正側(cè)位定位像技術(shù)在降低胸部CT輻射劑量中的應(yīng)用價(jià)值

李健，郭滿濤，楊曉，高芳，李娜，王春全

（1.陜西省人民醫(yī)院放射科，陜西 西安 710068；2.楊凌區(qū)醫(yī)院放射科，陜西 咸陽 712100)

正側(cè)位定位像技術(shù)在降低胸部CT輻射劑量中的應(yīng)用價(jià)值

李健1，郭滿濤2，楊曉1，高芳1，李娜1，王春全1

（1.陜西省人民醫(yī)院放射科，陜西 西安 710068；2.楊凌區(qū)醫(yī)院放射科，陜西 咸陽 712100)

目的 初步探討正側(cè)位定位像掃描技術(shù)在降低胸部CT平掃的輻射劑量中的應(yīng)用價(jià)值。方法選取2015年9～12月在我院4周內(nèi)行兩次64層螺旋CT胸部檢查的患者72例，第一次定位掃描只掃正位定位像，然后進(jìn)行定位、掃描；第二次采用正側(cè)位定位像進(jìn)行掃描，兩次掃描均打開CARE Dose 4D，并且其他掃描條件均相同。比較兩次輻射劑量及圖像質(zhì)量的主、客觀評價(jià)的差異。結(jié)果兩種掃描模式患者的圖像質(zhì)量主觀評價(jià)及客觀評價(jià)比較差異均無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)和有效劑量(ED)由正位定位像掃描的(4.82± 1.03)mSv和(2.31±0.48)mSv下降到正側(cè)位定位像的（4.12±1.20）mSv和(1.96±0.54)mSv；平均下降0.70 mSv (14.52%)及0.35 mSv(15.15%)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論在胸部CT掃描中正側(cè)位定位像掃描技術(shù)能在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，一定程度降低患者的輻射劑量，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

輻射劑量；體層攝影術(shù)；X射線計(jì)算機(jī)；胸部；定位像

隨著CT技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是CT技術(shù)在肺組織疾病的診斷及鑒別診斷能力的逐步凸顯，胸部CT的檢查明顯增多，并有逐步取代普通放射攝影檢查的趨勢。由此帶來的CT檢查輻射劑量問題已經(jīng)成為目前臨床關(guān)注的問題之一，甚至有學(xué)者預(yù)言醫(yī)療輻射的致癌效應(yīng)將成為危害公眾健康的一大問題[1]。本文通過64層螺旋CT胸部掃描通過加掃側(cè)位像，利用正側(cè)位定位像后，開啟自動(dòng)曝光控制(CARE Dose4D)技術(shù)的方法，其劑量確定及方法見圖1，初步探討其在滿足圖像診斷要求的前提下，降低CT掃描的輻射劑量的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年9～12月在我院4周內(nèi)行兩次胸部CT的患者72例，排除胸部手術(shù)、肺組織發(fā)育異常、外傷及無法配合呼吸的患者，期間內(nèi)患者體重變化在0.5 kg以內(nèi)。其中男性39例，女性33例，年齡23～92歲，平均(58.45±21.34)歲。所有患者均對檢查知情同意，并簽署知情同意書。

1.2 技術(shù)條件 72例患者均在德國西門子SOMATOM Sensation 64層螺旋CT機(jī)完成研究。掃描前去除掃描范圍內(nèi)影響圖像質(zhì)量的異物，并做好患者的呼吸訓(xùn)練，保證患者呼吸配合良好，囑患者聽取設(shè)備自帶錄音，采取吸氣末單次屏氣一次完成掃描?；颊唧w位均采取仰臥位，雙手抱頭。掃描范圍為肺尖至肋膈角尖端水平。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，重建矩陣512×512，X線管轉(zhuǎn)速0.5 s/r采集準(zhǔn)直64 mm×0.6 mm，層厚5 mm，螺距1.4，參考有效管電流為70 mAs。重建算法采用標(biāo)準(zhǔn)算法和肺算法同時(shí)進(jìn)行。所有掃描均打開CARE Dose 4D。每位患者第一次檢查時(shí)在正位定位像上定位，確定掃描范圍(肺尖至肋膈角尖端水平)，第二次復(fù)查掃描正側(cè)位像定位，掃描范圍參考第一次的掃描，保證兩次掃描的FOV及掃描長度均一致。

