Feasibility of ultra-large pitch Turbo Flash scan mode in chest scan in preschool children without sedatives

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(Department of Radiology, Guizhou Provincial People's Hospital, Guiyang 550002， China)

Feasibility of ultra-large pitch Turbo Flash scan mode in chest scan in preschool children without sedatives

ZENGXianchun，CHENJing，WANGYuquan，LIUChangjie*，WANGTao，WANGRongpin

(DepartmentofRadiology,GuizhouProvincialPeople'sHospital,Guiyang550002，China)

Objective To investigate the feasibility of chest examination using ultra-large pitch Turbo Flash in Force CT in preschool children without sedative. Methods A total of 90 preschool children evaluated as nervous or frightened were equally divided into 3 groups according to the scanning time. For group A, the routine scan with the mode of CARE Dose 4D/CARE kV was performed， and the sedative was used. For group B, the scan with ultra-large pitch Turbo Flash model and pitch as 3.0 was performed, and the sedative was used. For group C, the same scan mode as group B was performed but without sedative. The scanning time, radiation dose, image quality and the diagnostic efficiency were compared among 3 groups. Results There were no significant differences of the CT values of the aorta root, spinal posterior muscles and subcutaneous fat, the noise of the aorta root, SNR and CNR among 3 groups (allP>0.05). Moreover, no significant differences of the subjective score of image quality in pulmonary window and mediastinum window images were found among 3 groups (bothP>0.05). The scanning time and radiation dose indexes (CT dose index volume [CTDIvo1], dose-length product [DLP], effective dose [ED]) of group A were significantly higher than those of group B and group C (allP<0.05), while there were no significant differences between group B and group C (allP>0.05). There were no significant differences between the CT diagnosis and clinical diagnosis results in all 3 groups (allP>0.05). Conclusion It can shorten the scanning time and decrease the radiation dose by using the mode of ultra-large pitch Turbo Flash. And the satisfactory image quality can be obtained without sedative for nervous or frightened preschool children.

Large pitch; Preschool children; Sedatives; Chest scan; Radiation doage

近年来，胸部CT检查广泛地应用于儿科疾病诊疗中[1]。但学龄前儿童因自觉性、自制力、意志力较差，情绪、行为易受外界事物环境引诱转移常不能配合检查。临床约57.64%的学龄前儿童因紧张、恐惧行CT检查前需药物镇静[2]。但任何镇静药物用于儿童均有潜在的健康风险[3]，且大部分患儿家长心存困惑不易接受，可能导致患儿不能顺利检查而延误病情，或在未镇静情况下多次尝试性扫描增加辐射风险。超大螺距Turbo Flash模式扫描技术可提高扫描速度并降低辐射剂量。本研究旨在探讨超大螺距Turbo Flash快速扫描模式在学龄前儿童胸部检查中避免应用镇静剂干预制动的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般材料 收集2015年3月—9月临床疑诊胸部病变拟接受胸部CT检查的学龄前患儿90例，心理状态评估均为紧张或恐惧，男55例，女35例，年龄4～6岁，平均(5.3±0.3)岁；体质量指数(body mass index， BMI)为15.0～16.8 kg/m2，均在正常范围[4]。进行心理评估时，患儿在1名家属陪同下进入CT检查室，嘱其仰卧于检查床，移床至扫描位置后，播放预先录制的扫描过程仪器运行的录音，如患儿表现为亢奋、哭闹、暴躁、不听任何劝告等，判断心理状态为紧张或恐惧。按检查时间的先后，分为A、B、C组，每组各30例。A组男18例，女12例，平均年龄(5.2±0.1)岁；B组男17例，女13例，平均年龄(5.4±0.1)岁；C组男20例，女10例，平均年龄(5.4±0.1)。所有患儿扫描前家属均签署知情同意书。

1.2 镇静干预 A组和B组患儿扫描前20 min口服本院自行配置的镇静药物10%水合氯醛(三氯乙醛的水合物)，剂量为70～75 mg/kg体质量，总剂量不超过2 000 mg[5]。C组患儿不服用镇静剂。

1.3 CT扫描及重建 采用Siemens Somatom Force CT扫描仪，对3组患儿均行胸部CT平扫。以铅围脖、铅围裙对患儿非检查部位遮盖防护后，进行轴位扫描，扫描范围自胸廓入口至肺底层面。

对A组患儿行常规扫描，开启自动管电流CARE Dose 4D(参考电流110 mAs)和自动管电压CARE kV(参考电压为100 kV)调节技术，螺距1.9。对B组患儿，行超大螺距Turbo Flash模式扫描，螺距3.0，其余条件同A组。对C组患儿除不用镇静剂外，其余扫描条件同B组。3组相同的扫描参数为：准直192×0.6 mm，层厚5 mm，层间距5 mm，纵隔窗和肺窗窗宽、窗位分别为50 HU/350 HU、-600 HU/-1150 HU，肺窗卷积核Bi57、纵隔窗卷积核Br40。

