低管電壓CT聯(lián)合迭代重建技術在眼眶CT檢查中的應用

吳　迪，郭文力，趙　瓏，陳志安

（中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽　110004）

低管電壓CT聯(lián)合迭代重建技術在眼眶CT檢查中的應用

吳迪，郭文力，趙瓏，陳志安

（中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽110004）

目的：探討低管電壓聯(lián)合迭代重建技術（IR）在眼眶CT檢查中的應用價值。方法：2014年6月—2015年1月于我院行眼眶CT平掃患者90例，隨機分為120 kV組（A組）、100 kV組（B組）、80 kV組（C組），每組30例。A組行濾波反投影（FBP）重建，B組和C組行IR重建（idose3）。對各組進行圖像質量主觀及客觀評價，記錄各組輻射劑量。對圖像質量及輻射劑量進行統(tǒng)計學分析。結果：A、B、C組各組的有效劑量分別為（7.3±0.7）mSv、（4.5±0.3）mSv、（2.2±0.2）mSv，各組間差異有統(tǒng)計學意義。各組圖像均滿足診斷要求，圖像質量評分均高于3分，且兩觀察者對圖像質量評價的一致性好或非常好。低劑量組的圖像背景噪聲較常規(guī)劑量組高，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結論：低管電壓聯(lián)合IR技術在眼眶CT檢查中能明顯降低CT輻射劑量同時圖像滿足診斷要求。

眼眶；體層攝影術，螺旋計算機

CT檢查是高輻射影像檢查手段，隨著CT設備的普及以及CT檢查數(shù)量的增加，CT檢查帶來的輻射危害受到越來越多的關注，低劑量CT掃描已成為未來CT的發(fā)展趨勢。降低管電壓能顯著減低CT帶來的輻射，但是隨著管電壓的降低CT圖像噪聲明顯增加［1］。IR技術是近幾年發(fā)展起來的新型數(shù)據(jù)重建算法，與傳統(tǒng)FBP算法不同，IR技術可以通過數(shù)學模型來糾正和減低圖像的噪聲，顯著提高CT圖像質量［2-4］。本文探討低管電壓CT聯(lián)合IR重建在眶骨CT檢查中的應用價值。

1　材料和方法

1.1一般資料

2014年6月—2015年1月我院行眼眶CT平掃患者90例，簽署知情同意書后，隨機均分為3組，分別為120 kV組（A組）、100 kV組（B組）、80 kV組（C組），其中A組為常規(guī)劑量組，B組和C組為低劑量組，每組30例，每組共60個部位。其中男51例，女39例，年齡23～84歲，平均（52.6±16.98）歲，身高153～186 cm，平均（166.6±8.21）cm，體質量45～96 kg，平均（66.62±12.7）kg。

1.2檢查設備及掃描方法

使用PhiliPs公司的iCT（Brilliance iCT）256層螺旋CT掃描儀?；颊哐雠P于掃描床上，自頭側向足側掃描，掃描范圍包全整個眼眶。根據(jù)預先設計各組管電壓分別采用120kV、100kV和80kV，管電流均為250 mAs。掃描層厚1.0 mm，層間距0.5 mm，螺距0.399，準直128×0.625 5，矩陣512×512，F(xiàn)OV 200mm，旋轉時間0.4s。

1.3圖像后處理

常規(guī)劑量組行FBP重建，低劑量組進行IR重建（idose3），重建后的數(shù)據(jù)傳至PhiliPs IntelliSPace Portal工作站進行多平面重組 （MPR）及容積再現(xiàn)（VR）圖像后處理，重建后的數(shù)據(jù)傳至我院PACS系統(tǒng)（Neusoft PACS/RIS V5.5.02系統(tǒng)）。

1.4輻射劑量

記錄CT掃描時生成的CT劑量加權指數(shù)（CTDIvol）和劑量長度乘積（DLP），同時計算有效劑量（ED），ED=DLP×K，單位為mSv，其中K值為換算因子，K=0.002 1［5］。

