腰椎椎間盤多層螺旋CT低劑量掃描方式的改進(jìn)

何建成，羅魯賢，鐘志輝，杜 康

腰椎椎間盤多層螺旋CT低劑量掃描方式的改進(jìn)

何建成，羅魯賢，鐘志輝，杜 康

目的：探討多層螺旋CT低劑量掃描在腰椎中的應(yīng)用及其適宜的低劑量掃描條件。方法：選擇60例30～65歲腰椎椎間盤退行性病變患者，隨機(jī)分成A、B、C、D、E、F 6組，每組10例，采用不同的多層螺旋CT掃描參數(shù)進(jìn)行掃描，并記錄隨機(jī)的容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）及劑量長度乘積（dose-length product，DLP）。采用自定標(biāo)準(zhǔn)盲式評(píng)估方法，對(duì)6組獲得容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）重組及Batch重組圖像進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)分，由2位高年資主治醫(yī)師依據(jù)空間分辨率、噪聲、偽影及輻射劑量將圖像分為好、中、差3級(jí)。結(jié)果：通過改變管電流（mA）、螺距及機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度，各組CTDIvol值、DLP值均存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。相對(duì)于A組，B組CTDIvol值下降了14.29%，DLP值下降了12.64%；C組CTDIvol值下降了67.87%，DLP值下降了65%；D組CTDIvol值下降了62.49%，DLP值下降了58.45%；E組CTDIvol值下降了50%,DLP值下降了48%；F組CTDIvol值增加了24.86%，DLP值增加了29.7%。結(jié)論：正確調(diào)節(jié)管電流、螺距，可以在確保圖像質(zhì)量的同時(shí)，降低受檢者所受輻射劑量。采用管電流350 mA、管電壓120 kV、螺距1.375∶1，可降低58.45%的輻射劑量。

多層螺旋CT；輻射劑量；腰椎；螺距

0 引言

腰椎是人體軀干活動(dòng)樞紐，腰椎間盤是身體主要負(fù)重結(jié)構(gòu)。隨著年齡的增長加上長期的外力勞損，導(dǎo)致椎間盤的變性及突出[1]。臨床上，大多數(shù)腰椎病變患者在腰部呈不同姿勢角度時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的臨床癥狀[2]，主要表現(xiàn)為腰痛，常局限于腰骶部附近；L3-S1棘突間局限性壓痛，并向患側(cè)大腿后側(cè)、小腿外側(cè)、足跟部或足背部外側(cè)放射。臨床試驗(yàn)中，直腿抬高或加強(qiáng)呈陽性。其常規(guī)檢查方法首選磁共振，無輻射，但因其費(fèi)用昂貴，加之CT檢查已非常普及，價(jià)格也相對(duì)便宜，故絕大多數(shù)患者會(huì)選擇CT檢查，這樣就帶來了輻射安全問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，腰椎CT檢查輻射劑量比其他部位常規(guī)CT檢查輻射量都要高。隨著多層螺旋CT的臨床應(yīng)用，輻射劑量較早期大為降低，關(guān)于腰椎椎間盤低劑量CT掃描，國外專題研究已有個(gè)別報(bào)道[3]。本文對(duì)多層螺旋CT常規(guī)劑量與低劑量腰椎椎間盤掃描進(jìn)行對(duì)比，尋求不影響腰椎間盤CT圖像質(zhì)量的合理低劑量掃描方法。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取腰腿痛門急診檢查患者60例，其中男性31例、女性29例；年齡30～65歲。病程3個(gè)月到數(shù)年不等，所有患者都進(jìn)行CT檢查。主要臨床癥狀表現(xiàn)：腰痛、L3-S1棘突間局限性壓痛，并向患側(cè)大腿后側(cè)、小腿外側(cè)、足跟部或足背部外側(cè)放射。臨床試驗(yàn)中，直腿抬高或加強(qiáng)呈陽性。

1.2 檢查方法

將60例患者隨機(jī)分成A、B、C、D、E、F 6組，每組10例。采用GE LightSpeed 64排VCT掃描儀。分別對(duì)6組采用不同的掃描參數(shù)進(jìn)行圖像采集：A組采用CT機(jī)原始掃描參數(shù)120 kV，350 mA，螺距0.516∶1，層厚、層間距均為5 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.8 s/r作腰椎螺旋容積掃描；B組其他掃描參數(shù)不變，管電流減小為300 mA；C組管電流為300 mA，增大螺距為1.375∶1，其他不變；D組螺距為1.375∶1，管電流為350 mA，其他不變；E組其他參數(shù)不變，降低機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度為0.4 s/r；F組增加機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度為1 s/r，其他不變。CT掃描范圍：自胸12椎體下緣至骶1椎體，采用標(biāo)準(zhǔn)算法重組。所有病例均采取仰臥位。