原始数据均传至MMWP后处理工作站，应用3D工作窗进行冠状位、矢状位重建。

1.4 图像质量评价

1.4.1 客观评价 图像质量客观评价指标包括：①CT值，ROI位于主动脉根部平面内的主动脉、脊柱后方肌肉及皮下脂肪，范围0.5 cm2，对每一ROI的CT值分别测量3次，取平均值；②噪声，通过仪器自动读取主动脉噪声值，即主动脉ROI内平均CT值的标准差；③SNR，即主动脉ROI平均CT值与噪声之比；④CNR，CNR=(主动脉CT值-皮下脂肪CT值)/主动脉噪声值。

1.4.2 主观评价 由2名高年资影像诊断医师在隐藏扫描参数和患者信息的条件下分别对肺窗、纵隔窗图像质量进行主观评分，并协商达成一致意见。图像质量评分标准[6]：5分，解剖细节及病灶显示清晰，图像质量佳；4分，解剖结构和细节及病灶较清楚，图像质量较好；3分，大部分解剖结构及病灶能满足诊断要求，少部分图像不能评价；2分，解剖结构及病灶显示不清，细节显示不良；1分，解剖结构及病灶显示不清，图像质量差。主观评价中的解剖细节主要包括病灶大小、范围、边缘及形态。

1.5 辐射剂量 通过仪器自动读取容积CT剂量指数(CT dose index volume， CTDIvo1)、剂量长度乘积(dose-length product， DLP)，计算获得有效剂量(effective dose， ED)，ED=DLP×k，按照欧洲CT质量指南标准[7]，换算因子k=0.014。

1.6 统计学分析 采用SSPS 20.0统计分析软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，不符合正态分布时以中位数表示；计数资料以百分率表示。各组患儿年龄、主动脉根部、脊柱后方肌肉及皮下脂肪的CT值及主动脉根部噪声、SNR、CNR、扫描时间及辐射剂量指标比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验。组间性别比较和各组中CT诊断与临床最终诊断结果间的差异比较均采用χ2检验。3组主观评分的比较采用Kruskal-WallisH秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

A、B、C组患儿年龄(F=0.927，P=0.342)、性别(χ2=0.042，P=0.826)差异均无统计学差异。

2.1 图像质量客观评价 A、B、C组患儿主动脉根部、脊柱后方肌肉及皮下脂肪的CT值及主动脉根部噪声、SNR、CNR差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

2.2 图像质量主观评价 A、B、C组肺窗和纵隔窗图像质量评分均为4分或5分(表2)，肺窗图像质量评分3组间差异无统计学意义(χ2=0.092，P=0.931)，3组纵隔窗图像质量评分相同，见图1。

2.3 扫描时间及辐射剂量 A、B、C组间扫描时间及辐射剂量指标(CTDIvol、DLP、ED)差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表3。两两比较，A组与B组间、A组与C组间差异有统计学意义(P均<0.05)，B组与C组间差异无统计学意义(P均>0.05)。

2.4 诊断效能比较 A、B、C组中，CT诊断炎性病变、肺部结核、胸膜增厚及胸腔积与临床最终诊断结果(如同一患儿同时存在2种及以上病变时分别计数)间差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表4。

3 讨论

螺距作为螺旋CT的重要的扫描参数之一，其决定CT的容积覆盖速度并可影响图像质量[1]。此外，螺距与辐射剂量呈反比，与患者接受的ED有关[8]，但螺距存在一定限度，超出上限将导致数据丢失，影响图像质量[9]。Force CT双源大螺距模式通过2套球管与探测器独立发射、接收射线后，2套采集系统所获2组数据经相应的数学运算、组合重建出1组融合图像。融合图像因2组数据相互填补螺距增大导致的间隙，可避免数据缺失对图像质量的影响，其最大螺距可达3.2。可实现在1个双源采集周期内，球管和探测器旋转90°得到单源下旋转180°的效果，从而达到提高时间分辨率的目的。同时，该模式还联合了实时迭代的ADMIRE(advanced modeled iterative reconstruction)重建技术[10]，在图像重建中避免了部分电离辐射的重叠干扰，在降低图像噪声、提高图像质量的同时降低了辐射剂量。为实现学龄前儿童低剂量快速CT扫描提供了保障。

表1 3组CT值、噪声、SNR及CNR比较(±s， n=30)

表1 3组CT值、噪声、SNR及CNR比较(±s， n=30)

组别CT值(HU)主动脉根部肌肉皮下脂肪主动脉噪声(HU)SNRCNRA组48．68±5．3551．13±4．67-7．42±4．347．02±2．436．94±0．7613．69±1．38B组47．33±4．9951．15±4．82-46．56±4．517．67±2．116．17±0．6512．24±1．24C组48．02±5．1850．26±4．18-46．41±4．267．54±2．546．39±0．6912．52±1．25F值0．580．640．551．261．531．94P值0．480．520．440．310．270．16

图1 3种扫描方案肺窗与纵隔窗相同层面图像 A、B.A组肺窗(A)、纵隔窗(B)图像； C、D.B组肺窗(C)、纵隔窗(D)图像； E、F.C组肺窗(E)、纵隔窗(F)图像