1.5圖像質量評價

1.5.1圖像質量的客觀評價

由一位研究者在不知掃描參數(shù)及分組的情況下，在PhiliPs IntelliSPace Portal后處理工作站，對各組眼眶軸位CT圖像進行圖像客觀評價。評價內容包括，分別選取雙側眼眶內直?。「梗?、雙側眼球玻璃體以及雙側眼眶內脂肪組織范圍為5～10 mm2的圓形感興趣區(qū)（ROIs）并測量CT值，其中眶內脂肪組織的CT值作為背景對照CT值 （測量ROIs區(qū)時選擇組織內密度均勻區(qū)，避開密度不均勻區(qū)）。選取同層面眼眶左側1 cm處5～10 mm2的感興趣區(qū)空氣的標準差作為背景噪聲（SD）。圖像信噪比（SNR）=組織的CT值的平均值/SD值。對比噪聲比（CNR）=興趣區(qū)CT值平均值-眶內脂肪組織CT值/SD值。

1.5.2圖像質量的主觀評價

由我院多年放射診斷經驗的影像診斷醫(yī)師在不知掃描條件和分組的情況下對各組的軸位圖像、MPR及VR進行質量評價，評價過程中采用固定窗寬及窗位 （窗寬600，窗位1 500），采用顯示器為BARCO（型號：E-3620）。評價標準采用5分制［6］，1分：圖像質量差，不能滿足診斷要求。2分：圖像質量稍差，圖像噪聲較多。3分：圖像質量尚可，圖像質量符合診斷要求。4分：圖像質量好，圖像噪聲較少。5分：圖像質量很好，無圖像噪聲。圖像質量評分≥3分認為符合診斷要求。

1.6統(tǒng)計分析

采用IBM SPSS Statistics 19統(tǒng)計分析軟件。計量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差表述。組間的CT值、SD值、SNR值、CNR、掃描長度、DLP以及ED的比較采用單因素方差分析或Kruskal-Wallis秩和檢驗，兩兩比較采用LSD-t檢驗或秩變換后方差分析［7］。兩個觀察者之間圖像評分一致性采用KaPPa分析。統(tǒng)計學檢驗水準為a=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。兩觀察者對圖像質量主觀評價一致性采用KaPPa檢驗。KaPPa值≤0.2認為兩者間一致性差，＞0.2～0.4兩者間一致性一般，＞0.4～0.6兩者間一致性中等，＞0.6～0.8兩者一致性好，＞0.8～1.00兩者的一致性非常好。

2　結果

2.1圖像質量的比較

2.1.1圖像質量的客觀評價結果

常規(guī)劑量組及低劑量組患者的眼眶內直肌、眼球玻璃體以及眶后脂肪CT值、噪聲、SNR及CNR結果及背景噪聲結果見表1。

2.1.2圖像質量的主觀評價結果

常規(guī)劑量及低劑量組軸位、冠狀位MPR以及VR主觀評價結果見表2，兩評價者對圖像評價一致性好或非常好。軸位及MPR冠狀位圖像低劑量組圖像質量評分較常規(guī)劑量組低，但圖像質量均滿足診斷要求，VR重建后圖像質量低劑量組與常規(guī)劑量組圖像質量無顯著差異（圖1，2）。

表1　圖像質量客觀評價

2.2輻射劑量的比較

常規(guī)劑量組及低劑量組各組的CTDIvol、掃描長度、DLP及ED見表3，低劑量組有效劑量較常規(guī)劑量組明顯降低，各組間差異有統(tǒng)計學意義。

表2　主觀圖像質量評價結果

表3　各組輻射劑量的比較（±s）

表3　各組輻射劑量的比較（±s）

注：1：由于數(shù)據(jù)方差不齊，統(tǒng)計分析采用Kruskal-Wallis秩和檢驗；2：兩兩比較采用秩變換后的方差（LSD-t）分析。

120 kV（A組）　100 kV（B組）　80 kV（C組）　F值或χ2值　A vs B（P值）　A vs C（P值）CTDI（mGy）　31.9　19.5　9.6　-　-　-掃描長度（cm）　108.6±10.1　109.0±7.3　111.1±9.7　0.674　0.838　0.278 DLP（mGy/cm）　3463.1±323.5　2126.34±143.0　1066.9±93.4　79.1291　0.0002　0.0002ED（msv）　7.3±0.7　4.5±0.3　2.2±0.2　79.1291　0.0002　0.0002

