640層螺旋CT容積掃描模式與螺旋掃描模式對(duì)嬰幼兒肺部成像質(zhì)量及輻射劑量比較

張洪洋，郭文麗，陳志安，高廣振

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽　110004）

640層螺旋CT容積掃描模式與螺旋掃描模式對(duì)嬰幼兒肺部成像質(zhì)量及輻射劑量比較

張洪洋，郭文麗，陳志安，高廣振

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽110004）

目的：比較640層螺旋CT采用容積（Volume）掃描模式和螺旋（Helical）掃描模式檢查嬰幼兒肺部的成像質(zhì)量及輻射劑量，探討兩種掃描模式的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法：對(duì)100例嬰幼兒患者行肺部CT掃描，其中采用容積掃描模式50例，螺旋掃描模式50例。計(jì)算噪聲（Noise）及信噪比（CNR）；按1～5分評(píng)價(jià)診斷信息（圖像主觀噪聲、圖像總體質(zhì)量），記錄曝光時(shí)間與一次成功率。采用t檢驗(yàn)比較兩種方法組的圖像質(zhì)量、患者吸收有效輻射劑量、圖像噪聲、曝光時(shí)間及檢查序列數(shù)。結(jié)果：容積掃描模式較螺旋掃描模式兩組圖像各項(xiàng)診斷信息評(píng)分無差異（P＞0.05）。主客觀圖像噪聲基本相同（P均＞0.05）。有效劑量（ED）劑量降低（1.17±0.43，0.56±0.32，P＜0.05），曝光時(shí)間減少（0.5 s、（3±0.7）s），P＜0.05，一次成功率提高（96%、88%）。結(jié)論：應(yīng)用容積掃描模式可在掃描劑量減半的情況下獲得滿足診斷要求的嬰幼兒肺部CT圖像。

肺疾??；輻射劑量；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)

CT具有密度分辨率高及無組織重疊顯像等優(yōu)點(diǎn)，與常規(guī)X線胸片相比，CT對(duì)肺門、縱隔的顯示更清晰，對(duì)各種肺部疾病的早期診斷與鑒別診斷具有更高的敏感性和特異性，因而更有優(yōu)越性［1］。由于兒童處于生長(zhǎng)發(fā)育期，對(duì)射線的敏感性遠(yuǎn)高于成人，輻射引起損傷的危險(xiǎn)性比成人更大［2］?？刂苾和疌T檢查中的輻射劑量意義重大。本研究通過對(duì)640層螺旋CT低劑量容積（Volume）掃描與螺旋（Helical）掃描模式對(duì)小兒肺部成像的質(zhì)量及輻射劑量的比較，探討容積掃描模式在嬰幼兒肺部CT檢查中的優(yōu)勢(shì)。

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇我院2013年2—4月因肺部疾患行肺部CT檢查的學(xué)齡前小兒100例。實(shí)驗(yàn)組50例中男27例，女23例，年齡0～3歲，中位年齡1.5歲。對(duì)照組50例中男21例，女29例，年齡0～3歲，中位年齡1.6歲。均接受肺部CT掃描。本試驗(yàn)經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)并在其監(jiān)督下進(jìn)行，所有患者家屬均簽署知情同意書。

1.2儀器與方法

肺部CT掃描使用Toshiba 640層螺旋CT。患兒平躺雙臂上舉，采用雙平面定位，掃描范圍自肺底至肺尖。對(duì)兒童生殖腺用鉛圍裙進(jìn)行屏蔽。不能配合的小兒采用水合氯醛鎮(zhèn)靜（每公斤體質(zhì)量1～2 mL）后掃描。

螺旋掃描參數(shù)：80 kV，使用Sureexposure 3D自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)，探測(cè)器0.5 mm×64，重建層厚2 mm，層間隔2 mm，X線管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/rot，矩陣256×256。

容積掃描參數(shù)：80 kV，使用Sureexposure 3D自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)，探測(cè)器0.5 mm×140，重建層厚2 mm，層間隔2 mm，X線管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/rot，矩陣256×256。

