低浓度对比剂心脏CT扫描方案在儿童中的应用

刘志敏　宋　蕾　于　彤　高　军　蒋　玲　刘　勇　彭　芸

(首都医科大学附属北京儿童医院影像中心，北京 100045)



低浓度对比剂心脏CT扫描方案在儿童中的应用

刘志敏宋蕾于彤高军蒋玲刘勇彭芸*

(首都医科大学附属北京儿童医院影像中心，北京 100045)

【摘要】目的 探讨使用低浓度对比剂270 mgI/mL碘克沙醇在儿童先天性心脏病增强电子计算机断层扫描(Computed tomography， CT)检查中应用的可行性。方法分析首都医科大学附属北京儿童医院自2014年11月至2015年6月拟诊为先天性心脏病的60例患儿，采用数字表法随机分为两组：A组为实验组，B组为对照组，各30例患者，均采用相同参数标准的前瞻性心电门控扫描方案，A组使用270 mgI/mL碘克沙醇，B组使用320 mgI/mL碘克沙醇。两组均使用Discovery CT750 HD(GE Healthcare)进行心脏增强CT扫描，对比剂流率及用量均采用相同标准的个体化给药标准。扫描数据均经30%自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)，对比两组病例的影像主客观质量评价、造影剂使用量、诊断符合率。结果两组图像均满足诊断要求，诊断符合率差异无统计学意义(P>0.05)。两组图像客观噪声、信噪比差异无统计学意义(P>0.05)。对照组心室强化度、对比噪声比优于实验组。两组图像质量主观评分差异无统计学意义(P>0.05)。结论低浓度对比剂进行心脏增强CT扫描获得的影像能够满足儿童先天性心脏病诊断需求，可降低对比剂肾病的风险。

【关键词】心脏缺损;先天性；体层摄影术;X线计算机;对比剂;低浓度对比剂

先天性心脏畸形是由于胚胎发育时期心脏及大血管的形成障碍而引起的局部解剖结构异常或出生后应自动关闭通道未能闭合而造成的，常多种畸形合并。准确诊断对治疗及预后至关重要。X线心血管造影(cardioangiography，CAG) 是先天性心脏病诊断的金标准，但是一种有创检查，且辐射剂量及对比剂用量均较大。多层螺旋电子计算机断层扫描(Computed tomography， CT)扫描速度快、时间和空间分辨率高，在儿童先天性心脏病的诊断中具有很大的价值[1]。自螺旋CT用于儿童先天性心脏病检查开始，对比剂相关的不良反应就已经引起研究人员的重视[2-4]。对比剂肾病(contrast media induced nephropathy，CIN)是对比剂使用的主要风险之一，降低检查过程中对比剂使用量来降低对比剂肾病风险十分重要。本研究旨在探索低浓度对比剂在儿童先天性心脏病CT检查中的应用价值。

1材料和方法

1.1临床资料

收集2014年11月至2015年6月间于首都医科大学附属北京儿童医院行CT增强扫描的先天性心脏病患者60例。所有患者在4岁以下，然后根据年龄、性别和体质量使用数字表法分为两组：A组为实验组，B组为对照组，各30例，A组，男15例，女15例，年龄1个月～4岁，中位年龄7个月；B组，男16例，女14例，年龄1个月～4岁，中位年龄5个月。

1.2检查方法

所有病例均使用Discovery CT750 HD(GE Healthcare，美国)进行心脏CT扫描。所有患儿均于检查前30 min口服10%(质量分数)水合氯醛0.5 mL/kg，于睡眠状态下进行扫描。

扫描参数：均使用前瞻性心电门控扫描技术，扫描电压：80kVp，电流设定值：新生儿70(mA)；1个月～1岁120(mA)；1～3岁160(mA)；3～5岁200(mA)；5岁以上260(mA)。数据采集期相设定为45%R-R间期。重叠时间(padding time，PT)值：80 ms。数据重建方法：自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)，权重值设为30%。扫描时间从注射造影剂开始计算延迟18～21 s扫描。扫描范围由胸廓入口水平到膈下1～2 cm。采用0.625 mm标准窗薄层进行图像重建。