1.3 圖像質(zhì)量分析

將所有原始圖像進(jìn)行1.25 mm拆分后，傳輸至GE AW 4.4工作站進(jìn)行后處理，采用容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）重組獲得腰椎椎體容積圖像；應(yīng)用批處理（Batch）重組方法分別重組L3～4、L4～5、L5～S1椎間盤圖像，重組層厚/層間距：3 mm/3 mm，窗寬/窗位：350 HU/40 HU。由2位高年資主治醫(yī)師采用自定標(biāo)準(zhǔn)盲式評(píng)估方法，依據(jù)空間分辨率、噪聲及偽影對(duì)6組不同掃描參數(shù)所獲得的圖像以及每個(gè)患者掃描所受到的總的輻射劑量進(jìn)行綜合評(píng)估打分，重點(diǎn)評(píng)估不同掃描參數(shù)下椎間盤病變顯示的清晰度、診斷的可靠性及受到的輻射劑量。

2 結(jié)果

2.1 輻射劑量評(píng)價(jià)

6組不同管電流、螺距及旋轉(zhuǎn)速度得到的輻射劑量見表1。

表1 CT原始掃描參數(shù)與改變掃描參數(shù)后輻射劑量的對(duì)比

由表1可知，改變管電流、螺距及旋轉(zhuǎn)速度可使患者所受到的輻射劑量有明顯的改變。采用SPSS 13.0對(duì)不同掃描參數(shù)各組容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）、劑量長度乘積（dose-length product，DLP）值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，各組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。相對(duì)于A組原始掃描參數(shù)，B組CTDIvol值下降了14.29%，DLP值下降了12.64%； C組CTDIvol值下降了67.87%，DLP值下降了65%；D組 CTDIvol值下降了 62.49%，DLP值下降了58.45%；E組CTDIvol值下降了50%，DLP值下降了48%；F組CTDIvol值增加了24.86%，DLP值增加了29.7%。

2.2 圖像噪聲與輻射劑量比較

對(duì)6種不同條件下CT掃描的圖像噪聲（如圖1（a）～（f）所示）與輻射劑量進(jìn)行比較，由2位高年資主治醫(yī)師對(duì)6組圖像進(jìn)行盲式閱片評(píng)價(jià)，結(jié)果見表2。

注：腰部前后徑194.6 mm，采用350 mA、0.516∶1、0.8 s/r掃描條件，圖像椎間盤、脊髓、硬膜囊、神經(jīng)根顯示清楚，但輻射劑量高（a）A組CT圖

注：腰部前后徑200.6 mm，采用300 mA、0.516∶1、0.8 s/r掃描條件，圖像椎間盤、脊髓、硬膜囊、神經(jīng)根顯示清楚，輻射劑量較A組低（b）B組CT圖

注：腰部前后徑200.7 mm，采用300 mA、1.375∶1、0.8 s/r掃描條件，圖像椎間盤、脊髓、硬膜囊、神經(jīng)根對(duì)比度略差，圖像噪聲增加，但輻射劑量低（c）C組CT圖

注：腰部前后徑164.2 mm，采用350 mA、1.375∶1、0.8 s/r掃描條件，圖像椎間盤、脊髓、硬膜囊、神經(jīng)根顯示較好，輻射劑量低（d）D組CT圖

注：腰部前后徑200.7 mm，采用350 mA、0.516∶1、0.4 s/r掃描條件，圖像椎間盤、脊髓、硬膜囊、神經(jīng)根顯示較好，輻射劑量低（e）E組CT圖

圖1 腰椎椎間盤CT圖像

表2 圖像噪聲及輻射劑量的評(píng)價(jià)比較

2.3 患者體型與掃描劑量的關(guān)系

60例患者前后徑測試結(jié)果，最大的211.9 mm，最小的148.7 mm；以160、190 mm為界將患者分為偏瘦型、勻稱型、偏胖型。實(shí)驗(yàn)證明，在同等掃描條件、同等掃描層數(shù)下，偏胖型、勻稱型和偏瘦型其CTDIvol值、DLP值均相同，由此說明，當(dāng)掃描條件一定時(shí)，輻射劑量也就確定了。

3 討論

隨著多排螺旋CT的發(fā)展，CT在檢查過程中獲取大量影像信息的同時(shí)，也不可避免地給患者帶來了更多的輻射危害。除設(shè)備本身性能外，放射科技師的不同操作對(duì)輻射的影響也是不容忽視的。