圖1 正側(cè)位定位像掃描自動(dòng)曝光技術(shù)劑量圖

1.3 圖像質(zhì)量評價(jià)

1.3.1 主觀評價(jià) 縱隔窗圖像主要觀察血管支氣管、周圍肺血管支氣管、主氣管、肺裂的顯示情況；掃描圖像傳至工作站，關(guān)閉患者相關(guān)信息，并分別設(shè)置肺窗和縱膈窗。肺窗窗寬1 500 HU，窗位-500 HU；縱隔窗400 HU，窗位50 HU。對每幅圖像進(jìn)行隨機(jī)編號，由2名主治醫(yī)師以上職稱的放射科醫(yī)師在進(jìn)行盲閱，并進(jìn)行評分后，最后對圖像意見不一者，共同閱片確定評分。圖像質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用5分法：5分為邊緣清晰，無偽影；4分為邊緣略模糊，無偽影；3分為邊緣略模糊，有少量偽影；2分為邊緣模糊，中等量偽影；1分為大量偽影，正常結(jié)構(gòu)中斷；0分為不能顯示正常結(jié)構(gòu)。肺窗圖像動(dòng)脈、胸壁骨和肌肉邊緣的銳利程度及縱隔內(nèi)結(jié)構(gòu)。

1.3.2 客觀評價(jià) 每個(gè)檢查均選取肺尖部胸鎖關(guān)節(jié)平面、主肺動(dòng)脈窗平面及右下肺靜脈平面的3個(gè)層厚為1 mm軸位肺窗圖像，每層面左、右兩肺分別取3個(gè)ROI，ROI均為正圓形(面積190～210 mm2)所有ROI都避開血管影，測量兩次掃描所有患者每層面同一部位肺CT值，取6個(gè)ROI CT值的平均值作為每層面的CT均值，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差(MSD)。同時(shí)將相同大小ROI置于右側(cè)肩胛骨區(qū)測量該部位肌肉的CT值及其標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，計(jì)算對比信噪比(CNR)及信噪比(SNR)， CNR=(SI肺實(shí)質(zhì)-SI胸壁肌肉)/SD肺；SNR=SI肺實(shí)質(zhì)/SD肺。其中SI肺實(shí)質(zhì)為肺實(shí)質(zhì)CT值均值，SI胸壁肌肉為胸肌CT值均值，SD肺為肺實(shí)質(zhì)的SD均值。所有值得測量均由一位醫(yī)師完成。

1.4 輻射劑量計(jì)算 每位患者掃描時(shí)機(jī)器自動(dòng)顯示：容積CT劑量指數(shù)(CTDIv01)、DLP及ED。有效劑量(ED)值根據(jù)公式ED=K×DLP計(jì)算。K值根據(jù)2003年英國的調(diào)查報(bào)告(NRPBW67)給出的常數(shù)K= 0.014 mSv·mGy·cm[2]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，組間比較行配對t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩次肺部CT掃描圖像輻射劑量比較 常規(guī)正位定位像掃描組掃描劑量CTDIvol、ED與正側(cè)位定位像組掃描劑量比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，CTDIvol與常規(guī)正位像掃描組比較平均下降0.70 mSv (14.52%)，ED平均下降0.35 mSv(15.15%)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表1。

表1 兩次肺部CT掃描圖像輻射劑量比較（mSv，±s）

表1 兩次肺部CT掃描圖像輻射劑量比較（mSv，±s）

組別CTDIvol ED正位定位像組正側(cè)位定位像組t值P值4.82±1.03 4.12±1.20 2.338 0.021 2.31±0.48 1.96±0.54 2.228 0.031

