骨盆64排螺旋CT低劑量檢查技術的研究

新鄉(xiāng)醫(yī)學院第三附屬醫(yī)院放射科(河南 新鄉(xiāng) 453003)

溫琳峰

骨盆64排螺旋CT低劑量檢查技術的研究

新鄉(xiāng)醫(yī)學院第三附屬醫(yī)院放射科(河南 新鄉(xiāng) 453003)

溫琳峰

目的探討64排螺旋CT的低劑量掃描技術及高級迭代重建技術對實現(xiàn)骨盆低劑量檢查的意義。方法將86例需行骨盆CT檢查的患者隨機分配到常規(guī)劑量組、低劑量組使用64排螺旋CT進行檢查，低劑量組使用低劑量掃描技術及高級迭代重建技術進行CT掃描和原始數(shù)據(jù)重建，檢查完畢后對兩組所得圖像進行成像質量和檢查劑量的比較。結果低劑量組的檢查輻射劑量低于常規(guī)劑量組(t=82.34，P＜0.05)，兩組的成像質量沒有差別(t=2.17、2.58，P＞0.05)。結論使用64排螺旋CT以低劑量技術進行骨盆CT檢查是可行的，可在保證診斷質量的前提下明顯降低檢查輻射劑量。

骨盆；64排螺旋CT；低劑量

骨盆CT檢查可細致觀察骶髂關節(jié)、髖關節(jié)、髂骨、恥骨等復雜解剖結構，對骨盆諸骨骨折、強直性脊柱炎、股骨頭壞死等常見疾病的診斷有著重要意義，又因性腺這一對X射線最敏感的器官在其曝光范圍之內，根據(jù)合理使用低劑量(as low as reasonably achievable, ALARA)原則[1]，應尋求最佳檢查劑量來保護被檢者。本研究在骨盆64排螺旋CT檢查過程中使用低劑量掃描技術及高級迭代重建技術進行CT掃描和原始數(shù)據(jù)重建，旨在探討骨盆64排螺旋CT低劑量檢查的實現(xiàn)方法。

1 資料和方法

1.1 研究對象選擇2012年6月至2013年10月期間于我院骨科就診，需進行骨盆CT檢查的患者86名，其中初診患者57名，復查患者29名，男性61例，女性25例，年齡19～73歲，平均(44±6)歲。所有患者均知情同意并簽署知情同意書，隨機分入常規(guī)劑量組和低劑量組進行CT檢查，每組43例。

1.2 儀器和方法

1.2.1 儀器：使用西門子SOMATOM Definition AS 64排128層螺旋CT掃描儀進行CT檢查。

1.2.2 研究方法：常規(guī)劑量組、低劑量組攝影條件見表1。低劑量組使用Care Dose模式進行掃描，掃描完畢后以高級迭代重建技術進行數(shù)據(jù)重建，常規(guī)劑量組則不使用這兩項技術。記錄每次掃描的平均容積劑量指數(shù)(CTDIvol)和掃描長度L，根據(jù)劑量長度乘積公式DLP(mGycm)=CTDIvol×L計算出DLP，根據(jù)公式平均有效劑量E(mSv)=DLP×K計算平均有效劑量E，K為轉換系數(shù)0.014[2]。計算四組檢查劑量的平均值。掃描完畢后進行層厚1mm，層間隔1mm的重建，在后處理工作站進行多平面重建(MPR)等圖像后處理，對兩組掃描所得的橫斷面及MPR重建圖像進行成像質量的比較。

1.2.3 圖像質量的評分：由2名高年資放射科副主任醫(yī)師從解剖結構顯示精細度、圖像清晰度、密度分辨率、偽影及圖像是否能滿足臨床診斷等方面進行主觀評價，對評價者隱瞞患者的病史資料，對橫斷面圖像及MPR重建圖像質量采用4分制進行評分，根據(jù)影像質量控制的影像顯示標準制訂評分標準：1分，結構影像顯示不清；2分，結構影像隱約可見；3分，結構影像可見；4分，結構影像清晰可見[3]。評分大于或等于3分被認為符合臨床診斷要求。

1.2.4 統(tǒng)計學處理：-計量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(X ±s)表示，使用SPSS13．0統(tǒng)計軟件以兩組獨立樣本的t檢驗比較兩組掃描的CTDIvol、DLP、E值及圖像質量評分。觀察者間評分一致性的比較采用組內相關系數(shù)(ICC)[4]進行判斷。

