個(gè)體化降低CT掃描管電流在腰椎間盤檢查的應(yīng)用

白金城，遲紅衛(wèi)，王淑萍，門 明，于冬梅，王 沖，任進(jìn)軍，陳艷芳

（河北醫(yī)科大學(xué)附屬華北石油管理局總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，河北 任丘 062552）

個(gè)體化降低CT掃描管電流在腰椎間盤檢查的應(yīng)用

白金城，遲紅衛(wèi)，王淑萍，門 明，于冬梅，王 沖，任進(jìn)軍，陳艷芳

（河北醫(yī)科大學(xué)附屬華北石油管理局總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，河北 任丘 062552）

目的：探討腰椎間盤CT軸位掃描中根據(jù)腰圍個(gè)體化降低管電流的可行性和方法。方法：取豬腰部脊柱段，做成60～110 cm腰圍的CT模型。其它掃描參數(shù)不變，以10～130 mA掃描腰椎間盤，得出圖像質(zhì)量合格的管電流值。選擇2015年3—7月來我院接受腰椎間盤CT檢查的患者350名，隨機(jī)分為常規(guī)劑量組和低劑量組。常規(guī)劑量組患者50例，低劑量組患者300例，兩組患者在年齡、身高、體質(zhì)量的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。常規(guī)劑量組采用130 mA掃描，低劑量組采用圖像質(zhì)量合格的不同腰圍腰椎模型的管電流值增加10 mA進(jìn)行掃描，比較兩組CT掃描輻射劑量，采用直線回歸分析腰圍與管電流關(guān)系。結(jié)果：低劑量組CTDIvol較常規(guī)劑量組低73.39%，DLP低73.40%，二者比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以管電流為自變量，腰圍為因變量，得出回歸方程：y=0.498x+47.86，R2=0.881。結(jié)論：CT掃描前根據(jù)受檢者腰圍調(diào)整掃描時(shí)管電流，操作簡(jiǎn)單，充分體現(xiàn)CT檢查輻射劑量控制的個(gè)體化和可操作性，具有臨床實(shí)用意義。

椎間盤；腰椎；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)

臨床上，腰椎間盤變性、膨出和突出是常見病，由于CT檢查非常普及，價(jià)格也相對(duì)便宜，能夠清晰顯示椎間盤、硬膜囊及神經(jīng)根，因此，絕大多數(shù)患者會(huì)選擇CT檢查，但是CT檢查輻射劑量較高，而且腰椎掃描區(qū)域距離性腺較近，因此輻射安全問題不能忽視。

按照國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）規(guī)定的合理使用盡可能低的放射檢查原則，CT低劑量掃描技術(shù)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已有研究通過降低掃描時(shí)管電流[1]、迭代重建[2]等技術(shù)減低腰部CT掃描輻射的報(bào)道，由于患者的體型有個(gè)體差異，低劑量掃描時(shí)，在相同參數(shù)下，體瘦患者會(huì)接受過量輻射，超體質(zhì)量患者曝光量可能不足。有學(xué)者調(diào)查顯示由于患者身高、體質(zhì)量等客觀因素影響，即便是運(yùn)用同一臺(tái)CT進(jìn)行同一部位的檢查，病人所受到的輻射劑量也有很大差別[3]。本文根據(jù)患者腰圍個(gè)體化設(shè)置腰椎CT掃描時(shí)的管電流值，以期達(dá)到保證圖像質(zhì)量，降低腰椎CT掃描X線輻射的目的。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

取豬腰部脊柱段，周圍裹以肌肉，做成60～110cm腰圍的CT模型。選擇2015年3—7月來我院接受腰椎間盤CT檢查的患者350名，隨機(jī)分為常規(guī)劑量組和低劑量組。常規(guī)劑量組患者50例，男25例，女25例，年齡32～70歲，平均（55.3±13.3）歲。低劑量組患者300例，男196例，女104例，年齡30～78歲，平均（55.9±12.6）歲。兩組患者在年齡、身高、體質(zhì)量的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。檢查前告知患者采用低劑量掃描方法及目的并簽署知情同意書。

1.2 入選及排除標(biāo)準(zhǔn)