对比剂在使用前恒温加热至37℃。A组使用270 mgI/mL碘克沙醇对比剂，B组使用320 mgI/mL碘克沙醇对比剂。实验组与对照组均使用相同对比剂，用量标准：低于3kg：2.0 mL/kg；3～5kg：1.8 mL/kg；5～10 kg：1.6 mL/kg；10～20 kg：1.4 mL/kg；20～50 kg：1.2 mL/kg；大于50 kg：1.0 mL/kg；总量最多不超过60 mL。

1.3图像质量评价

处理后各路面结构层强度发挥率最大值曲线，如图8所示。从图8可看出，处理后，路面结构层的强度发挥率均小于1.0，满足路面结构容许应力要求，虽然路面结构层的最大应力层位于新路面面层，但最大的强度发挥率所在位置为路面底基层，对应的路面材料为低剂量水泥稳定碎石，即为应力控制层。

1)图像客观质量评价：客观噪声(objective noise)值的测量：CT图像质量的客观评估使用的参数是客观噪声值，心脏CT图像客观噪声值的测定方法为在心底层面密度均匀的后背肌肉区设置15 mm2的感兴趣区测定CT值及其标准差，以标准差代表该层图像的客观噪声。信噪比(signal noise ratio，SNR)：心脏CT图像信噪比的测量方法为在心底层面的背部肌肉区设置15 mm2的感兴趣区进行CT值测定，在扫描区域内的无物体背景区进行CT值标准差的测量。被测组织CT值与背景噪声(background noise，BN)的比值即为信噪比，背景噪声即背景CT值标准差(图1)。

图1　客观噪声、心室强化CT值及背景噪声测量

A:ROI1，measurement of objective noise; ROI2, measurement of CT number of the left ventricle;B:ROI3, measurement of background noise. Male，15-month years old; ROI1:(5.6±21.5)HU;ROI2：(361.4±22.9)HU;ROI3：(-998.3±15.3)HU；SNR=3.63；CNR=14.22；iodine content=4.78 mg/kg； CT：computed tomography； SNR：signal noise ratio；CNR:contrast to noise ratio.

2)图像质量主观评分：两位高年资医生使用盲法，依据图像噪声、伪影、心腔及大血管结构的显示效果进行4分制评分：①图像噪声低，无明显阶梯状伪影，心腔及大血管结果显示良好，边缘锐利者评为4分；②图像噪声低，阶梯状伪影少，心腔及大血管显示清晰者评为3分；③中等噪声，阶梯状伪影数量较多，心腔及大血管结构显示受限者评为2分；④图像噪声高，阶梯状伪影明显或者心腔及大血管结构无法观察者评为1分。

例如，教师可以将学生分成不同小组，合作探究教材中的案例，自主搜集资料，从不同角度进行思考，无形中锻炼学生解决问题和分析整理的能力。此外，学生在小组学习中更容易积极表达自身的不同看法，在提高自主学习积极性和会计专业核心素养的同时，启迪智慧，将学生快速培养成社会所需人才。

1.4造影剂用量

A、B两组间年龄、体质量、心率比较，差异均无统计学意义(P分别为0.89、0.59、0.67),详见表1。

如钱钟书《宋诗选注》191-192页考证其畏虎与射虎矛盾等。《宋诗选注》，人民文学出版社1958年版。《管锥编》1442-1443页考证其多出矛盾。

1.5统计学方法

十字单元模块拓扑即可得到所需的抛物柱面天线口径，但总体机构四周并无实际意义，如图5(a)所示，需要进行机构优化，去除冗余部分。抛物柱面支撑机构的刚度决定了拉网所形成天线型面的精度，需要对模块单元进行加强，提高刚度从而达到增强型面精度的目的[5-6]。

2结 果

2.1患者基本情况比较

记录造影剂使用总量，并计算造影剂每千克体质量使用量。

表1　患者基本情况

△median(range).