1.3圖像質(zhì)量分析

由2位具有10年以上肺部閱片經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用盲法分別對(duì)兩組圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用PACS（東軟超影工作站2.0）顯示器（BARCO，E-3620）。屏蔽掃描參數(shù)和患兒基本信息，應(yīng)用固定的窗寬、窗位觀察圖像。肺窗：窗寬1 400 HU，窗位-600 HU；縱隔窗：窗寬350 HU，窗位50 HU。

圖像質(zhì)量評(píng)估包括主觀指標(biāo)和客觀指標(biāo)兩方面。主觀指標(biāo)：主觀圖像質(zhì)量評(píng)分和主觀圖像噪聲評(píng)分，兩者都應(yīng)用5分制打分，滿分為5分，主觀圖像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)基于解剖結(jié)構(gòu)及細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示、病灶情況及與周圍關(guān)系的顯示，圖像是否清晰銳利，組織的對(duì)比度，及縱隔窗、肺窗的偽影情況。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：不合格、完全不能滿足診斷要求為1分；較差、不能滿足診斷要求為2分；一般，能滿足診斷要求為3分；良好，能滿足診斷要求為4分；優(yōu)，能滿足診斷要求為5分。≥3分的圖像被認(rèn)為臨床可以接受。主觀圖像噪聲評(píng)估分值規(guī)定：太多噪聲、難以接受為1分；高于可接受的噪聲為2分；可以接受的噪聲為3分；較少的噪聲為4分；非常少的噪聲為5分?？山邮艿脑肼暠欢x為肺野中外帶2/3區(qū)域支氣管血管束顯示滿意，肺紋理和（或）病變與周圍組織界限清晰。圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)方法是根據(jù)人眼的主觀視覺系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，并通過具體的公式計(jì)算圖像的質(zhì)量。兩名醫(yī)師共同在每一份病例縱隔窗圖像左心室最大截面的上設(shè)置20～120 mm的感興趣區(qū)行CT值及標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)定，同時(shí)測(cè)量同層面同面積的背部肌肉CT值及標(biāo)準(zhǔn)差，測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)差平均值代表圖像的客觀噪聲。感興趣區(qū)的大小設(shè)定為同層面降主動(dòng)脈截面面積的1/2（圖1，2），經(jīng)比較，兩組圖像的客觀評(píng)價(jià)相差無幾。

輻射劑量測(cè)量：記錄CT劑量指數(shù)（Computed tomography dose index，CTDI）及CT劑量長(zhǎng)度乘積（Dose-length products，DLP）。采用公式DLP×k（k=0.026 mSv/（mGy·cm））計(jì)算患者有效輻射劑量（ED）。

圖1　容積掃描模式，測(cè)定興趣區(qū)CT值50 HU，圖像噪聲9.63?！D2　螺旋掃描模式，測(cè)定興趣區(qū)CT值54 HU，圖像噪聲10.52。Figure 1.　Volume scan mode，determining the CT value of 50 HU and image noise of 9.63 in the interest area.　Figure 2.　Spiral scan mode，determining the CT value of 54 HU and image noise of 10.52 in the interest area.

記錄曝光時(shí)間與檢查一次成功率（因移動(dòng)偽影等原因，不下床再次掃描序列）。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件。統(tǒng)計(jì)客觀噪聲和劑量數(shù)據(jù)，以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，應(yīng)用t檢驗(yàn)評(píng)估兩組間有無差異。主觀圖像質(zhì)量、主觀圖像噪聲采用平均值表示。采用秩和檢驗(yàn)比較等級(jí)資料2組主觀圖像質(zhì)量、主觀圖像噪聲評(píng)估分值的差異，應(yīng)用Kappa檢驗(yàn)觀察不同觀察者評(píng)定結(jié)果間的一致性，K≤0為相關(guān)性差；＞0～0.20相關(guān)性較差；＞0.20～0.40稍差；＞0.40～0.60相關(guān)性中等；＞0.60～0.80較好；＞0.80～1.00相關(guān)性好。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

所有患者均順利完成檢查。兩組患者一般資料（年齡、性別）差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t值分別為1.25、0.19，P＞0.05）。