圖1　為不同患者眼眶CT檢查圖像。圖1a～1c為眼眶軸位圖，圖1d～1f為眼眶MPR冠狀位圖，圖1g～1i為眼眶VR重建圖。其中圖1a、1d及1g掃描管電壓為120kV；圖1b、1e及1h圖采用管電壓為100kV；圖1c、1f及1i圖采用管電壓為80kV。圖1c和1f眼眶內肌、視神經及眼環(huán)邊界稍毛糙，圖像噪聲較圖1a、1b及1d、1f明顯，但均能清晰顯示眼眶內細微結構，圖像質量均滿足診斷要求。圖1g～1i示不同劑量下的VR圖像均能清晰顯示眼眶骨質結構，各圖像質量無顯著差異。Figure 1.　Orbit CT images of different Patients.Figure 1a～1c:orbital axial images；Figure 1d～1f:orbital coronal MPR；Figure 1g～1i:orbital VR reconstruction；the tube voltage of Figure 1a，1d and 1g was 120 kV；the tube voltage of Figure 1b，1e and 1h was 100 kV；the tube voltage of Figure 1c，1f and 1i was 80 kV.Figure 1c and 1f showed slightly rough boundary of orbital muscle，oPtic nerve and eye ring，whose image noise was obvious comPared with Figures 1a，1b and 1d，1f，all grouPs clearly showed the fine structure of the orbit and the image quality met the diagnostic requirement；Figure 1g～1i showed VR images of different doses could clearly show the orbital bone structure with no significant difference in the image quality.

3　討論

隨著高層建筑行業(yè)及交通運輸行業(yè)的發(fā)展，交通肇事和高處墜落等引起的嚴重創(chuàng)傷越來越多，眼眶骨折發(fā)生率明顯增加，眶骨骨折與四肢不同，眶骨骨質結構復雜且相互重疊，在普通頭顱平片檢查中容易漏診，因此CT檢查已經成為眼眶病變尤其是眶骨骨折的診斷以及術前術后評價的重要的影像學檢查手段［8-9］。隨著CT檢查次數(shù)的增加，CT檢查引起的輻射危害受到越來越多的關注［10］。眼球晶狀體、玻璃體及角膜對輻射尤其敏感，過量的輻射可能誘發(fā)白內障［11］，另外可能誘發(fā)腦組織及甲狀腺、唾液腺等腺體的癌癥［12］。因此，在圖像質量滿足診斷條件的前提下，盡量降低CT輻射劑量已成為CT檢查的原則［13-14］。降低CT輻射劑量的方法較多，主要有降低管電流、管電壓以及減少掃描次數(shù)及掃描時間等，但是隨著管電壓及管電流的降低，CT圖像噪聲也明顯增加［1，15］。

圖2　為1例顏面部多發(fā)骨折患者的眼眶CT圖像，經患者及家屬同意后同時進行了不同管電壓掃描。圖2a～2c為眼眶軸位圖，圖2d～2f為眼眶MPR冠狀位圖，圖2g～2i為眼眶VR重建圖。其中圖2a、2d及2g圖掃描管電壓為120 kV；圖2b、2e及2h圖采用管電壓為100 kV；圖2c、2f及2i圖采用管電壓為80 kV。雖然圖2c及2f圖噪聲較2a、2b及2d、2e明顯，但均清晰眼眶骨折眼眶骨折線、小骨碎片及鄰近副鼻竇內積液。圖2g～2i圖像質量均良好，VR圖能清晰顯示眼眶骨折線及小骨碎片。Figure 2.　A Patient with facial multiPle fractures underwent different tube voltages scanning after the Permission of family members.Figure 2a～2c:orbital axial images；Figure 2d～2f:orbital coronal MPR；Figure 2g～2i，orbital VR reconstruction；the tube voltage of Figure 2a，2d and 2g was 120 kV；the tube voltage of Figure 2b，2e and 2h was 100 kV；the tube voltage of Figure 2c，2f and 2i was 80 kV.Although the image noise of Figure 2c and 2f was obvious comPared with Figure 2a，2b and 2d，2e，however，the orbital fracture line bone chiPs and adjacent Paranasal effusion were clearly showed in all images；the image quality of Figure 2g～2i were good，and the fracture line and bone chiPs were clearly showed in VR image.

