn)動速度快，心率亦較快，即使采用全心動周期，常規(guī)CTA也多因運(yùn)動偽影而致顯示瓣膜效果欠佳，進(jìn)而影響診斷及選擇手術(shù)方式。為觀察瓣膜情況，常需要提高輻射劑量[1]；如何利用盡可能低的輻射劑量清晰顯示心臟瓣膜極為重要[2]。通過提高CT探測器覆蓋范圍及管球轉(zhuǎn)速，可降低搏動偽影對圖像質(zhì)量的影響[3]。全心運(yùn)動校正算法(whole-heart motion correction algorithm)是新一代冠狀動脈追蹤凍結(jié)(new-generation snapshot freeze， NG SSF)圖像后處理算法，為追蹤凍結(jié)(snapshot freeze， SSF)技術(shù)的升級版本。SSF的應(yīng)用范圍較局限，僅能改善冠狀動脈搏動偽影[4-6]；而NG SSF可進(jìn)一步改善圖像顯示心臟大血管、瓣膜及心肌的效果，彌補(bǔ)SSF算法的不足，進(jìn)一步提升診斷率[7-8]。本研究評價NG SSF技術(shù)改善高心率患兒心臟CTA瓣膜圖像質(zhì)量的效果。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018年9月—12月42例于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院接受心臟CTA檢查的患兒，男20例，女22例；月齡5天～74個月，中位月齡8個月；心率78～151次/分，平均(122.6±18.8)次/分。納入標(biāo)準(zhǔn)：①因篩查心臟大血管發(fā)育畸形或先天性心臟病而接受檢查；②心率≥75次/分；③無嚴(yán)重心、腎功能損傷。根據(jù)心率分為2組，其中24例心率≥75次/分且<120次/分(<120組)，18例心率≥120次/分(≥120組)[9]。檢查前監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution 256排探測器CT掃描儀。使患兒仰臥，自由呼吸，雙臂上舉伸直過頭；對不能配合者予口服10%水合氯醛(0.5 ml/kg體質(zhì)量)鎮(zhèn)靜，待其安靜入睡后進(jìn)行檢查。采用前瞻性心電門控軸位掃描模式，于1個心動周期內(nèi)采集全部圖像。根據(jù)患兒體質(zhì)量選擇對比劑種類及用量[10-11]：對體質(zhì)量≤20 kg者采用非離子型對比劑碘克沙醇(威視派克，320 mgI/ml)，體質(zhì)量>20 kg者采用非離子對比劑碘海醇(歐乃派克，350 mgI/ml)；體質(zhì)量≤5 kg時對比劑用量=體質(zhì)量×1.3，5 kg<體質(zhì)量≤10 kg對比劑用量=體質(zhì)量×1.2，10 kg<體質(zhì)量≤20 kg對比劑用量=體質(zhì)量×1.1，20 kg<體質(zhì)量≤30 kg對比劑用量=體質(zhì)量×1.0。采用雙筒高壓注射器以0.5～3.0 ml/s流率經(jīng)靜脈團(tuán)注對比劑，注射時間固定為10 s，隨后跟注生理鹽水4 s，用量為對比劑用量之半。根據(jù)患兒身高及體質(zhì)量選擇探測器z軸長度(80～160 mm)；管電壓80 kV，管電流范圍10～500 mA(自動管電流調(diào)制技術(shù))，預(yù)設(shè)噪聲指數(shù)22，矩陣512×512，體素0.625 mm，球管轉(zhuǎn)速0.28 s/rot，掃描范圍為主動脈弓至心尖。采用智能觸發(fā)技術(shù)，于四腔心水平降主動脈內(nèi)設(shè)置ROI，發(fā)現(xiàn)CT值>110 HU后延時2 s啟動掃描，掃描曝光時間窗為35%～85% R-R間期；以標(biāo)準(zhǔn)算法重建圖像，層厚、層間距均為0.625 mm，并采用50%加權(quán)自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建。記錄掃描容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index， CTDIvol)及劑量長度乘積(dose-length product， DLP)。

1.3 圖像后處理 采用AW 4.7 CT工作站重建圖像，由1名具有14年工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師重建運(yùn)動偽影最少的時相。對每組圖像均以SSF及NG SSF進(jìn)行重建，即SSF亞組及NG SSF亞組，采用最佳時相相鄰60 ms 數(shù)據(jù)進(jìn)行搏動偽影校正，并以未采用SSF技術(shù)的圖像作為對照組進(jìn)行比較。

