先天性心脏病是胚胎期心脏血管发育异常而造成的畸形疾病, 发病率为出生婴儿的0.7% -0.8%^[2]。是严重危害人类健康的常见病、多发病, 是导致婴儿死亡的主要原因之一, 早期诊断早期治疗是降低死亡率的主要措施。术前准确、有效的影像学检查对于明确诊断及手术方案的制定有着重要意义, 也是手术成功的关键, 尤其是复杂先天性心脏病, 常常因伴有多种心外大血管畸形, 使得术前检查更为重要。随着多层螺旋CT (multi -slicecomp uted tomography, MSCT)技术的发展, 克服了传统单层螺旋CT的低时间分辨力及空间分辨力的局限性, 通过最大密度投影及三维重组可以清晰显示正常或异常心血管结构, 逐步成为先天性心脏病(先心病)中一种新的诊断方法^[1]。笔者对40例术前先心病患者行MSCT心血管成像检查, 旨在探讨其在先心病中的优势及应用价值。

1 材料与方法 1.1 一般资料

收集2006年11月至2009年10月经手术证实的婴幼儿先心病MSCT资料共40例, 男24例, 女16例。年龄4月~9岁, 平均年龄2岁2月。体重7~26.5 kg, 平均12.5 kg。所有病例术前均行心脏彩超及CT检查。

1.2 CT检查 1.2.1 扫描前准备

镇静剂用10%水合氯醛, 用量0.5~1ml/ kg, 肛注, 先开放静脉, 镇静失败者改日用安定, 临床医生到场。

1.2.2 扫描方式

造影剂用量1~1.5ml/kg, 注射速度0.8~ 1.5ml/s, 应用高压注射器, 注射完毕即时扫描, 仰卧位, 根据注射部位, 选择扫描方向, 手、头注射, 足向头方向扫描; 足部注射, 头足方向扫描, 以避开腔静脉高密度造影剂干扰, 扫描范围下至膈下5cm, 上至锁骨上, 可全面观察内脏位置及大血管走向。对临床或超声怀疑心房病变加扫二期, 二期扫描用大螺距及低毫安低剂量扫描, 同一病人自身对照图像质量差异, 对照不同照射剂量显示心内及心外结构的差异。

1.2.3 设备及扫描参数

采用GE Lightspeed 16层螺旋CT。常规扫描参数为120 kV, 265 mA, 0.5 s, pitch0.562:1, Helical模式。低剂量扫描参数120 kV, 220 mA, 0.5 s, pitch 0.938:1, Helical模式扫描。标准重建算法。

1.2.4 心电门控

先心患儿检查不主张用心电门控, 由于先心患儿心率快, 部分伴心律不齐, 且患儿在检查时不能配合做屏气呼吸, 扫描速度要快, 时间要短, 所以回顾性心电门控很难获得满意的Z轴方向的图像, 不利于显示先心病所需了解的重要的心内外结构。所以本组的患儿全部采用无心电门控方法。无心电门控的CT血管成像, 不仅可以获得清晰的心外大血管图像, 同时也可以显示冠状动脉起始及近端的结构, 有报道称无心电门控的CT血管成像在冠状动脉起始及近端四个节段的显示率高达81.7%^[4], 在本研究中统计冠状动脉起始部位显示率约70%。

1.3 研究指标

表述受检者接受X射线剂量参数有CT权重剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积DLP。系统根据选择的扫描参数自动计算CTDIvol和DLP并显示于参数栏, 因DLP与扫描范围有关, 我们分别记录常规剂量及低剂量扫描长度一定时的CTDIw及DLP。

1.4 图像质量评价

评价方法参考多篇文献制定^{[1, 9]}, 选择相同扫描范围的一、二期常规剂量及低剂量扫描图像, 随机地在CTAW工作站的同一屏上显示, 调节窗宽、窗位至最佳状态显示图像。以常规剂量图像作为基础片, 把无图像伪影, 质地较细腻^[6](即噪声低), 大血管边缘平滑, 房室瓣显示清楚, 能对病变做出诊断的图像定义为优; 把图像伪影少, 噪声较低, 显示较清晰, 图像质量不影响诊断的图像定义为合格; 图像质量介于两者之间的定义为良, 噪声较大, 或者因显示不良而影响诊断的图像定义为差。由2位高年资诊断医师根据以上标准采用双盲法进行评价。

