64層螺旋CT管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)在成人胸部掃描中的可行性

陳曉兵 李先和 李 敏 曾 霞

（湖南省湘鄉(xiāng)市人民醫(yī)院放射科，湖南 湘鄉(xiāng) 411400）

64層螺旋CT管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)在成人胸部掃描中的可行性

陳曉兵 李先和 李 敏 曾 霞

（湖南省湘鄉(xiāng)市人民醫(yī)院放射科，湖南 湘鄉(xiāng) 411400）

目的探討64層螺旋CT采用管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)在成人胸部CT掃描中獲得穩(wěn)定圖像質(zhì)量并降低輻射劑量的可行性。方法選擇成人胸部CT掃描300例，隨機分為研究組1、研究組2和對照組。研究組采用管電流自動調(diào)節(jié)掃描技術(shù)，研究組1與組2預(yù)設(shè)噪聲指數(shù)（NI）分別為10、20；對照組采用固定管電流掃描技術(shù)。記錄每位患者胸部掃描時的平均毫安秒(mAs)、容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)及劑量長度乘積(DLP)。由兩位副主任醫(yī)師獨立對圖像質(zhì)量采用5分制進行評分，≥3分被認為符合臨床診斷要求，并取每例患者肺尖部、主動脈弓水平、心臟水平及肺底部4幅圖像，測量相應(yīng)部位圖像噪聲并計算其平均值。結(jié)果圖像質(zhì)量評價，與對照組比較，NI為10時，肺窗、骨窗及縱隔窗圖像接受率和主觀噪聲評分無明顯差異（P＞0.05），NI為20時，肺窗、骨窗及縱隔窗的圖像診斷接受率和主觀噪聲評分均降低，縱隔窗降低最明顯，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），三組圖像評分均達到了臨床診斷接受標準。結(jié)論采用管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)行胸部CT掃描能在保證圖像質(zhì)量的前提下有效降低輻射劑量，應(yīng)根據(jù)檢查需求合理選擇噪聲指數(shù)。

輻射劑量；胸部；體層攝影術(shù)；X線計算機

胸部CT檢查在臨床應(yīng)用廣泛，檢查人次及頻率逐年上升，導(dǎo)致醫(yī)療照射劑量日益增加。國際放射防護委員會主張在滿足X射線診斷要求前提下應(yīng)遵循所有輻射劑量保持在可合理達到的盡可能低水平的原則。自Naidich等提出低劑量CT的概念以來，眾多學(xué)者開始重視如何有效降低CT輻射劑量。既往關(guān)于胸部低劑量掃描的研究，主要采用降低固定毫安技術(shù)來實現(xiàn)[1-3]，但由于不同體型和疾病對X線吸收存在很大差異，因此使用固定低毫安技術(shù)將產(chǎn)生不同程度的噪聲和偽影，限制了其廣泛應(yīng)用。管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)(ATCM)是利用定位掃描圖所獲得的X線衰減信息，在掃描過程中自動調(diào)整不同部位和層面的管電流值，即保證了CT圖像質(zhì)量及其一致性，又有效減少了不必要的輻射劑量。本研究旨在探討自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)在成人胸部CT掃描中獲得穩(wěn)定圖像質(zhì)量并降低輻射劑量的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料：選取2013年1月至2014年3月在我院行胸部CT掃描患者300例，均為成人，隨機分為研究組1，研究組2和對照組。其中研究組1男58例，女42例，年齡21～68歲，體質(zhì)量40～72 kg；研究組2男60例，女40例，年齡18～68歲，體質(zhì)量43～70 kg；對照組男51例，女49例，年齡21～84歲，體質(zhì)量41～68 kg。三組病例間性別、年齡、體質(zhì)量無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 CT檢查方法：采用GE 64層Lightspeed VCT進行胸部掃描，掃描前均進行呼吸訓(xùn)練，掃描在吸氣后屏氣下完成，掃描范圍從胸廓入口至肺底層面。研究組采用管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)，對照組采用常規(guī)固定管電流技術(shù)。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流研究組1為20～250 mA，NI=10，研究組2為20～250 mA，NI=20，對照組250 mA，層厚5 cm，螺距1.375，轉(zhuǎn)速0.75 s/r。SFOV=50 cm。

1.3 圖像質(zhì)量評估：將掃描圖像傳至GE ADW4.5工作站，關(guān)閉掃描參數(shù)及患者基本信息，由兩位副主任醫(yī)師分別對肺窗（窗寬1500 HU，窗位-500 HU）、縱隔窗（窗寬350 HU，窗位45 HU）、骨窗（窗寬3000 HU，窗位300 HU）進行評估。評估標準基于解剖結(jié)構(gòu)、病變顯示情況、圖像噪聲、偽影、空間分辨率、密度分辨率等。圖像等級評分以5分制進行[4]。較差、完全不能滿足診斷要求為1分；較差、不能滿足診斷要求為2分；一般、能滿足診斷要求為3分；良好、能滿足診斷要求為4份；優(yōu)、能滿足診斷要求為5分；當≥3分被認為臨床可以接受。主觀噪聲評分標準[4]：太多噪聲為1分；超過接受程度的噪聲為2分；可以接受的噪聲為3分；較少噪聲為4分；非常少的噪聲為5分?？山邮艿脑肼暥x為外周支氣管血管束顯示滿意，血管與周圍組織分解清晰?？陀^噪聲測量：每位患者在縱隔窗下分別取肺尖水平右側(cè)胸鎖乳突肌、主動脈弓、左房心房、肺底水平肝右葉進行CT值測量。感興趣區(qū)(ROI)大小為30 mm2，記錄各ROI測量所得的CT值的標準差(SD)值，以SD值代表圖像的客觀噪聲。