設(shè)備是實(shí)現(xiàn)低劑量掃描的基礎(chǔ)[4]，掃描參數(shù)又決定著輻射劑量[5]。CT機(jī)在安裝、調(diào)試到正式使用過程中，各家公司為了獲得更理想的圖像，通常都會(huì)提高掃描參數(shù)作為常規(guī)掃描條件，以提升產(chǎn)品的競爭力，因此常規(guī)掃描條件有著很大的壓縮空間。根據(jù)國際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）規(guī)定的合理使用盡可能低的劑量放射檢查原則，每一位放射技師都有責(zé)任、有義務(wù)在不影響診斷的前提下，盡可能調(diào)整掃描參數(shù)，來降低公眾所受到的電離輻射劑量[6]。從本研究中可以看出，通過改變掃描參數(shù)，即管電流、螺距和機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度可以改變輻射劑量。A組選用原始掃描參數(shù)；F組在原始掃描參數(shù)基礎(chǔ)上提高了旋轉(zhuǎn)速度，其圖像質(zhì)量最好，但輻射最高；B組次之；C組降低了管電流，增大了螺距，其圖像質(zhì)量最差，但劑量最低；D組、E組一個(gè)是增大螺距，一個(gè)是降低旋轉(zhuǎn)速度，其圖像質(zhì)量均較好，能夠滿足臨床診斷需求，但輻射劑量相比較A組原始掃描參數(shù)降低了50%以上。同時(shí)，通過本研究發(fā)現(xiàn)，60例腰椎椎間盤多層螺旋CT掃描的患者當(dāng)中，腰部前后徑最大的274.6 mm，最小的148.7 mm，在同組掃描參數(shù)相同的條件下，CTDIvol值和DLP值是相同的，說明人體所接收的輻射劑量是由掃描條件決定的，與個(gè)體胖瘦無關(guān)。

綜上所述，調(diào)整CT掃描參數(shù)可以降低輻射劑量，同時(shí)也會(huì)影響圖像質(zhì)量，但影響圖像質(zhì)量的因素是多方面的[7]，管電壓固定時(shí)，管電流增大可降低圖像噪聲，圖像質(zhì)量好，輻射劑量高；但為了降低輻射劑量過多地降低管電流，會(huì)直接影響圖像的信噪比，使得圖像細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示困難[4]；增大螺距可以減少曝光時(shí)間，從而降低輻射劑量，但螺距過大會(huì)導(dǎo)致Z軸分辨率下降，使得圖像質(zhì)量降低[8]。因此，對(duì)于腰椎椎間盤多層螺旋CT檢查，建議采用D或E組掃描參數(shù)進(jìn)行掃描，即增加螺距，降低旋轉(zhuǎn)速度，適當(dāng)降低管電流，既可滿足診斷要求，又明顯降低了輻射劑量。關(guān)于低劑量掃描，不同機(jī)型及其掃描技術(shù)和方法的差異可出現(xiàn)各種研究結(jié)果[9-10]，本研究僅在GE 64排VCT中得出，其他機(jī)器是否可行，有待進(jìn)一步研究。

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（收稿：2014-02-20 修回：2014-07-24）

Technological improvement of low-dose multi-slice spiral CT scanning for lumbar disc diseases

HE Jian-cheng,LUO Lu-xian,ZHONG Zhi-hui,DU Kang
(Department of Radiology,the 94th Hospital of the PLA,Nanchang 330002,China)

ObjectiveTo explore the application and conditions of low-dose multi-slice spiral CT scanning for lumbar disc diseases.MethodsTotally 60 lumbar disc degeneration patients,aged from 30 to 65 years old,were divided equally into 6 groups of A,B,C,D,E and F.All the groups underwent CT scanning with different parameters,with the values of CTDIvoland DLP recorded.Blind evaluation with self-developed standard was carried out for the reconstructed image quality by VR and Batch.Two senior physicians graded the images as high,moderate and poor quality according to the resolution,noise,artifact and radiation dose.ResultsThe values of CTDIvoland DLP were significantly different in the groups when changing the tube current,pitch and stand rotation speed,with P＜0.05.When compared with the value of group A,CTDIvolhad the value decreased by 14.29%in group B,by 67.87%in group C,by 62.49%in group D,by 50% in group E and increased by 24.86%in group F;DLP had the value decreased by 12.64%in group B,65%in group C, by 58.45%in group D,by 48%in group E and increased by 29.7%.ConclusionRadiation dose to the examinee can be reduced by appropriate adjustment of the tube current and pitch,with high quality image acquired,which can be reduced by 58.45%with 350 mA tube current,120 kV tube voltage and 1.375∶1 pitch.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（11）：80-82]

multi-slice spiral CT;radiation dose;lumbar vertebra;pitch

R318；R445

A

1003-8868（2014）11-0080-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.11.080

何建成（1968—），男，工程師，主管技師，主要從事醫(yī)療影像設(shè)備維修及放射影像技術(shù)方面的研究工作，E-mail：he1yi1@126.com。

330002南昌，解放軍94醫(yī)院放射科（何建成，羅魯賢，鐘志輝，杜 康）