图像5分4分3分2分1分肺窗 A组255000 B组246000 C组255000纵隔窗 A组237000 B组237000 C组237000

对不能配合检查的儿童进行CT检查时常需借助药物镇静，而任何镇静剂的使用均存在潜在的健康风险[3,11]。本研究对心理状态评估为紧张或恐惧的学龄前儿童采用不同方案进行CT扫描，发现与常规模式(A组)比较，运用Turbo Flash模式扫描(B、C组)时扫描时间明显缩短(F=22.01，P<0.01)，且针对该模式

不用药物镇静干预(C组)与用药物干预(B组)镇静下扫描肺窗、纵隔窗图像质量主观评分差异均无统计学意义(P均>0.05)。本研究辐射剂量比较表明，Turbo Flash模式扫描(B、C组)辐射剂量指标(CTDIvol、DLP、ED)明显低于常规扫描模式(A组)，差异均有统计学意义(P均<0.05)，与Newell等[12]应用超低剂量结合ADMIRE重建在肺部CT扫描及量化研究的报道基本一致。本研究显示，不应用药物干预与应用药物镇静干预CT扫描方案的图像间，无论是主观评分还是客观评价指标差异均无统计学意义(P均>0.05)，表明不用药物干预镇静下Turbo Flash模式扫描与应用药物干预镇静下扫描图像质量相似，与Rompel等[13]等通过儿童体模进行胸部CT检查的研究结果基本一致。本研究在诊断效能的比较中同样显示A、B、C组中CT诊断结果与临床最终诊断结果间差异均无统计学意义(P均>0.05)，与国内外其他部位的CT研究结果相一致[14-15]。

本研究局限性：未对CT检查前的准备时间进行比较，而部分患儿进入检查室后仅通过父母及医师语言干预并不能配合，需借助儿童玩具在家属的配合下才能进行扫描，导致扫描前准备时间过长，延缓其他患者的检查时间。

综上所述，超大螺距Turbo Flash模式扫描因能缩短扫描时间、降低辐射剂量，同时不影响图像质量和诊断效能，对心理状态为紧张或恐惧的学龄前儿童，可在避免应用镇静剂的同时获得满意的图像质量，值得临床推广应用。

表3 3组扫描时间及辐射剂量比较(±s， n=30)

表3 3组扫描时间及辐射剂量比较(±s， n=30)

组别扫描时间(s)CTDIvol(mGy)DLP(mGy·cm)ED(mSv)A组(n=30)2．61±0．094．50±0．35102．86±8．571．44±0．12B组(n=30)0．24±0．061．79±0．1844．29±4．280．62±0．06C组(n=30)0．25±0．081．81±0．1645．71±3．570．64±0．05F值22．0133．2338．7069．68P值<0．01<0．01<0．01<0．01

表4 3组CT诊断与临床最终诊断结果比较(例，n=30)

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贵阳市科技计划项目(筑科合同[20151001]社63号)。

曾宪春(1979—)，男(回族)，贵州普安人，博士，副主任医师。研究方向：腹部影像诊断与CT新技术的应用研究。

刘昌杰，贵州省人民医院影像科，550002。E-mail: liuchangjie3108@sina.com

2016-10-27

2017-06-01

超大螺距Turbo Flash扫描模式在学龄前儿童胸部
检查中不用镇静剂的可行性

曾宪春，陈 静，王玉权，刘昌杰*，王 涛，王荣品

(贵州省人民医院影像科，贵州 贵阳 550002)

目的 探讨超大螺距Turbo Flash扫描模式在学龄前儿童胸部检查中不用镇静剂的可行性。方法 将90例胸部CT检查前评估心理状态为紧张或恐惧的学龄前患儿按扫描时间先后分为3组，每组30例。A组患儿应用镇静剂后行常规CT扫描，开启CARE Dose 4D/CARE kV扫描模式，螺距为1.9；B组患儿应用镇静剂后行超大螺距Turbo Flash模式扫描，螺距为3.0；C组患儿不予镇静剂干预，行超大螺距Turbo Flash模式扫描。比较3组间的扫描时间、辐射剂量、图像质量及诊断效能。结果 3组间主动脉根部、脊柱后方肌肉及皮下脂肪的CT值、主动脉根部噪声、SNR、CNR差异均无统计学意义(P均>0.05)，肺窗、纵隔窗图像质量主观评分差异均无统计学意义(P均>0.05)。A组的扫描时间及辐射剂量[容积CT剂量指数(CTDIvo1)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(ED)]均高于B组及C组(P均<0.05)，B组与C组间扫描时间及辐射剂量(CTDIvol、DLP、ED)差异均无统计学意义(P均>0.05)。3组中，CT诊断与临床最终诊断结果间差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论 超大螺距Turbo Flash模式扫描可缩短扫描时间、降低辐射剂量。对心理状态为紧张或恐惧的学龄前儿童检查时，可在避免使用镇静剂的同时获得满意的图像质量。

大螺距；学龄前儿童；镇静剂；胸部扫描；辐射剂量

R56; R814.42

A

1003-3289(2017)08-1221-05

E-mail： zengxianchun04@foxmail.com

10.13929/j.1003-3289.201610125