寬體探測器結合低球管轉速在自由呼吸下行胸部CT掃描的可行性

陳 平，張 妤（通信作者）

（蘇州市獨墅湖醫(yī)院<蘇州大學附屬獨墅湖醫(yī)院> 江蘇 蘇州 215000）

胸部CT是目前臨床上常用檢查肺部疾病最主要的一種方法，病人在檢查時吸氣后屏氣的好壞程度會對CT影像的質量產生很大的影響。在臨床工作中，有很多高齡受檢者由于聽力障礙、情緒緊張、呼吸系統(tǒng)疾病、顱腦手術等因素不能跟隨機器的指令做好憋氣動作，這些患者常會出現(xiàn)魚鱗狀呼吸偽影，從而影響影像質量，導致診斷困難。GE Revolution CT的探測器寬度為16 cm，球管旋轉速度為0.28 s/r[1-2]，提高了檢查的時間分辨率。本文討論就一種基于寬體探測器和低球管轉速相結合的方法，掃描方位由傳統(tǒng)的從肺尖到肺底改成從肺底到肺尖在自由呼吸下行胸部CT掃描的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年1月—8月在蘇州大學附屬獨墅湖醫(yī)院行胸部CT平掃的患者共300例，隨機分成A、B、C三組，各100例。A組中男64例，女36例；年齡47～63歲，平均（57.3±4.6）歲；BMI 20.3～26.7 kg/m2。B組中男61例，女39例；年齡48～65歲，平均（58.0±5.0） 歲；BMI 19.8～26.5 kg/m2。C組中男65例，女35例；年齡52～68歲，平均（57.8±4.6）歲；BMI 20.1～26.9 kg/m2。其中顱腦術后受檢者17例，肺癌術后受檢者33例，無意識受檢者4例。排除標準：氣胸、胸腔積液患者。

1.2 方法

采用GE Revolution CT掃描儀，檢查前常規(guī)取仰臥位，頭先進，上臂上舉抱頭。A組在自由呼吸下行胸部CT掃描，掃描范圍從肺尖至膈下3 cm水平，掃描方向從肺底到肺尖。B組在自由呼吸下進行胸部CT掃描，掃描范圍同A組，掃描方向從肺尖到肺底；C組檢查前進行呼吸訓練，要求患者吸氣后屏住呼吸進行掃描，盡量減少呼吸運動偽影對圖像的影響，掃描范圍同A組和B組，掃描方向從肺尖到肺底。掃描參數(shù)：管電壓120 kV；管電流50～250 mAs，采用自動管電流調制技術；矩陣512×512；ASIR-V：50%；螺距：0.998:1；A組、B組和C組的以上參數(shù)保持一致。A組和B組探測器寬度為80 mm，轉速為0.28 s/r；C組探測器寬度為40 mm，轉速為0.5 s/r；三組均采用螺旋掃描，采用Lung算法重建，窗寬：1500 HU，窗位：-800 HU，層厚/層間距均采用5 mm，將得到的數(shù)據(jù)進行重建得到0.625 mm的薄層肺窗，將0.625 mm的薄層肺窗傳至AW4.7工作站Reformat軟件進行多平面重建（MPR），見圖1、圖2。

圖1 受檢者的縱隔窗圖像

圖2 受檢者的冠狀位肺窗圖像

1.3 數(shù)據(jù)測量與圖像分析

①客觀評價法：選取感興趣區(qū)（ROI）置于氣管分叉處降主動脈內，避開明顯偽影區(qū)放置ROI面積約1.0 cm2，記錄CT值及標準差（standard deviation，SD）；測量并記錄同層面肩部肌肉的CT值及標準差。信噪比SNR和對比噪聲比CNR采用以下兩個公式計算：SNR=CT降主動脈/噪聲；CNR=（CT肌肉-CT降主動脈）/噪聲，將降主動脈和肌肉的平均SD值作為圖像噪聲值。②主觀評價法：由2個高年資的放射科診斷醫(yī)生對圖像質量進行評分，評價其圖像質量和運動偽影：5分，解剖細節(jié)顯示清楚，能夠清晰明了進行評價；4分，解剖細節(jié)較清楚，能夠評價；3分，大部分的解剖結構可用于診斷，少數(shù)解剖結構（膈肌、支氣管細小分級等）不能進行評價；2分，基本解剖結構顯示不清楚，解剖細節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)；1分，解剖結構模糊，不能用于診斷。評分＜3分被認為不能滿足診斷需求。2位醫(yī)生意見出現(xiàn)分歧時，經(jīng)協(xié)商達成一致。

1.4 輻射劑量

記錄三組患者胸部CT平掃的掃描時間、劑量長度乘積（dose length product，DLP）、有效輻射劑量（effective dose，ED），見圖3。ED=DLP（mGy·cm）×權重因子k（k=0.014）mSv/（mGy·cm）。

圖3 受檢者的輻射劑量報告

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（）表示，三組間比較采用單因素方差分析，在此檢驗之后再進行多重比較組間兩兩之間的差異；圖像SNR、CNR、CTDIvol、ED值及掃描時間的組間差異采用配對t檢驗分析；計數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，行χ2檢驗，P＜0.05則差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 一般資料分析

