能譜CT與非能譜CT在腹部掃描檢查中輻射劑量改變的對(duì)比研究

王 慧，李 睿，朱 力

（1寧夏醫(yī)科大學(xué)附屬自治區(qū)中醫(yī)院放射科 寧夏 銀川 750000）

（2寧夏中醫(yī)醫(yī)院暨中醫(yī)研究院放射科 寧夏 銀川 750000）

（3寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科 寧夏 銀川 750000）

CT掃描技術(shù)是臨床最常見的影像學(xué)技術(shù)之一，已經(jīng)普遍應(yīng)用于臨床，非能譜CT掃描可以得到分辨率高且圖像較為清晰的圖像，而能譜CT掃描技術(shù)得到的圖像信息則更加完全、充足[1]。隨著CT成像硬件技術(shù)和軟件技術(shù)上的整體發(fā)展和臨床需求的增加，以及后處理水平得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，能譜CT成像日益成為研究熱點(diǎn)[2]。與非能譜CT成像相比，其最顯著的特征就是以多參數(shù)成像為基礎(chǔ)的綜合診斷模式，為臨床應(yīng)用和研究提供了更為先進(jìn)的工具和手段。CT掃描在臨床上的廣泛應(yīng)用的同時(shí)，電離輻射問題也愈來愈受到臨床的關(guān)注，低輻射劑量的CT檢查是大勢(shì)所趨，但過于低的輻射劑量勢(shì)必會(huì)影響到圖像質(zhì)量，所以如何在保證圖像質(zhì)量的前提下嚴(yán)格控制輻射劑量，一直是臨床研究的熱點(diǎn)問題。能譜CT臨床應(yīng)用時(shí)是否能夠降低輻射劑量、同時(shí)獲得較高的圖像質(zhì)量也獲得了越來越多的關(guān)注。本研究的目的是對(duì)比腹部能譜CT掃描與腹部非能譜CT掃描輻射劑量，以探討能譜成像廣泛應(yīng)用于臨床的可能性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年12月—2022年6月在寧夏醫(yī)科大學(xué)附屬自治區(qū)中醫(yī)院放射科使用GE Revolution CT行腹部能譜CT掃描及非能譜CT掃描的患者共30例，其中男性13例，女性17例；年齡44～72歲，平均年齡（59.94±9.66）歲；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為（21.63±2.50）kg/m2。本研究所有患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

使用GE Revolution CT，參數(shù)設(shè)置：非能譜CT掃描采用管電壓120 kV，自動(dòng)管電流200～720 mA。能譜CT掃描管電壓80 kV/140 kV瞬時(shí)自動(dòng)切換，ASSIST自動(dòng)mA，探測(cè)器寬度80 mm，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，螺距0.992:1，掃描層厚、層間距均為5 mm。非能譜及能譜增描均設(shè)置迭代重建水平為40% ASIR-V。由file格式記錄ROI的單能量的CT值及標(biāo)準(zhǔn)差（SD，圖像噪聲）等能譜信息。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）主觀評(píng)價(jià)：由2名具有3年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行獨(dú)立、盲法評(píng)估，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用5分制[3]：5分，解剖細(xì)節(jié)清晰，對(duì)比度高，層次感強(qiáng)，銳利度好；4分，解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)較清楚，對(duì)比度較高，層次感及銳利度稍降低；3分，大部分解剖結(jié)構(gòu)較清楚，細(xì)節(jié)顯示欠清，層次感、銳利度較低但可接受；2分，解剖細(xì)節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)，層次感、銳利度低；1分，解剖結(jié)構(gòu)無法分辨，層次感低、銳利度差。3分及以上視為可滿足臨床診斷需求。