入選標(biāo)準(zhǔn)：以腰腿痛就診，臨床懷疑腰椎間盤病變患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：腰椎手術(shù)后掃描范圍內(nèi)有金屬植入物，未婚、未育以及不接受低劑量CT掃描的患者。

1.3 方法

采用GE 16層螺旋CT行L3～S1間盤掃描，以非螺旋4i軸位掃描模式，轉(zhuǎn)速0.8s/圈，旋轉(zhuǎn)時(shí)間1.0s，層厚2.5 mm，層距2.5 mm，準(zhǔn)直器寬度20 mm，掃描視野small body，顯示視野25 cm，重建算法采用標(biāo)準(zhǔn)算法，L3～L5椎間盤掃描管電壓為120 kV，L5～S1間盤掃描管電壓為140 kV。腰椎模型掃描kV及其它參數(shù)不變，以10～130 mA每次遞增10 mA掃描腰椎模型L3～S1椎間盤，由2名醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出圖像質(zhì)量3分的管電壓、管電流值。常規(guī)組腰椎CT檢查采用130 mA，kV及其它參數(shù)不變；低劑量組CT掃描kV值及其它參數(shù)不變，首先在臍水平測(cè)量患者腰圍，管電流值為在不同腰圍腰椎模型取得的掃描數(shù)據(jù)增加10 mA，觀察圖像質(zhì)量達(dá)3分，圖像質(zhì)量2分以下增加10 mA重復(fù)掃描，獲取圖像質(zhì)量3分及以上CT掃描的管電流值及CT輻射劑量。

1.4 觀察指標(biāo)

CT圖像質(zhì)量根據(jù)圖像噪聲、偽影干擾以及軟組織結(jié)構(gòu)、骨性結(jié)構(gòu)顯示情況分為5分，圖像質(zhì)量3分以上為合格。1分：噪聲大，偽影嚴(yán)重，組織結(jié)構(gòu)顯示不清，圖像不能用于診斷；2分：噪聲較大，偽影較嚴(yán)重，組織結(jié)構(gòu)顯示欠佳，圖像影響診斷的準(zhǔn)確性；3分：噪聲可以接受，偽影輕微，組織結(jié)構(gòu)清楚，圖像可以滿足診斷要求；4分：噪聲輕微，無偽影，組織結(jié)構(gòu)顯示清楚，圖像質(zhì)量良好；5分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良。

CT輻射劑量由掃描結(jié)束后自動(dòng)生成的劑量報(bào)告值獲得，輻射劑量指標(biāo)有CT容積劑量指數(shù)（CT dose index，CTDIvol）和劑量長(zhǎng)度乘積（Dose length product，DLP）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，劑量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，兩組CT劑量比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，CT掃描管電流與患者身高、體質(zhì)量、腰圍之間的相關(guān)性采用兩變量間相關(guān)性分析并計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，采用直線回歸分析腰圍與掃描管電流的關(guān)系，得出回歸方程。

2 結(jié)果

由2名醫(yī)師采用雙盲法對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，以圖像質(zhì)量1分為不合格，2分為臨界，3分為合格，4～5分為優(yōu)良，不同腰圍腰椎模型不同圖像質(zhì)量CT掃描管電流值見表1，腰圍、管電流、圖像質(zhì)量關(guān)系見圖1。70cm腰圍模型10mA、20 mA、40 mA、60 mA掃描圖像見圖2，100 cm腰圍模型20 mA、40 mA、80 mA、100 mA掃描圖像見圖3。

常規(guī)劑量組、低劑量組腰椎CT掃描劑量比較見表2，低劑量組輻射劑量明顯減低，L3～S1總輻射劑量低劑量組CTDIvol較常規(guī)劑量組低73.39%，DLP低73.40%，二者比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。腰圍80 cm，60 mA以及腰圍90 cm，80 mA CT掃描圖像見圖4。

圖1 不同腰圍模型CT掃描管電流值及圖像質(zhì)量關(guān)系。Figure 1. Relationship of tube current values of CT scanning and image quality in different waist.