1.4 輻射劑量：詳細記錄每位患者接受射線劑量相關(guān)參數(shù)：CT劑量指數(shù)（CTDvol）、劑量長度乘積(DLP)、毫安數(shù)值范圍。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析：使用SPSS 13.0軟件包對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)結(jié)果以均數(shù)±標準差(χ-±s)表示。對3組病例的評價指標進行正態(tài)分布檢驗和方差齊性檢驗。3組病例之間評價指標比較采用單因素方差分析法，組間兩兩比較采用SNK法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 輻射劑量比較：研究組1平均CTDIvol比對照組下降3.19 mGy(38.6%)；平均DLP比對照組下降89.4 mGy?cm(33.8%), 研究組2平均CTDIvol比對照組下降6.36 mGy(77%)，平均DLP比對照組下降194.5 mGy?cm(73.5%)。研究組2平均CTDIvol比研究組1下降3.17 mGy(62.5%)，平均DLP比研究組1下降105 mGy?cm(60%)；各指標組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。

2.2 圖像質(zhì)量評價：結(jié)果顯示，與對照組比較，NI為10時，肺窗、骨窗及縱隔窗圖像接受率和主觀噪聲評分無明顯差異（P＞0.05）；NI為20時，肺窗、骨窗及縱隔窗的圖像診斷接受率和主觀噪聲評分均明顯減低，縱隔窗下降最明顯，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），三組圖像評分均達到了臨床接受標準。三組病例間客觀噪聲比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），其中研究組2客觀噪聲最高，對照組得客觀噪聲最低。

3 討 論

在許多發(fā)達國家，CT被認為是造成醫(yī)源性照射最重要的原因，且逐年上升[5-7]。CT劑量對人體可能存在的潛在危害越來越受重視，因此在保證圖像質(zhì)量的前提下，降低輻射劑量具有重要意義，降低輻射劑量最主要的方式為降低管電流[8]。近年來，低劑量CT掃描從降低固定管電流技術(shù)向噪聲相關(guān)管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展。

管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)是依據(jù)患者定位像所獲得攝影數(shù)據(jù)和由以往經(jīng)驗或標準技術(shù)所預(yù)定噪聲系數(shù)來共同調(diào)節(jié)管電流以降低射線劑量。即在CT掃描時，通過設(shè)定固定的噪聲指數(shù)，管電流隨著掃描體的厚度、密度的變化而變化。在保持到達探測體信號不變的前提下，實現(xiàn)管電流根據(jù)掃描部位適時改變，有效地提高了X線利用率，降低了輻射劑量[8]，達到既保證圖像質(zhì)量，又減少對患者不必要的照射的目的。本研究結(jié)果表明，使用管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)能使平均輻射劑量明顯下降，且預(yù)設(shè)的噪聲指數(shù)越高，所需的管電流就越低，輻射劑量越低。

降低輻射劑量必然導(dǎo)致圖像噪聲的增加、空間分辨率和圖像質(zhì)量的下降[9]，而病變的發(fā)現(xiàn)依賴于其與周圍正常組織的對比和圖像的噪聲水平。胸部組織結(jié)構(gòu)差異巨大，肺組織、骨性結(jié)構(gòu)由于具有良好的天然對比，因此不易受圖像噪聲的影響。這也是部分學(xué)者認為20 mAs就可以進行肺內(nèi)小結(jié)節(jié)和早期肺癌篩查的原因[10]。降低管電流對圖像質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在胸壁軟組織和心臟大血管的對比度上[11]。本研究結(jié)果顯示，當NI設(shè)為10時，肺窗、骨窗、縱隔窗的圖像診斷接受率、主觀圖像噪聲評分與對照組無統(tǒng)計學(xué)差異，當NI設(shè)為20時，圖像質(zhì)量評分有所降低，以縱隔窗最明顯，但均能滿足臨床診斷要求，提示在一定范圍降低管電流對肺窗、骨窗圖像質(zhì)量影響較小，對縱隔窗圖像質(zhì)量影響更大。