表1 常規(guī)劑量組、低劑量組攝影條件

表2 常規(guī)劑量組、低劑量組的檢查劑量及成像質量評分結果

2 結 果

86名受檢者者中有骨折37例，股骨頭壞死23例，強直性脊柱炎11例，髂骨致密性骨炎9例，無異常6例。兩種檢查方法所得圖像均符合臨床診斷要求，軟組織與骨組織對比良好，軟組織顆粒細膩，骨皮質及骨小梁結構顯示清晰，骨皮質銳利骨、小梁清晰，無偽影(圖1-4)。

常規(guī)劑量組、低劑量組的檢查劑量及成像質量評分結果見表2。觀察者間的ICC為0.85(95% CI為0.87-0.93)，觀察者內的ICC為0.92(95% CI為0.89-0.94)，可以認為2名閱片者之間和每名閱片者內的評分具有一致性。t檢驗結果顯示兩組間CTDIvol、DLP、E的差異有統(tǒng)計學意義(t=85.31、85.41、82.34，P＜0.05)，可認為低劑量組的檢查輻射劑量低于常規(guī)劑量組；比較兩組掃描所得的橫斷面及MPR重建圖像的成像質量，t檢驗結果顯示兩組間圖像質量評分的差異沒有統(tǒng)計學意義(t=2.17、2.58，P＞0.05)可以認為兩組的成像質量沒有差別。

3 討 論

骨盆形態(tài)不規(guī)則，解剖結構比較復雜[5-7]，64排螺旋CT作為CT檢查技術的重要進展，以其快速掃描、高質量的三維重建在人體各部位、器官得到了廣泛的應用。應用于骨盆檢查時，患者只需仰臥位即可完成掃描，減少了擺放體位造成的痛苦，一次掃描完成后，可在后處理工作站進行多平面重建(MPR)等圖像后處理，能精細的顯示骨盆的骨質改變，為臨床治療措施的制定提供詳盡的影像學資料。但與X線平片相比，其高劑量的X線輻射在給予患者高質量影像圖像的同時也在危害著受輻射人群的健康，使人們罹患癌癥的幾率大大增加[8]，尤其是骨科患者接受CT檢查有日益廣泛化的趨勢，CT掃描給公眾帶來的集體劑量威脅越來越大，CT的低劑量研究有著重要的醫(yī)學意義。

降低管電流、增加螺距、降低管電壓是可用的降低輻射劑量方法，降低管電壓，雖可使輻射劑量下降，但同時也降低了X線的質，使其穿透力下降，增加了輻射劑量吸收，增加螺距會降低圖像z軸的空間分辨率，因此在掃描參數(shù)設置中通常保持管電壓和螺距不變。目前CT低劑量研究和應用最多的是具有良好天然密度對比的組織和器官，如肺、鼻竇等，管電流降低主要影響低對比分辨力，使低對比組織(如腦、肝臟)的圖像質量明顯下降，而對高對比器官(如肺和骨)的作用則不明顯[9]，這為本研究骨盆64排螺旋CT的低劑量檢查參數(shù)選擇提供了依據(jù)。

得益于對劑量風險的關注，CT的重建算法近年來發(fā)展尤為迅速。從重建算法應用的技術原理及對臨床影像結果產(chǎn)生的影響角度，大體可以劃分為四代：濾波反投影法(FBP)是第一代，應用廣泛，但高質量的影像圖像是以高輻射劑量為代價獲得的；第二代為對FBP的改良，它是在圖像空間對噪聲實施降噪，以改善低劑量條廣泛件下的圖像質量。但由于僅在圖像空間降噪并不能去除因低劑量下X射線有效光子減少造成的各種低光子偽影(主要是條帶狀偽影和偏心性偽影)，使得該方法降低劑量的效果有限，并存在一定圖像質量損失，臨床使用受限。第三代的基礎迭代算法，可以用較少的采樣信息進行計算，相對于FBP的大量采樣算法來講可以明顯降低劑量。其特點是基于統(tǒng)計學原理進行數(shù)據(jù)空間和圖像空間迭代運算，但缺少完善的模型進行對比迭代運算，因此容易造成噪音頻率的改變和漂移，在臨床圖像上會出現(xiàn)相應的蠟像狀偽影(Plastic texture)；第四代的高級迭代重建技術可消除蠟像狀偽影，并采取解剖模型約束和加速重建過程，提高圖像分辨率[10]，本研究即以高級迭代重建技術為低劑量掃描的圖像重建技術。