兩組主觀圖像質(zhì)量比較見表1。兩組診斷接受率及主觀噪聲的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t值分別為0.38和1.90，P值均＞0.05）。兩組間輻射劑量及圖像噪聲比較見表2。兩種掃描方法輻射劑量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=33.4，P＜0.01）。容積掃描組平均輻射劑量較螺旋掃描組降低了61.8%。容積掃描組及螺旋掃描組圖像的主動(dòng)脈根部CT值及圖像噪聲的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t值分別為0.98和0.37，P值均＞0.05）。

表1　兩種掃描模式主觀圖像質(zhì)量比較

兩種掃描方法曝光時(shí)間分別為0.5 s、（3±0.7）s，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=33.4，P＜0.01）。一次成功率分別為96%和88%。

3　討論

兒童處于生長(zhǎng)發(fā)育旺盛期，細(xì)胞分裂速度遠(yuǎn)高于成人，對(duì)射線的敏感性是成人的10多倍，受照射致癌概率也遠(yuǎn)高于成年人，年齡越小風(fēng)險(xiǎn)性越大，降低CT輻射劑量可以相應(yīng)降低輻射的危險(xiǎn)性［2］。所以兒童CT檢查中輻射劑量的控制受到業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。CT輻射劑量受管電壓、管電流、掃描方式、曝光時(shí)間、重建算法及重建函數(shù)等多重因素影響。1990年Naidich等首先提出低劑量掃描，隨著優(yōu)化掃描程序、降低管電壓、自動(dòng)調(diào)整管電流、改進(jìn)原始數(shù)據(jù)重建算法等多種方式被研究和利用，輻射劑量已經(jīng)大幅降低［1-6］，然而，小兒肺部CT成像仍然面臨掃描時(shí)間長(zhǎng)、呼吸運(yùn)動(dòng)偽影大、一次成功率低等難點(diǎn)。

Toshiba 640層螺旋CT容積掃描是目前探測(cè)器最寬的CT設(shè)備，具有0.5 mm×640排探測(cè)器排列，采用容積掃描方式，0.35 s旋轉(zhuǎn)一周掃描能夠覆蓋16 cm范圍并完成640層圖像，球管旋轉(zhuǎn)一周能夠覆蓋人體的絕大部分器官并獲得0.5層厚的各向同性信息，為小兒肺部成像帶來了新的機(jī)遇。

CT圖像質(zhì)量由圖像對(duì)比度、空間分辨率、圖像噪聲和偽影4個(gè)因素決定，這些因素最終決定圖像的敏感性（顯示低對(duì)比度結(jié)構(gòu)的能力）和圖像細(xì)節(jié)的可讀性［3］。本研究顯示，兩種掃描方法得到的小兒肺部圖像質(zhì)量均較好。2組間圖像質(zhì)量的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。文獻(xiàn)報(bào)道采用自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)、自適應(yīng)迭代重建技術(shù)均能在降低輻射劑量的同時(shí)，獲得穩(wěn)定的圖像質(zhì)量［4-5］。

640層螺旋CT的一次性軸位容積掃描與傳統(tǒng)的CT掃描方式相比較，有效輻射劑量顯著降低達(dá)60.0%。其原因主要有兩方面：首先，容積掃描是軸掃，所有圖像均為真正的同時(shí)相掃描與成像。其次，容積掃描大大縮短了掃描時(shí)間，在我們的研究中，不僅是曝光時(shí)間減少，而且由于曝光時(shí)間短，較容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影的兒童檢查的成功率也明顯升高，從而提高了工作效率。

綜上所述，本研究結(jié)果提示，應(yīng)用640層螺旋CT行兒童肺部檢查時(shí)應(yīng)用容積掃描模式，相對(duì)螺旋掃描，能夠顯著提高射線的利用效率，獲得良好圖像質(zhì)量，大幅度降低輻射劑量，提高檢查成功率，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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Comparison of imaging quality and radiation dose between volume scan mode and spiral scan mode of 640-slice spiral CT in infant lungs

ZHANG Hong-yang，GUO Wen-li，CHEN Zhi-an，GAO Guang-zhen
（Department of Radiology，Shengjing Hospital of China Medical University，Shenyang 110004，China）

R563；R814.42

B

1008-1062（2015）06-0449-02

2014-12-05

張洪洋（1983-），男，遼寧本溪人，技師。