由此可見，管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)的關(guān)鍵是選擇適宜的噪聲指數(shù)以獲得診斷的圖像質(zhì)量和最大限度地減低劑量。通常廠家把10～1l HU作為胸部掃描的推薦數(shù)據(jù)，亦有學(xué)者將不同噪聲指數(shù)運用于胸部、頭頸部、腹部、脊柱等部位[11-15]。Kalra等[4]推薦12～15 HU可以作為成人胸部CT掃描的選擇。本研究采用10、20 HU，當NI設(shè)為20時，盡管圖像能滿足臨床診斷要求，但縱隔窗圖像噪聲較大，顆粒較粗，軟組織對比欠佳。因此，在臨床實踐中，應(yīng)根據(jù)臨床需求來合理選擇噪聲指數(shù)。若病變評估主要在肺組織或骨性結(jié)構(gòu)，則可以選擇較高噪聲指數(shù)；若病變評估主要在軟組織，則需要選擇較低噪聲指數(shù)。

綜上所述，管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù)在胸部CT掃描中能在保證圖像質(zhì)量的前提下有效降低輻射劑量，其取代常規(guī)劑量胸部CT具有可行性。臨床應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)檢查需求合理選擇噪聲指數(shù)。

[1] 肖圣祥,毛定立.胸部低劑量CT掃描方法的探討[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志,2010,30(1):92-93.

[2] 陳淮,曾慶思.低劑量螺旋CT定量成像技術(shù)對吸煙患者肺功能的研究[J].中華放射學(xué)雜志,2012,46(5):405-409.

[3] 趙峰,曾勇明.胸部低劑量CT掃描管電流與噪聲分布相關(guān)性研究[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志,2012,32(1):100-103.

[4] Kalra MK,Rizzo S.Chest CT performed with Z-axis modulation: scanning protocol[J].Radiology,2005,237(1):303-308.

[5] Colang JE,Killion JB.Patient dose from CT:a literature review[J]. Radiol Technol,2007,79(2):17-26.

[6] Brenner,DJ.Computed tomography:an increasing source of radiation exposure[J].N Engl J Med,2007,357(22):2277-2284.

[7] Mettler FA,Thomadsen BR.Medical radiation expose in the USA, in 2006[J].Health Physics,2008,95(27):502-507.

[8] 安瑞金,黃崗.CT圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響因素研究[J].生物醫(yī)學(xué)工程與臨床,2009,13(2):92-95.

[9] 高燕莉,張鐳.胸部容積高分辨CT低劑量掃描方案的體模與臨床應(yīng)用研究[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志,2013,33(1):91-94.

[10] Itho S,Ikeda M.Lung cancer screening:minimum tube current required[J].Radiology,2000,215(1):175-183.

[11] 葛虓俊,吳昊.低劑量CT掃描在診斷肋骨骨折的臨床應(yīng)用[J].中華放射學(xué)雜志,2011,45(5):492-495.

[12] 郭瀠,葛英輝.多層螺旋CT自動毫安技術(shù)對腰椎患者掃描劑量減少的可行性研究[J].中華放射學(xué)雜志,2009,43(10):1092-1095.

[13] 彭蕓,馬大慶.64層螺旋CT自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)在嬰幼兒胸部低劑量CT掃描中應(yīng)用的可行性研究[J].中華放射學(xué)雜志,2008,42 (10): 1045-1049.

[14] Namasivayam S,Kalra MK.Optimization of Z-axis automatic exposure control for multidetector row CT evaluation of neck comparison[J].AJNR,2006,27(4): 2221-2225.

[15] 蔡武,龔建平.64層螺旋CT自動毫安秒技術(shù)對降低頭頸部數(shù)字減影CTA輻射劑量的可行性研究[J].中華放射學(xué)雜志,2012,46(8): 744-747.

Feasibility of Automatic Tube Current Modulation Method in Thoracic Imaging for Adults with 64-slice Spiral CT

CHEN Xiao-bing, LI Xian-he, LI Min, ZENG Xia
(Department of Radiology, Xiangxiang People's Hospital, Xiangxiang 411400, China)

Objective To assess the feasibility of using an automatic tube current modulation (ATCM) method to obtain consistent image quality and reduce radiation dose for adult undergoing chest scans with a set of 64-slice spiral CT. Methods 300 adults undergoing chest scans on a GE 64-slice VCT were equality divided into three groups randomly. The automatic tube current modulation method was used in study group 1 (NI=10) and study group 2 (NI=20), and the standard tube current modulation method was used in the control group. The average mAs value，volume CT dose index (CTDIvol) and dose length product (DLP) were recorded respectively.Two deputy chief physicians assessed image quality on a 5-point scale with 5 being the best. Scores greater than or equal to 3 were considered clinically acceptable. The image noise was measured at apex of lung, lower edge of aorta arch, middle area of left atrium and base of lung, and then we calculate the average. Results There were no statistical difference in diagnostic acceptability and image noise scores on lung window、bone window and mediastinal window among the three group when NI was 10. But there was signif i cant difference when NI was 20. All studies had acceptable image quality. Conclusion With reasonable noise index setting, one may obtain clinically acceptable images with much reduced radiation dose using the automatic tube modulation method.

Radiation dosage; Chest; Tomography; X-ray computed

R445

B

1671-8194（2014）35-0018-02