2.2两组扫描数据基本参数

就在我要走的时候，那个女人喊住了我。原来她早已经为我煮好了一碗热乎乎的刀削拌酱面。我望着那碗面，浓浓的香味顷刻间钻入我的嗅觉。过度的饥饿使我无法拒绝一个陌生女人的盛情款待。这种时候，我需要放弃男人的所有虚伪和大男子的什么狗屁尊严，一概都他妈的见鬼去吧。我要填饱肚子，我甚至连一个谢谢之类的客套都没有，那碗面就囫囵到我的肚里了。

3)心室强化程度评价：记录左心室腔强化CT值，并计算对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)作为心室强化程度的评价指标，CNR=(左心室CT值-背部肌肉CT值)/背部肌肉CT值标准差(standard deviation, SD)。

（3）岩石与蚀变标志：区内含矿伟晶岩具有良好的分带，铌钽矿主要赋存于中间带钠长石化较强的中粗粒钠长石、白云母伟晶岩中，钠长石化、白云母化越强，铌钽矿化越好。因此钠长石化、白云母化较强的伟晶岩是非常有效的间接找矿标志。

2.3图像主观评价

A、B两组主观评分差异无统计学意义(P=0.13)；两位医生对图像主观评分间一致性分析结果显示kappa值=0.81，具有较好一致性,详见表3。

表2　扫描基本参数

表3　图像主观评分

2.4图像客观评价

两组心外畸形的诊断符合率均为100%，心内畸形A组诊断符合率为100%，B组诊断符合率为96%，对于2例瓣膜性病变不能明确显示。实验组、对照组影像均能满足诊断要求。

将数据传输至GE AW 4.6工作站，进行多平面重建(multi-planner reformation，MPR)、最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)、容积再现(volume rendering，VR)等重建。由2名具有10年以上工作经验的儿科影像学医师分别评估图像质量并共同分析做出诊断。

2.5诊断符合率

A组畸形总数43处，心内畸形：室间隔缺损10例，房间隔缺损1例，右室双出口1例；心脏与大血管连接畸形：右室双出口1例，主动脉骑跨4例；大血管畸形：动脉导管未闭7例，主肺动脉窗1例，完全型肺静脉异位引流3例，部分型肺静脉异位引流2例，肺动脉吊带3例，肺动脉发育不良5例，肺动脉起源异常1例，双主动脉弓1例，右位主动脉1例，Kommerell憩室1例，迷走左侧锁骨下动脉1例。

表4　图像客观评价

CT：computed tomography；SNR：signal noise ratio；CNR:contrast to noise ratio.

B组畸形总数57处，心内畸形：室间隔缺损15例，房间隔缺损8例，完全性心内膜垫缺损2例，左室壁、室间隔增厚1例，右室壁增厚、右室流出道窄1例，左室心尖部肌束增多1例，主动脉瓣增厚、瓣环窄3例，右室双出口2例；心脏与大血管连接畸形：右室双出口2例，主动脉骑跨2例；血管畸形：共同动脉干1例，动脉导管未闭4例，肺动脉闭锁1例，肺动脉发育不良2例，完全型肺静脉异位引流1例，部分型肺静脉异位引流2例，主动脉弓发育不良6例，Kommerell憩室1例，不完全双主动脉弓1例，右位主动脉弓1例。

A、B两组客观噪声值及信噪比比较，差异无统计学意义(P值分别为0.10、0.22)；A、B两组左心室强化CT值及对比噪声比比较，差异有统计学意义(P值均为0.01)，详见表4。

A、B两组间造影剂每公斤体质量用量比较，差异有明显统计学意义(P=0.001)；A组对比剂使用量低于B组，降低约14%，详见表2。

3讨论

儿童心脏CT检查中对比剂不良反应已受到广泛重视，CIN是对比剂使用的主要风险之一，是医院获得性肾衰竭的主要原因之一[5-6]。CIN发生与对比剂的剂量和浓度有直接的相关性，如何合理的应用对比剂，降低CIN的发生，在儿童增强CT检查中亦非常重要[7-8]。

近期的研究[9]表明在CT增强检查病例中对比剂肾病发病风险约7%。有报道[10]表明，在心脏CT增强检查中，高剂量碘对比剂的使用会导致中到重度的肾功能损害风险。碘为增强对比剂中的有效成分，低浓度碘对比剂的使用能够明显降低肾毒性损害[11-12]。对比剂肾病风险不仅与对比剂浓度呈正相关，而且与对比剂渗透压和对比剂黏度呈正相关[13-15]。欧洲泌尿生殖放射造影剂安全委员协会指南[16]中指出在临床CT增强检查中应使用尽量少的等渗对比剂。