表1 不同腰圍、不同圖像質(zhì)量腰椎模型CT掃描管電流值（mA）

表2 常規(guī)劑量組、低劑量組掃描劑量比較

低劑量組腰椎CT掃描管電流與腰圍相關(guān)系數(shù)0.939，管電流與身高相關(guān)系數(shù)0.019，與體質(zhì)量相關(guān)系數(shù)0.667。以管電流為自變量，腰圍為因變量，得出回歸方程：y=0.498x+47.86，y代表管電流，x代表腰圍，R2=0.881。

圖2 分別為腰圍70 cm模型的10 mA（圖2a）、20 mA（圖2b）、40 mA（圖2c）、60 mA（圖2d）掃描圖像。Figure 2.10 mA(Figure 2a),20 mA(Figure 2b),40 mA(Figure 2c),60 mA(Figure 2d)scanned image of 70 cm waist model respectively.

圖3 分別為腰圍100 cm模型的20 mA（圖3a）、40 mA（圖3b）、80 mA（圖3c）、100 mA（圖3d）掃描圖像。Figure 3.20 mA(Figure 3a),40 mA(Figure 3b),80 mA(Figure 3c),100 mA(Figure 3d)scanned image of 100 cm waist model respectively.

圖4 L4～L5間盤掃描圖像。圖4a：腰圍80 cm、60 mA。圖4b：腰圍90 cm、80 mA。Figure 4. Scanned image of L4～L5disc.Figure 4a: waist 80 cm,60 mA.Figure 4b:waist 90 cm,80 mA.

3 討論

由于CT檢查能夠提供清晰的圖像，直觀地顯示病變，已經(jīng)成為腰椎病變的常規(guī)檢查方法。CT檢查頻次的提高直接導(dǎo)致患者所受輻射劑量增加，輻射劑量對(duì)受檢者存在著潛在增加誘發(fā)癌癥的危險(xiǎn)性，特別是兒童，對(duì)射線的敏感性高于成人。文獻(xiàn)報(bào)道1.5%～2%的腫瘤可能是由于CT掃描輻射產(chǎn)生的[4]， Naidich等[5]于1990年提出了低劑量概念，低劑量掃描在胸部、頭頸部、小兒等諸多方面都有廣泛應(yīng)用[6-8]。

腰椎掃描模式多數(shù)采用容積掃描，容積掃描增加了掃描范圍及掃描時(shí)間，大大增加了輻射劑量，有研究表明[9]容積掃描每增加1 cm的掃描長(zhǎng)度，會(huì)增加5%的DLP。軸位掃描時(shí)，CT球管旋轉(zhuǎn)一周獲得掃描數(shù)據(jù)后檢查床移動(dòng)進(jìn)行下一周期掃描，無重疊掃描，圖像重建時(shí)不需要插值處理，分辨率提高，有效層厚偏離更小，偽影大大減少，掃描時(shí)間減少，比螺旋掃描降低了輻射劑量，因此，腰椎間盤采用軸位CT掃描既可以降低輻射劑量，又可以提高圖像質(zhì)量，因此，當(dāng)臨床上考慮間盤病變時(shí)，軸位掃描圖像能夠滿足診斷需要。

CT機(jī)的掃描參數(shù)決定了CT輻射劑量，通過增大螺距、減少掃描范圍、降低管電流及管電壓等手段可以達(dá)到降低輻射劑量的目的[10-11]。降低管電壓導(dǎo)致X射線能量降低，低能射線更容易被人體組織吸收導(dǎo)致輻射劑量增加，增大螺距使掃描時(shí)間減少，會(huì)降低Z軸分辨率，漏檢微小病灶，圖像質(zhì)量下降；在其它參數(shù)不變的情況下，X線輻射劑量與管電流呈線性關(guān)系，降低管電流可使輻射劑量下降，而且可調(diào)節(jié)范圍大，降低管電流是目前降低輻射劑量的主要方式[12]。國(guó)內(nèi)外已有研究通過降低掃描時(shí)管電流[13-14]技術(shù)減低腰部CT掃描輻射的報(bào)道，王俊山等[15]根據(jù)腰部前后徑將患者分為偏瘦型、勻稱型及偏胖型，將劑量降低至80～200 mAs，圖像質(zhì)量仍滿足診斷。也有學(xué)者[16-18]研究認(rèn)為腰椎間盤掃描時(shí)管電流降低至80～100 mAs時(shí)圖像質(zhì)量較常規(guī)劑量略有下降，仍能滿足診斷要求。