（2）輻射劑量：測(cè)量并記錄能譜CT掃描與非能譜CT掃描圖像CT劑量指數(shù)（CTDIvol）和劑量長(zhǎng)度乘積（DLP），計(jì)算并比較有效輻射劑量ED下降百分比。根據(jù)公式計(jì)算有效輻射劑量（ED），ED=DLP×k[k=0.015 mSv/（mGy·cm）]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x-± s）表示，行t檢驗(yàn)，患者的一般資料及輻射劑量指標(biāo)比較采用單因素方差分析，主觀評(píng)分比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，行χ2檢驗(yàn)。觀察者間的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值≥0.75表示一致性良好；Kappa值在0.4～＜0.75表示一致性一般；Kappa值＜0.4時(shí)表示一致性較差。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

主觀評(píng)價(jià)上，兩名醫(yī)師主觀評(píng)分如表1、表2所示，兩者一致性較好，Kappa=0.881、0.688，取兩組平均值。非能譜掃描與能譜掃描主觀評(píng)分分別為（4.23±0.62）、（4.13±0.50）分，二者無顯著差異（P=0.159）。非能譜掃描與能譜掃描的DLP分別為（378.54±141.33） mGy · cm、（304.57±106.65） mGy · cm，ED分別為（5.3±1.98）mSv、（4.26±1.49）mSv。能譜掃描較非能譜掃描DLP及ED均有所降低，下降百分比為19.54%、19.62%。能譜掃描與非能譜掃描之間DLP、ED指標(biāo)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。如表3所示。

表1 能譜掃描：A醫(yī)師* B醫(yī)師圖像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果單位：例

表2 非能譜掃描：A醫(yī)師*B醫(yī)師圖像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果單位：例

表3 非能譜掃描與能譜掃描輻射劑量指標(biāo)比較（x- ± s）

3 討論

自從1972年CT技術(shù)成功開發(fā)以來，歷經(jīng)了數(shù)次技術(shù)革新開發(fā)，由最初的單純斷層掃描（CT）到多排螺旋技術(shù)（MSCT），以及隨后的雙源CT和現(xiàn)在的能譜CT，CT作為一種發(fā)展最快的檢查技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)診斷不可或缺的影像檢查手段。在這一階段，針對(duì)CT的開發(fā)也在從解剖成像方面逐漸走向功能成像方面，特別是能譜成像技術(shù)。能譜成像由于其多基物質(zhì)圖像技術(shù)及參數(shù)成像模式等功能性成像方面的巨大優(yōu)勢(shì)，一躍成為CT技術(shù)中最新的發(fā)展趨勢(shì)。CT的能譜成像技術(shù)是利用物質(zhì)在不同能量級(jí)的X線照射通過時(shí)的衰減系數(shù)進(jìn)行投影重建，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的圖像[4-5]，能譜成像利用單球管瞬時(shí)kV切換技術(shù)，可以在0.5 ms的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行低管電壓（80 kV）與高管電壓（140 kV）的快速切換，幾乎同事采集與處理兩組數(shù)據(jù)，兩種能量X線資料會(huì)產(chǎn)生40～140 keV 101組單能圖像，獲得了能夠反映不同材料特性的能譜曲線[6-7]。能譜成像可將人體組織和病變成分對(duì)不同X線能量譜的差異化吸收表達(dá)出來，達(dá)到更準(zhǔn)確解剖成像，同時(shí)對(duì)不同構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化展示。其優(yōu)點(diǎn)是干擾因素小，使用方便，識(shí)別度高，靈敏度高。能譜CT成像的發(fā)展不僅是適應(yīng)臨床需要的結(jié)果，更是CT這一影像模式得以存活并具有競(jìng)爭(zhēng)力之基石。能譜CT成像技術(shù)已逐步應(yīng)用于全身各系統(tǒng)，在腹部疾病診斷上有良好的應(yīng)用前景，相對(duì)于非能譜CT成像，能譜CT能夠?yàn)榕R床提供更豐富、更清晰的圖像信息，既有助于疾病的診斷、鑒別，還能指導(dǎo)診療[8]。能譜CT除了能夠提供傳統(tǒng)圖像，還能夠提供能譜曲線、基物質(zhì)圖像、單能量圖像以及有效原子序數(shù)等多工具分析平臺(tái)[9-10]。能譜CT腹部臨床應(yīng)用正在不斷豐富，應(yīng)用單能量圖像可以更好發(fā)現(xiàn)病灶和觀察病灶。Laroia等[11]研究發(fā)現(xiàn)，病理證實(shí)為肝細(xì)胞癌但是常規(guī)非能譜CT篩查無明顯征象的患者，行能譜CT增強(qiáng)掃描病灶可見顯示，證明能譜CT對(duì)可疑性肝細(xì)胞癌較常規(guī)非能譜CT具有更高的診斷精度。最新文獻(xiàn)報(bào)道[12]能譜CT虛擬單能量成像在40～70 keV范圍內(nèi)圖像質(zhì)量最好，腫瘤與肝臟比較和對(duì)比度噪聲比例最大，可以應(yīng)用于1 cm以下乏血供性肝小細(xì)胞癌檢測(cè)中。張靜等[13]胰腺導(dǎo)管腺癌CT能譜成像的能譜參數(shù)具有一定特征。能譜CT的多參數(shù)成像有助于提高胰腺導(dǎo)管腺癌的CT密度分辨力，具有為小胰腺癌早診斷提供影像信息的潛在價(jià)值。