圖1 男，32歲，低劑量組冠狀重建圖像，可見軟組織與骨組織對比良好，骨皮質及骨小梁結構顯示清晰，右側髖臼骨質斷裂清晰可見（白箭）。圖2 女，37歲，常規(guī)劑量組冠狀重建圖像，可清晰觀察右側髂骨骨質斷裂，骨折塊錯位明顯（白箭），骨質結構觀察細膩，軟組織與骨組織對比良好。圖3 男，42歲，低劑量組橫斷面圖像，可清晰觀察右側骶髂關節(jié)髂骨關節(jié)面骨質硬化（白箭），軟組織與骨組織顆粒度細膩，對比良好。圖4 男，28歲，常規(guī)劑量組橫斷面圖像，軟組織顆粒細膩，與骨組織對比良好。

低劑量掃描在降低輻射劑量的同時，圖像質量也隨之降低，進而帶來診斷質量降低的風險。相愛華等在螺旋CT低劑量掃描應用于育齡男女骨盆病變的研究中建議使用50mA進行骨盆低劑量成像[11]，本研究在預實驗中以50mA進行掃描后發(fā)現(xiàn)，信噪比降低，圖像質量及對比度均有所下降，即使通過調節(jié)窗寬和窗位也不能彌補圖像質量的不足，遂設置100mA進行低劑量掃描。與常規(guī)掃描相比，本研究mA減少了55%，結合高級迭代重建技術，在不降低診斷質量的前提下，低劑量掃描的平均有效劑量為常規(guī)掃描的48%左右，檢查劑量減少了52%，這是低mA掃描技術和高級迭代重建技術共同作用的結果。與本研究類似，湯振華在64層螺旋CT低劑量掃描在骨盆外傷的研究中同樣使用100mA技術進行掃描，其CTDIvol下降約50%，但管電流降低后信噪比降低，通過調節(jié)窗寬窗位進行了彌補[12]。本研究在預實驗中在不使用高級迭代重建技術的情況下以100mA技術進行掃描，發(fā)現(xiàn)解剖結構尤其是軟組織顆粒度增粗,密度分辨率下降，即使對窗寬窗位進行調整，圖像質量也無法得到根本性的改善，而應用高級迭代重建技術后，重建圖像的軟組織和骨組織顆粒度細膩，有著良好的對比度，骨小梁結構顯示清晰[13]，可以很好的滿足骨折、骨病的診斷要求。

CT掃描的目的為發(fā)現(xiàn)病灶并明確診斷，低劑量研究應以滿足這兩個條件為前提，在優(yōu)化掃描參數(shù)時需要根據(jù)臨床實際來進行優(yōu)化方法的選擇。低劑量的概念自2006年新英格蘭雜志系列文章的正式提出到現(xiàn)在已經(jīng)進展到微劑量了，但在實踐中還處于概念階段，對于變異度極大的患者個體，低劑量研究應是在多中心合作中設置一個系統(tǒng)性的方案，無論是個體化方案還是標準方案都應以一個穩(wěn)定的標準來執(zhí)行[14-15]。本研究顯示，100mA的低劑量掃描和高級迭代重建結合作為骨盆64排螺旋CT低劑量檢查技術是可行的，可在保證診斷質量的前提下明顯降低檢查輻射劑量，對初診和復查的患者都是比較好的選擇。

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(本文編輯: 汪兵)

The Study of Low-dose Scanning Technique with 64 Multidetector CT on Pelvic

WEN Lin-feng. Third affiliated hospital of xinxiang medical college radiology department. Xinxiang henan, 453003 china

Objective To explore the value of low-dose scanning technology and advanced iterative reconstruction technology using the 64 multidetector CT (64-MDCT) for achieving low-dose pelvic examination.Methods 86 patients were randomly assigned to the regular dose group and low-dose group to receive 64-MDCT pelvic examination,low-dose scanning technology and advanced iterative reconstruction technology were applied in low-dose group,image quality and exposure dose were compared.Results The exposure dose of low- dose group is lower than the regular dose group (t=82.34,P＜0.05), there is no difference in image quality of the two groups (t=2.17,2.58,P＞0.05).Conclusion It is feasible to use the 64-MDCT examine patients in a low-dose way, and low-dose scanning technique can ensure the diagnostic quality and reduce the exposure dose.

Pelvic; 64 Multidetector CT; Low Dose

R445.3；R68

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.01.32

2014-12-09

溫琳峰