1.5 统计学方法

分别计算常规及低剂量的评价等级图像所占的百分率, 低剂量与常规剂量组进行统计学处理χ²检验, P < 0.05有统计学意义, 采用统计学软件, 对各组数据计算均数与标准差, 将常规剂量组的CTDIvol值、DLP值与各低剂量组的数值进行统计学分析, P < 0.05为差异有统计学意义。综合两名医师的评价, 分别计算出各剂量组评价等级的例次及所占百分率(优、良为满足诊断), 构成比用χ²检验进行统计学分析。

2 结果

40例手术患儿共证实畸形87处, 其中单纯室间隔缺损(VSD) 12例, 单纯房间隔缺损(ASD) 6例, 主动脉缩窄2例, 法洛四联症(TOF) 18例, 肺静脉畸形引流1例, 动脉导管未闭3例, 右心室双出口1例。见表 1。

常规剂量和低剂量扫描的X射线辐射剂量, 120kV、265mA、0.5s、螺距为0.562常规剂量扫描的CT剂量加权指数(CTDlvol)为53.72 mGy。在其他扫描参数相同的情况下, 降低毫安至220mA、增加螺距至0.938低剂量扫描, CTLvol为26.76mGy。低剂量与常规剂量的比值为50%, 常规剂量的剂量长度乘积DLP为560 mGy。低剂量的剂量长度乘积DLP为282.26mGy, 低剂量与常规剂量的比值为50%, 见表 2。

3 讨论 3.1 低剂量扫描的意义

由于小儿处于生长发育期, 细胞分裂更新速度和比例远高于成人, 对射线的敏感性是成人的10多倍^[6], 引起的损伤的危险也被认为比成人更高^[9]。放射线辐射是CT的一个主要不利因素。随着多层螺旋CT技术的飞速发展, 及其在临床的广泛应用, 受检者接受辐射剂量的增加及其潜在危害性也受到更广泛的关注^[1], 低剂量CT技术技术逐渐受到重视, 特别是世界卫生组织(WHO)和国际放射委员会(IRCP)以及国际医学物理组织(IOMP)制定了医疗照射质量保证和质量控制标准, 以期以最小的代价获得最佳的诊断效果, 这为低剂量CT技术的研究和应用提供了广阔的空间。国际放射防护委员会(ICRP)也提出X射线检查的正当化, 最优化的合理防护原则。低剂量CT扫描就是贯彻最优化的原则, 降低儿童的辐射剂量是放射工作者一项责无旁贷的任务。我们应在不影响CT诊断的前提下尽量减少受检者的X射线吸收剂量。

3.2 小儿先心病检查的扫描剂量的设计及可行性

国外同仁^[1]于1990年首次提出了低剂量CT概念, 即在其他扫描参数不变的情况下, 降低管电流成像也能达到诊断要求。由于放射线剂量与管电流呈线性关系, 因此降低管电流可使受检者的辐射剂量相应下降。管电流降低的直接问题是密度分辨力受到量子噪声的影响, 降低了图像的信噪比, 使低对比的细节显示困难^[1], 即管电流降低主要影响低对比分辨力, 使低对比组织, 如脑、肝脏的图像质量明显下降, 而对高对比分辨力影响甚小, 对高对比的器官作用则不大明显。由于先心患儿检查使用了对比剂, 组织间具有良好的对比和, 使低剂量CT在先心患儿的应用完全可能。目前降低辐射剂量的方法主要有:①降低管电流(mA)与时间乘积, 降低管电流主要降低图像的密度分辨率; ②增加螺距(Pitch), 如果其它扫描条件不变, 增加螺距, 病人受照剂量低于常规螺旋CT扫描。加大螺距, 可以减少扫描时间, 本研究统计, 扫描相同的长度, 螺距由0.562增加到0.938, 可以缩短40%扫描时间, 这对先心患儿非常必要, 先心患儿心率快, 部分瓣心率不齐, 部分肺血多, 感染机会多, 呼吸较快, 因此作CT检查时呼吸心率伪影较多, 加快扫描时间, 可以减少部分运动伪影, 但是Pitch加大, 层面敏感性曲线增宽, 引起图像噪声增加, 信噪比下降, 适当调整管电流(既有效mAs)可使图像质量得到补偿^[9]。表 1显示适当的降低管电流增加螺距, 对先心各种畸形的显示无明显差异。显示低剂量可清晰的显示房间隔缺损及冠脉起始。