醫(yī)學(xué)成像是人體所受輻射劑量的重要來源，尤其是CT檢查。電離輻射給人體帶來的危害是十分廣泛的，而且很難預(yù)測(cè)它的作用，在許多因素作用下產(chǎn)生的臨床反應(yīng)也是各種各樣的。輻射損傷指一定數(shù)量的電離輻射對(duì)人體產(chǎn)生影響，使受照人體產(chǎn)生病理反應(yīng)。長(zhǎng)期或過多地接受X線照射可引起人體一系列生物化學(xué)變化，代謝紊亂，功能失調(diào)和病理形態(tài)等諸多方面的變化，嚴(yán)重受損可導(dǎo)致人體死亡。X線輻射對(duì)胎兒也造成嚴(yán)重影響。近年來,隨著CT技術(shù)發(fā)展迅猛，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多種疾病的診斷與治療中。CT掃描引起的輻射劑量問題已引起全社會(huì)、醫(yī)務(wù)工作者以及病人的廣泛重視[14-15]。傳統(tǒng)CT通常通過優(yōu)化kVp/mAs降低患者輻射劑量，所以，要將能譜成像廣泛應(yīng)用于臨床，首先需得對(duì)能譜成像和非能譜CT的輻射劑量及圖像質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比性的研究[16-17]。陳奕男等[18]的研究顯示，寶石能譜CT GSI掃描模式較非能譜掃描模式有效輻射劑量降低50%左右，但圖像質(zhì)量并不受影響。在一定體重范圍內(nèi)聯(lián)合ASIR成像可以在大幅度降低輻射劑量的同時(shí)保證圖像質(zhì)量，達(dá)到臨床所需的診斷及鑒別診斷的要求。Fang等[19]通過比較患者劑量表明能譜CT應(yīng)用于在臨床實(shí)踐是可行的，能夠?yàn)榕R床更多的信息、略低的掃描輻射劑量以及滿足診斷需求的圖像質(zhì)量。

腹部臟器解剖比較復(fù)雜，往往對(duì)圖像質(zhì)量要求很高，才能適應(yīng)臨床。本研究結(jié)果顯示，腹部非能譜掃描與能譜增強(qiáng)掃描對(duì)比，輻射劑量指標(biāo)均有所下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。圖像主觀評(píng)分兩者差異不大，且差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究的不足之處：在同一患者進(jìn)行比較，研究樣本量較小，今后需加大樣本量繼續(xù)研究。綜上所述，能譜掃描與非能譜掃描對(duì)比，其輻射劑量低于后者，但圖像質(zhì)量并沒有明顯變化，可滿足臨床診斷需求。本研究可應(yīng)用于不同臨床情況下能譜掃描代替常規(guī)非能譜掃描的情況。