CT輻射劑量與管電壓的平方呈正比，因此，降低管電壓明顯降低CT輻射劑量。有研究表明結合智能管電壓及智能管電流技術能明顯降低眼眶輻射劑量［16］。本文中采用固定管電流（250 mAs），管電壓采用80 kV和100 kV兩組低劑量與120 kV常規(guī)劑量。低劑量組與常規(guī)計量組相比，CTDIvol、DLP明顯降低，且100 kV組較常規(guī)劑量組有效劑量降低約38%，而80 kV組降低約70%。

本研究中圖像質量客觀評價顯示，隨著管電壓的降低圖像的背景噪聲逐漸增高，與以往文獻報道［1，15］相符，但是100 kV組中組織的噪聲較常規(guī)劑量組低，這與低劑量組行迭代重建從而降低圖像噪聲相關［2-4］。100 kV組對眼眶內直肌的信噪比較常規(guī)劑量組無顯著差異，且組織對比信噪比低劑量組明顯高于常規(guī)劑量組，尤其在高密度組織（眼眶內直肌）中顯著，這可能與隨著管電壓的降低高密度組織的CT值增高更明顯而低密度組織 （眶內脂肪）CT值不增高反而降低相關。本研究中圖像質量的主觀評價由兩名有多年影像診斷經驗的放射科醫(yī)生盲法進行，兩觀察者對圖像質量評價的一致性好。結果顯示，低劑量組圖像的軸位及冠狀位MPR總體評分低于常規(guī)劑量組，這可能與隨著管電流的降低圖像的噪聲增高相關，但是兩組的圖像質量均滿足診斷要求，且低劑量組圖像對比度較常規(guī)劑量組明顯，經三維重建后各組的圖像質量評分相近，說明少許的圖像噪聲不影響三維重建后眶骨的圖像質量，因此，眶骨三維檢查中降低管電壓同時降低管電流有望進一步降低輻射劑量，但是選擇合適的管電流仍需要進一步研究。

綜上所述，低管電壓結合迭代重建技術是簡單有效的降低眼眶CT輻射劑量的方法，本研究的局限性在于未能對低劑量組與常規(guī)劑量組的影像診斷效能進行組間比較，因此，低劑量組能否良好顯示眼眶病變，有待進一步研究。

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Combined application of low tube voltage and iterative reconstruction for CT imaging of the orbit

WU Di，GUO Wen-li，ZHAO Long，CHEN Zhi-an
（Department of Radiology，Shengjing Hospital of China Medical University，Shenyang 110004，China）

Objective：To investigate the combined aPPlication value of low tube voltage and iterative reconstruction（IR）for CT imaging of the orbit.Methods：From June 2014 to January 2015 in our hosPital，90 Patients were referred for orbit CT. Patients were randomly assigned into three grouPs:120 kV grouP（grouP A），100 kV grouP（grouP B）and 80 kV grouP（grouP C），with 30 cases in each grouP.GrouP A underwent filtered back Projection（FBP）reconstruction while grouP B and C underwent IR reconstruction.Subjective and objective evaluations were Performed on image quality and radiation dose was recorded for each grouP，which were statistically analyzed.Results：The average effective dose of grouP A，B and C were（7.3±0.7）mSv，（4.5±0.3）mSv and（2.2±0.2）mSv resPectively.There were significant difference among grouPs.The images of the three grouPs all met the diagnostic requirement.All image quality scores were higher than 3 Points.The consistency of the two observers in evaluating image quality was either good or very good.The image background noise of low-dose grouP was higher than that of standard dose grouP，and the difference was statistically significant（P＜0.05）.Conclusion：Low tube voltage combined with IR algorithm in orbit CT examination can significantly reduce radiation dose，and the image quality can meet the diagnostic requirement.

Orbit；TomograPhy，sPiral comPuted

R777.5；R814.42

A

1008-1062（2015）09-0623-04

2015-03-03

吳迪（1983-），男，遼寧營口人，技師。

陳志安，中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院放射科，110004。