三組患者性別、年齡、BMI之間比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 三組患者一般資料比較

2.2 圖像質量比較

A組5分 84例，4分11例，3分5例；B組5分81 例，4分13例，3分6例；C組5分69例，4分19例；3分7例；＜3分圖像不做為數(shù)據(jù)統(tǒng)計。A組的主觀評分最高，C組主觀評分最低，且差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）見表3；C組的SNR和CNR均高于A組和B組，但差異不具有統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表3、表4；A組和B組的主觀評分、SNR和CNR差異均不具有統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表2。

2.3 掃描時間和輻射劑量的比較

A、B組的掃描時間較C組降低約70%，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3、表4；A、B兩組的CTDIvol較C組降低約25%，差異不具有統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表3、表4；A、B兩組的ED較C組降低約20%，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3、表4；A、B兩組的掃描時間和ED差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 A組和B組之間的比較（）

表2 A組和B組之間的比較（）

組別 主觀評分 SNR CNR 掃描時間/s A 組 4.79 3.88±0.71 0.92±0.22 1.31±0.14 B 組 4.75 3.83±0.75 0.98±0.21 1.30±0.12 t-0.509 1.713 -0.419 P 0.465 0.260 0.071組別 主觀評分 CTDIvol/mGy ED/mSv A組 4.79 5.43±0.63 3.11±0.23 B組 4.75 5.33±0.57 2.93±0.23 t-1.107 -5.400 P 0.103 0.633

表3 A組和C組之間的比較（）

表3 A組和C組之間的比較（）

組別 主觀評分 SNR CNR 掃描時間/s A 組 4.79 3.88±0.71 0.92±0.22 1.31±0.14 C 組 4.52 4.55±0.63 1.23±0.23 4.70±0.36 t 6.977 9.189 86.745 P 0.240 0.653 0.000組別 主觀評分 CTDIvol/mGy ED/mSv A組 4.79 5.43±0.63 3.11±0.23 C組 4.52 7.10±0.58 3.84±0.19 t 19.378 23.792 P 0.226 0.031

表4 B組和C組之間的比較（）

表4 B組和C組之間的比較（）

組別 主觀評分 SNR CNR 掃描時間/s B 組 4.75 3.83±0.75 0.98±0.21 1.30±0.12 C 組 4.52 4.55±0.63 1.23±0.23 4.70±0.36 t 7.336 7.867 87.963 P 0.052 0.109 0.000

表4（續(xù)）

3 討論

胸部CT平掃是一種對肺部疾病具有極高敏感性和特異性的檢查方法，是目前臨床上最常用的影像學檢查手段。呼吸運動偽影是影響胸部CT成像的一個主要原因，目前解決呼吸運動偽影的方法主要有檢查前的呼吸訓練、縮短檢查時間等[3]。既往受限于探測器寬度，最大40 mm的探測器寬度需要受檢者根據(jù)呼吸指令進行吸氣后屏氣掃描。對于一般受檢者在掃描前進行呼吸訓練可以降低此類偽影的發(fā)生，但對于一些受檢者，比如顱腦外傷術后、意識模糊、聽不懂呼吸指令等，掃描前呼吸訓練起到的作用微乎其微。目前常規(guī)縮短掃描時間的方式是采用大螺距掃描[4]。與常規(guī)探測器相比，寬體探測器提高了射線的利用率，減少了輻射，同時提高了檢查的時間分辨率[5]。

本文主要研究在最佳的掃描螺距0.998:1（專家共識推薦的螺距不大于1）[6]，探討Revolution CT具有160 mm的探測器寬度、高時間分辨率優(yōu)勢在自由呼吸下進行胸部CT平掃的可行性。雙肺下葉的運動幅度比上肺葉要大，足頭側掃描方向能夠首先完成容易產生偽影的下肺，從而降低運動偽影的發(fā)生概率[7]。因此，采用較寬的探測器和較快的球管旋轉速度可以縮短掃描時間，同時結合由足向頭的掃描方向，進一步減少了呼吸運動偽影對圖像質量的干擾。已有研究顯示，呼氣末屏氣胸部CT掃描可以達到符合診斷要求的圖像質量[8]，因此，在受檢者的自由呼吸下，無論是在吸氣相或者在呼氣相成像，都能達到符合診斷的影像品質。

既往已有學者研究在低劑量條件下的自由呼吸掃描[9]，發(fā)現(xiàn)低劑量條件下，使用寬的探測器寬度掃描結合快速的球管旋轉速度掃描，輻射劑量與常規(guī)低劑量無統(tǒng)計學差異。有實驗表明，隨著探測器寬度的增加，自動管電流的調節(jié)及掃描速度會受到一定的影響[10]，偏離中心的探測器不會只記錄單個物體的詳細情況，并且隨著錐體束角度的增大，數(shù)據(jù)潛在的重疊越多[11]，在螺旋掃描模式下會造成不必要的掃描，增加輻射劑量。本文結果表明，常規(guī)劑量下即使存在過掃描，80 mm的寬體探測器與常規(guī)探測器相比所接受的輻射劑量仍有所降低。

本文章的不足之處：僅從影像學的角度評價圖像質量，未探究其對肺部疾病的應用?？傊瑢掦w探測器和快速的球管旋轉速度，再加上從足到頭的掃描方向可以在自由呼吸的條件下進行胸部CT平掃，提高圖像質量的同時降低輻射劑量，縮短了檢查的時間，能夠明顯提高胸部CT檢查的效率，值得臨床應用。