1.4 圖像評價 由2名分別具有12年和14年工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師采用雙盲法，根據(jù)Likert分級4分法[12]對顯示主動脈瓣、肺動脈瓣、二尖瓣及三尖瓣情況進(jìn)行評分：圖像質(zhì)量優(yōu)秀、無運(yùn)動偽影為4分；圖像質(zhì)量較良好、瓣膜邊緣稍有模糊，或有輕度運(yùn)動偽影、但不影響評價及測量瓣膜為3分；圖像質(zhì)量較差，邊緣模糊、欠光整，或有中度運(yùn)動偽影但可滿足診斷需求為2分；無法辨識瓣膜邊緣、運(yùn)動偽影重、無法診斷為1分。以2名醫(yī)師協(xié)商后的評分作為結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以Kappa檢驗(yàn)評價觀察者間評分的一致性，Kappa<0.4為一致性差，0.4≤Kappa<0.6為一致性中等；0.6≤Kappa≤0.8為一致性較好；Kappa>0.8為一致性好。以頻數(shù)表示等級資料，以Kruskal-WallisH檢驗(yàn)比較組間各瓣膜圖像質(zhì)量，以Bonferroni法校正的Mann-WallisU檢驗(yàn)行兩兩比較。以Kruskal-WallisH檢驗(yàn)分別比較<120組及≥120組中SSF亞組和NG SSF亞組圖像顯示各瓣膜質(zhì)量評分的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

42例CTA平均CTDIvol為(4.47±0.85)mGy，平均DLP為(57.93±20.81)mGy·cm。

2.1 一致性分析 因?qū)Ρ葎┯不瘋斡?，排?120組及≥120組各3例患兒的三尖瓣，最終共納入主動脈瓣、肺動脈瓣和二尖瓣各42個及三尖瓣36個。觀察者間圖像質(zhì)量評分的一致性好(Kappa=0.89，P<0.05)。

2.2 圖像評分 SSF亞組、NG SSF亞組與對照組間各瓣膜圖像質(zhì)量整體評分差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P均<0.05)。SSF亞組與對照組各瓣膜圖像質(zhì)量評分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；NG SSF亞組各瓣膜圖像質(zhì)量評分明顯高于SSF亞組及對照組(P均<0.05)，見表1及圖1、2。

圖1 女性患兒，1歲，心率108次/分，右冠狀動脈起源于右冠狀竇與升主動脈交界區(qū)，冠狀動脈瘤樣擴(kuò)張 A～C.分別為對照組(A)、SSF亞組(B)及NG SSF亞組(C)重建后主動脈瓣(紅圈)軸位CTA圖像，圖像質(zhì)量評分分別為1分、2分及4分

表1 心臟CTA顯示瓣膜圖像質(zhì)量評分比較(n=42，例)

<120組中，NG SSF<120亞組三尖瓣圖像質(zhì)量評分改善優(yōu)于SSF<120亞組(P<0.05)；≥120組中，NG SSF≥120亞組對全部瓣膜圖像質(zhì)量評分改善均優(yōu)于SSF≥120亞組(P均<0.05)，見表2、3。

表2 心臟CTA顯示心率<120次/分患兒瓣膜圖像質(zhì)量評分比較(n=24，例)

表3 心臟CTA顯示心率≥120次/分患兒瓣膜圖像質(zhì)量評分比較(n=18，例)

3 討論

心臟CTA具有快速、簡單及安全的特點(diǎn)，已成為診斷兒童心臟疾病的必不可少的影像學(xué)方法，可清晰顯示心內(nèi)結(jié)構(gòu)；通過豐富的后處理技術(shù)，如曲面重建、容積再現(xiàn)等可多平面重組，以任意角度觀察組織結(jié)構(gòu)。近年寬體探測器、管球高轉(zhuǎn)速及低管電壓等技術(shù)的普及大幅降低了心臟CTA檢查的輻射劑量及對比劑用量，圖像質(zhì)量更佳，安全性更高[12-13]。

第一代SSF技術(shù)及NG SSF技術(shù)均根據(jù)中央時相及2個相鄰相位的數(shù)據(jù)計(jì)算冠狀動脈運(yùn)動方向及位置；NG SSF技術(shù)還可將校正運(yùn)動偽影范圍由冠狀動脈擴(kuò)展至整個心臟，通過全自動技術(shù)計(jì)算局部運(yùn)動路徑。算法基于運(yùn)動路徑根據(jù)相應(yīng)投影射線時間將數(shù)據(jù)分解為一系列數(shù)據(jù)集；在空間上使每個圖像體積變形，將運(yùn)動狀態(tài)從相應(yīng)的時間映射至由規(guī)定的心臟相位的給定中心參考時間。全心校正需沿3個方向進(jìn)行運(yùn)動表征，可為校正冠狀動脈運(yùn)動提供更高的魯棒性，特別適用于極端運(yùn)動場景和主要沿z軸的運(yùn)動路徑[8]。

本研究中NG SSF亞組各瓣膜圖像質(zhì)量評分明顯高于SSF亞組及對照組。觀察NG SSF技術(shù)對不同范圍心率患兒瓣膜圖像質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)采用NG SSF技術(shù)可使≥120組各瓣膜圖像質(zhì)量得到明顯改善，而對<120組僅明顯改善了三尖瓣圖像質(zhì)量；分析原因，可能在于評價三尖瓣時剔除6例數(shù)據(jù)，對樣本量有所影響而造成統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，有待進(jìn)一步觀察。

總之，采用第二代NG SSF技術(shù)可明顯改善高心率兒童心臟CTA瓣膜圖像質(zhì)量，尤其心率≥120次/分者。由于NG SSF技術(shù)為算法原型，數(shù)據(jù)均須離線處理，較為耗時，目前尚未能開展大樣本研究，有待完善。