270 mgI/mL碘克沙醇为低碘浓度、低黏度、等渗透压对比剂。本研究中实验组使用了低浓度对比剂270 mgI/mL碘克沙醇，对比采用320 mgI/mL碘克沙醇组病例，每公斤体质量对比剂用量减少约14%。由于低浓度对比剂含碘量少，会导致心房、心室及纵隔大血管CT值降低，但采用低管电压80kVp时，碘的CT值增加，而软组织CT值随管电压降低变化不大，因此低管电压成像能增加CT血管造影时碘对比剂充盈的血管结构与周围软组织结构的对比，为减少含碘对比剂的用量提供了理论依据[8,17]。心脏、大血管CT强化程度还与对比剂总量、对比剂浓度、对比剂注入流率相关。既往研究[18]显示，300 mgI/mL对比剂在胸部大血管强化中优于370 mgI/mL对比剂，原因是低浓度对比剂的黏度较低，能够达到更高的对比剂注入流率，满足心脏大血管诊断强化程度。使用低浓度对比剂，采用合理的低管电压、对比剂注入流率能够减小因低浓度对比剂使用导致的CT值降低。本研究中实验组、对照组心室强化程度均满足临床诊断要求。

写这点时，伟翔有异议，他说：“我哪敢啊？养活老婆孩子可是我应尽的义务。”我满意地亲了他一下，说：“这种心态就对了。还有，不能动不动就提离婚，不能有当陈世美的心思，想也不行！”

本研究中对照组图像心室强化程度较实验组高。使用低管电压扫描方案会导致一定程度图像噪声增加，然而使用迭代重建能够有效抑制图像噪声，从而保证图像质量。本研究中实验组、对照组图像均符合诊断要求，两组图像诊断符合率差异无统计学意义。

本研究的不足之处：(1)样本量较小；(2)没有进行不同ASIR设定值的对比研究。

综上所述，采用低浓度对比剂进行儿童心脏CT检查能够在图像满足临床诊断的前提下明显降低对比剂用量，同时减低造影剂肾病风险。

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编辑陈瑞芳

Application of low concentration contrast media for enhanced CT scan in children with congenital heart disease

Liu Zhimin, Song Lei, Yu Tong, Gao Jun, Jiang Ling, Liu Yong, Peng Yun*

(DepartmentofImagingCenter,BeijingChildren’sHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100045,China)

【Abstract】Objective To explore the feasibility of low concentration contrast media 270 mgI/mL iodixanol for enhanced computed tomography (CT) examination of congenital heart disease in children. MethodsSixty patients with congenital heart disease were randomly divided into two groups with 30 cases in each. Groups A and B were scanned with prospective ECG gated scanning scheme. In Group A 270 mgI/mL iodixanol and in group B 320 mgI/mL iodixanol was used. All the cases were scanned on a CT750 HD Discovery (Healthcare GE) with the same parameters of injection of the contrast media. The scanning data were reconstructed by the 30% ASIR, and the two groups of cases were compared with subjective and objective quality evaluation, the dosage of contrast media, and the diagnostic accordance rate. ResultsAll images in two groups met the diagnostic requirements; diagnostic coincidence rate showed no significant difference. Ventricular enhanced degree and contrast to noise ratio of group B were better than those of group A. Comparison of the objective noise and signal to noise ratio and subjective image quality score of the two groups have no significant difference. ConclusionThe image of enhanced CT scan with low concentration contrast media can meet the diagnostic requirements for children with congenital heart disease, and can reduce the risk of contrast induced nephropathy.

【Key words】heart defect; congenital; tomography; X-ray computed; contrast media; low-concentration contrast media

(收稿日期：2016-03-01)

【中图分类号】R 816.2

[doi：10.3969/j.issn.1006-7795.2016.02.001]

*Corresponding author， E-mail：ppengyun@yahoo.com

基金项目：国家自然科学基金(31271161)，首都临床特色应用研究(Z141107002514005)。This study was supported by National Natural Science Foundation of China (31271161)， Study on the Clinical Characteristics of the Capital (Z141107002514005).

网络出版时间：2016-04-1221∶13网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20160412.2113.026.html

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