3.3 低剂量扫描的图像质量评价和在不同病种中的差异

患儿低剂量扫描的图像质量由本研究初步实验(表 2)表明常规剂量和低剂量对心内结构及大血管畸形优质及符合诊断要求的CT图像的百分率不低于90%。与常规剂量图像相比, 低剂量图像质量未见明显降低。根据先心患儿的特点, 在保证CT图像质量的前提下, 此条件患儿的扫描剂量仅相当于常规剂量的50%。从表 1看出对直径较小心内畸形的显示稍差, 主要是运动伪影, 及无法观察血流, 漏诊病例主要是直径小于0.5mm及室隔瘤形成病例, 对心外大血管畸形显示率100%, 由于MSCTA显示的是静态图像, 无法观察瓣膜的运动情况以及血流通过瓣膜的状态, 因此对瓣膜异常的诊断无能为力,

3.4 低剂量MSCT对先心病诊断的应用价值

MSCT低剂量扫描及多层面成像避免了影像的重叠, 能很好地显示解剖学房室的位置、形态、房室连接、房室与大血管连接的关系, 三维重建可直观地显示心脏大血管连接、大血管形态及空间位置关系, 还可同时发现并发的内脏改变, 对内脏转位复杂心血管畸形的节段分析, 有重要价值, 是复杂先心病检查的一种无创、有效的诊断手段。本组结果表明, 低剂量MSCT对先心尤其是复杂先心病畸形的诊断准确度高, 尤其对主动脉、肺动脉发育、间隔缺损、永存动脉干、主动脉缩窄、主动脉弓离断及肺静脉畸形引流等极具诊断价值, 弥补了心脏超声的不足。减少了辐射剂量, 低剂量MSCT也能对先心病合并的冠脉起源及走向异常显示清楚, 对正确诊断冠脉病变提供极大方便。低剂量MSCT诊断先心病最大的不足是不能提供心血管功能、血流动力学及血氧含量等方面的信息。从本组漏、误诊病例分析可看出, MSCT是断面静态成像, 对直径小于5 mm的房、室间隔缺损的判断有一定的困难, 不能显示瓣膜活动、脱垂、裂缺等。MSCT只能通过狭窄变细的瓣环、扩张的动脉及肥厚的右室间接地诊断肺动脉瓣狭窄, 但结合超声心动图可弥补这一缺陷。MSCT尚有呼吸、心跳越快, 图像质量越差的不足, 适当增加螺距, 缩短了扫描时间, 弥补了部分不足。由此可见, 螺旋CT低剂量扫描对小儿先心病诊断应用是可行的, 最高辐射剂量仅需常规剂量的50 %即可满足所有先心患儿术前诊断和术后随访, 值得临床广泛推广与应用。

总之, 多层螺旋CT以其卓越的品质已经获得了临床的认可, 它实现了短时间薄层大范围的采集, 在小儿先心病诊断中占越来越来重要的地位。MSCT在先心病的术前诊断和术后随访的应用, 大大减少了有创的心导管检查, 但任何一种影像学诊断方法都有其优点和缺点, 合理使用CT, 合理的设计扫描参数, 以满足诊断的最低剂量尽量患儿减少辐射剂量, 是值得推广的。