2.2 兩次CT掃描的圖像質(zhì)量評價(jià) 正側(cè)位定位像組不論客觀評價(jià)的MSD、CNR及SNR與常規(guī)正位定位像掃描的客觀評價(jià)值大致相當(dāng)，兩組間客觀評分無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表2)；兩組的主觀評分均大致在4分左右，兩組間評分亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表3)。

表2 兩次CT掃描圖像客觀評價(jià)指標(biāo)比較(±s)

表2 兩次CT掃描圖像客觀評價(jià)指標(biāo)比較(±s)

組別MSD CNR SNR正位定位像組正側(cè)位定位像組t值P值29.34±10.02 29.15±10.10 0.634 0.715 33.54±10.32 34.25±11.08 0.725 0.683 36.03±13.30 35.72±15.20 0.236 3.258

表3 兩次掃描的三層選擇層面主觀評分比較(分，±s)

表3 兩次掃描的三層選擇層面主觀評分比較(分，±s)

組別 肺尖部胸鎖關(guān)節(jié)平面主肺動(dòng)脈窗平面右下肺靜脈平面正位定位像組正側(cè)位定位像組t值P值3.82±0.71 3.89±0.61 1.176 0.187 4.03±0.42 4.05±0.39 0.532 1.036 4.37±0.44 4.29±0.41 1.586 0.104

3 討 論

隨著CT應(yīng)用的增加，CT的輻射危害越來越引起人們的重視，如何在不影響胸部CT圖像質(zhì)量的前提下，盡可能降低輻射劑量成為CT胸部檢查技術(shù)最求的目標(biāo)。本研究主要利用AEC技術(shù)聯(lián)合正側(cè)位定位像掃描在降低胸部CT掃描輻射劑量方面的可行性。

3.1 正側(cè)位定位像掃描自動(dòng)曝光技術(shù)原理及臨床可行性 目前，胸部CT掃描降低輻射劑量的方法有降低管電壓、降低管電流和自動(dòng)曝光技術(shù)、縮短掃描范圍等[3-8]，早期研究發(fā)現(xiàn)，充氣良好的肺部組織的CT值為-810～-860 HU，低密度病變在肺組織中比實(shí)質(zhì)臟器中更容易顯示，且不易受噪聲的影響[9-10]。在一定范圍內(nèi)降低管電流，對于在肺窗上觀察病變并無影響。因此，通過降低管電流來降低胸部掃描輻射劑量的方法是應(yīng)用最多的方法，但這種單純的低管電流掃描技術(shù)導(dǎo)致圖像噪聲及偽影增加，特別是影響微小肺病灶的顯示[3-8，12]。自動(dòng)曝光技術(shù)是近年來常規(guī)使用的在保證多排螺旋CT圖像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射劑量的方法，其通過被掃描物體的大小及厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)管電流的大小，而非每次曝光的電流值，因而提高輻射劑量效率并使圖像的噪聲保持在較低的水平，以保證圖像質(zhì)量。而對于患者大小及厚度的估計(jì)來源于CT定位像掃描[11]。常規(guī)胸部螺旋CT掃描，只掃一個(gè)正位像，然后在正位定位像上定位，確定掃描范圍，設(shè)置好掃描參數(shù)，開啟自動(dòng)曝光技術(shù)，進(jìn)行掃描。但由于人體結(jié)構(gòu)在橫軸、矢狀位及冠狀位上存在不一致性，X線穿過人體時(shí)衰減就不同。因此CARE Dose4D技術(shù)聯(lián)合正側(cè)位定位像掃描技術(shù)，正側(cè)位兩個(gè)方向?qū)颊叽笮〖昂穸鹊倪M(jìn)行估計(jì)，理論上能夠更好的估計(jì)人體解剖各方向衰減特性的差異的不同，提高輻射劑量效率，在保證診斷要求圖像質(zhì)量的前提下，一定程度上降低了患者的輻射劑量。