但是以往的研究設(shè)置的低劑量掃描參數(shù)尚不能有針對(duì)性的對(duì)不同體型、不同肥胖程度的患者采用個(gè)體化的掃描參數(shù)，這就導(dǎo)致相同的管電流于體瘦者曝光過度，于體胖者曝光不足。有研究認(rèn)為對(duì)不同體質(zhì)量指數(shù)范圍的患者采用不同的CT掃描劑量，可以達(dá)到個(gè)體化掃描目的，有效的降低輻射劑量[19]，但是在臨床實(shí)踐中，由于體型差異，相同的體質(zhì)量指數(shù)的患者肢體、軀干肥胖程度不同，肌肉發(fā)達(dá)程度不同，根據(jù)體質(zhì)量指數(shù)來確定管電流存在不適用問題。

王俊山等[15]和林俊東等[20]研究認(rèn)為腰椎低劑量掃描中，腰圍與圖像質(zhì)量的關(guān)系最密切，其次為體質(zhì)量指數(shù)、年齡及體質(zhì)量，腰圍可以更敏感的反映出腰部的生理特征。因此本研究在CT檢查前根據(jù)受檢者腰圍前瞻性設(shè)置掃描時(shí)的管電流，根據(jù)腰圍計(jì)算管電流的回歸方程y=0.498x+47.86，在實(shí)際工作中可以根據(jù)受檢者自身指標(biāo)對(duì)掃描劑量做相應(yīng)的調(diào)整，個(gè)體化地降低輻射劑量，同時(shí)保證圖像質(zhì)量滿足診斷要求。

CT掃描前根據(jù)受檢者腰圍調(diào)整掃描時(shí)管電流，操作簡(jiǎn)單，充分體現(xiàn)CT檢查輻射劑量控制的個(gè)體化和可操作性，使放射工作人員更加放心地使用低劑量掃描技術(shù)，具有臨床實(shí)用意義，CT軸位掃描結(jié)合個(gè)體化腰椎間盤低劑量掃描技術(shù)可減少患者接受的輻射劑量。

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Application in reduction of the tube current personalized in CT scanning based on the waistline in lumbar intervertebral disc

BAI Jin-cheng,CHI Hong-wei,WANG Shu-ping,MEN Ming,YU Dong-mei,WANG Chong,REN Jin-jun,CHEN Yan-fang
(Department of Radiology,Huabei Petroleum Administration General Hospital Affiliated Hebei Medical University,Renqiu Hebei 062552,China)

Objective:To explore the possibilities and methods of reducing the tube current personalized based on the waist in CT axial scanning of lumbar intervertebral disc.Methods:The CT model of 60～110 cm waistline was made of porcine lumbar spine.The lumbar intervertebral disc was scanned with 10～130 mA and other scanning parameters were unchanged.The tube current value was obtained when the image quality was standard.350 cases undergoing CT scanning of lumbar intervertebral disc in our hospital from March to July in 2015 were enrolled.All patients were randomly divided into two groups:conventional-dose group and low-dose group.The conventional-dose group consisted of 50 patients and the lowdose group consisted of 300 cases.There was no statistically significant difference between the two groups in age,height and weight.The lumbar intervertebral disc was scanned with 130 mA in conventional-dose group,and that in low-dose group was scanned with the tube current value increased by 10 mA,which was obtained with image of quality standards in waist lumbar model of different waistline.The dose of CT scan radiation was compared between two groups.The relationship between waistline and the tube current was analysed using linear regression.Results:The CTDIvol was lower 73.39%,and the DLP 73.40%in low-dose group comparing the conventional-dose group,the difference was statistically significant.The regression equation y=0.498x+47.86,R2=0.881 was derived with the tube current as argument and waistline as the dependent variable.Conclusion:The operation of adjustment of the tube current according to the waistline of patients before CT scan is simple, the individuation and maneuverability of CT radiation dose control is fully embodies.There is clinically practical significance.

Intervertebral disk;Lumbar vertebrae;Tomography,spiral computed

R681.53；R814.42

A

1008-1062（2016）06-0427-04

2015-10-28

白金城（1961-），男，河北霸州人，主管技師。E-mail：baijincheng111@126.com

王淑萍，河北醫(yī)科大學(xué)附屬華北石油管理局總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，062552。E-mail：zhongmingw@163.com