3.2 輻射劑量與圖像質(zhì)量評價(jià) 正側(cè)位定位像掃描自動(dòng)曝光技術(shù)的掃描劑量依據(jù)正位及側(cè)位兩方面AEC共同確定掃描劑量，較單純的正位定位像掃描更能精確合理的，理論上能提高輻射劑量效率，降低患者的輻射劑量，并保證圖像的質(zhì)量，本研究也證實(shí)與正位像同等掃描范圍的條件下，正側(cè)位定位像掃描自動(dòng)曝光技術(shù)無論圖像的質(zhì)量的主觀評價(jià)還是客觀評價(jià)與常規(guī)正位像掃描無明顯差別，而ED下降15.15%，CTDIvol下降14.52%。常規(guī)正位像CT掃描，通過正位像來確定肺野的掃描范圍，然而這種方法很難確定肺底的位置，臨床上常常適當(dāng)向下方延長掃描范圍，以包括整個(gè)肺組織完整掃描，延長掃描范圍無疑增加了患者的輻射劑量。采用正側(cè)位定位像的掃描方式，能夠提高了肺底定位準(zhǔn)確性，因而減少了因肺底定位不準(zhǔn)確致掃描而延長掃描范圍導(dǎo)致的增加的輻射劑量。本研究顯示采用正側(cè)位定位像掃描，雖增加了側(cè)位像的掃描劑量，但文獻(xiàn)報(bào)道增加的輻射劑量[12]幾乎可以忽略。

目前低劑量胸部CT掃描尚未廣泛應(yīng)用于臨床，主要是擔(dān)心胸部CT掃描劑量的減低不能保證圖像質(zhì)量，業(yè)內(nèi)也沒用相關(guān)的指導(dǎo)方案，因此，大多數(shù)低劑量胸部CT掃描技術(shù)的臨床應(yīng)用仍長期處在研究階段[3-8]。本研究顯示進(jìn)一步說明了該方法臨床應(yīng)用的可行性。本研究局限性只是在利用采用CARE Dose4D技術(shù)，應(yīng)用正位加側(cè)位定位像定位、掃描，并沒有將所有不同患者的胸部CT掃描納入研究，也僅僅在德國西門子SOMATOM Sensation 64層螺旋CT機(jī)進(jìn)行，其他CT機(jī)型可能存在差異。應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行大規(guī)模的多因素研究、多中心研究，以期建立胸部低劑量CT掃描的掃描規(guī)范。

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Application value of anteroposterior and lateral scout scan in reducing the radiation dose in chest CT scanning.

LI Jian1,GUO Man-tao2,YANG Xiao1,GAO Fang1,LI Na1,WANG Chun-quan1.1.Department of Radiology,Shaanxi Provincial People's Hospital,Xi'an 710068，Shaanxi,CHINA;2.Department of Radiology,Yangling Demonstration Zone Hospital,Xianyang 712100,Shaanxi,CHINA

ObjectiveTo study the application value of anteroposterior and lateral scout scan in reducing the radiation dose in chest CT scanning.MethodsA total of 72 patients,who admitted to our hospital from Sep.2015 to Dec.2015 and treated with chest CT scan for 2 times within four weeks,were selected as the research objects.On the first time,chest CT scan was carried out with anteroposterior scout scan;at the second time,anteroposterior and lateral scout scan were performed,both being scanned with CARE Dose 4D technique,and other scanning conditions were the same.The difference between subjective and objective evaluation of radiation dose and image quality was compared.ResultsThere was no significant difference in subjective evaluation and objective evaluation of image quality between the two scanning modes(P＞0.05).The average volume CT dose index(CTDIvol)and average effective dose(ED)of anteroposterior scout scan respectively decrease from(4.82±1.03)mSv and(2.31±0.48)mSv to(4.12± 1.20)mSv and(1.96±0.54)mSv of anteroposterior and lateral scout scan,with the average decline of 0.70 mSv (14.52%)and 0.35 mSv(15.15%),respectively.There were significant differences between the two scanning modes (P＜0.05).ConclusionThe technique of anteroposterior and lateral scout scan can decrease radiation dose without reducing the image quality and has some clinical significance.

Radiation dose;Tomography;X-ray computed;Chest;Scout scan

R445

A

1003—6350（2017）03—0438—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.03.031

2016-08-20)

李健。E-mail：ljian2858@163.com