小兒支氣管異物低劑量CT掃描條件及圖像質(zhì)量分析

南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院影像科 (江蘇 淮安 223300)

盧道延 金 剛 朱應(yīng)禮黃 偉 徐益明

小兒支氣管異物低劑量CT掃描條件及圖像質(zhì)量分析

南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院影像科 (江蘇 淮安 223300)

盧道延 金 剛 朱應(yīng)禮黃 偉 徐益明

目的 評價(jià)多層螺旋CT低劑量掃描條件對小兒支氣管異物圖像質(zhì)量的影響。方法 將60例誤吸異物的患兒隨機(jī)分成三組行低劑量CT掃描，CT掃描參數(shù)：管電壓分別為80/100/120kV，管電流均為30mAs，準(zhǔn)直器1.5mm，螺距1.15，重建軸位、斜冠狀位及VR圖像。用方差分析對3組患兒的年齡及掃描參數(shù)中各組劑量長度乘積(DLP)進(jìn)行比較分析，圖像質(zhì)量評價(jià)數(shù)據(jù)用構(gòu)成比χ2檢驗(yàn)。結(jié)果 三組患兒年齡無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，三組患兒CT掃描劑量長度乘積有顯著性差異，三組患兒CT圖像質(zhì)量評分無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論 在低管電流條件下，降低CT掃描管電壓(80kV)，可以進(jìn)一步降低輻射劑量，而不影響圖像質(zhì)量。

多層螺旋CT；低劑量；氣道；異物

小兒氣管支氣管異物是常見的胸部急癥，CT因檢查快捷、診斷準(zhǔn)確而逐漸取代傳統(tǒng)的透視成為主要的檢查方法。隨著CT硬件和后處理軟件的不斷發(fā)展與完善，多層螺旋CT(Multi-slice computed tomography，MSCT)診斷小兒支氣管異物的準(zhǔn)確度也越來越高，然而相對平片而言，CT檢查輻射劑量較高，對處于生長發(fā)育期的嬰幼兒有較大損害。本文探討低劑量CT掃描條件對圖像質(zhì)量的影響，從而選擇合理的掃描條件以達(dá)到降低輻射劑量且能準(zhǔn)確診斷的目的。

1 資料與方法

1.1 研究對象2014年6月～10月因誤吸異物而就診的患兒60例，按就診時(shí)間順序編號(hào)，將編號(hào)1～60隨機(jī)分成甲、乙、丙3組，每組20人，選用同一種掃描條件。60例患兒中男性36例，女性24例，年齡4個(gè)月～6歲，平均(2.05±1.33)歲。

1.2 儀器與方法使用西門子16層CT機(jī)(SOMATOM Sensation16)掃描，不能配合的患兒用10%水合氯醛0.5ml/Kg體重保留灌腸鎮(zhèn)靜睡眠后檢查，患兒取仰臥位，雙手舉過頭，腹部及以下身體用鉛衣遮擋。

1.3 掃描條件的選擇用西門子CT機(jī)專用水模代替人體進(jìn)行試驗(yàn)性掃描，水模中氣泡可以模擬支氣管斷面，觀察掃描條件和圖像質(zhì)量、輻射劑量的關(guān)系，以確定研究組所用的掃描條件，西門子16層CT機(jī)管電壓有120/100/80kV三種選擇，在選擇管電流時(shí)，由于選擇80kV管電壓條件下，管電流低于30mAs則被掃描程序禁止，因此管電流選擇50、30mAs兩組，所用掃描條件及所得數(shù)據(jù)如表1所示。掃描長度20cm，螺距1.15，開啟實(shí)時(shí)劑量調(diào)節(jié)(CARE Dose4D)，每種條件掃描3次；重建參數(shù)：層厚4.0mm，層距4.0mm，圖像重建卷積核：B20f。所得圖像選擇相同層面的圖像中心區(qū)域進(jìn)行測量，并記錄感興趣區(qū)的CT值與CT值標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。由水模掃描所得圖像及數(shù)據(jù)可以看出，隨著有效輻射劑量降低，圖像顆粒稍增粗，標(biāo)準(zhǔn)差增大(圖1-6)，水模中氣泡在各組圖像中均顯示清晰，邊緣光滑銳利，由兩位高年資診斷醫(yī)師評價(jià)圖像質(zhì)量無明顯差別。

由表1可以看出，管電流50mAs組輻射劑量明顯高于30mAs組；其它條件相同的情況下，準(zhǔn)直器1.5mm組與0.75mm組輻射劑量長度乘積(DLP)相同，但是1.5mm組明顯縮短了掃描時(shí)間，根據(jù)以上數(shù)據(jù)并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[1-5]，我們設(shè)定甲、乙、丙三組管電壓分別為80、100、120kV，管電流選擇30mAs，掃描程序中開啟“CARE Dose 4D”，準(zhǔn)直器選擇1.5mm，螺距1.15容積掃描，掃描范圍從氣管上端至肺底。

1.3 圖像重建及處理常規(guī)重建軸位兒童肺窗及縱隔窗，層厚4mm，層距4mm連續(xù)重建，重建卷積核分別為B30f、B60f，用相同的肺窗條件重建與氣管長軸平行的斜冠狀位圖像，層厚1.5mm，重建薄層軸位圖像層厚2.0mm、間距1mm重疊重建，圖像卷積核B20f，以上圖像均為設(shè)定好掃描完成后自動(dòng)重建，薄層軸位圖像在3D工作站做容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)重建，顯示氣管、支氣管三維立體圖像。

1.4 圖像質(zhì)量分析完成掃描重建及圖像后處理后，由2名本專業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的診斷醫(yī)師(高年資主治醫(yī)師和副主任醫(yī)師各1名)采用雙盲法，對軸位圖像、MPR及VR圖像在圖像等級(jí)和病變顯示方面進(jìn)行一致性評判，若結(jié)果不一致，則由兩人協(xié)商后取得一致性意見。所有診斷為支氣管異物陽性的病例與支氣管鏡檢進(jìn)行比較。圖像等級(jí)評判標(biāo)準(zhǔn)為：I級(jí)圖像：氣管、支氣管管壁光滑連續(xù)，無明顯偽影；肺窗圖像細(xì)膩，肺紋理清晰。Ⅱ級(jí)圖像：氣管、支氣管管壁稍欠光整，有少許偽影，但不影響診斷；肺窗圖像可見噪聲顆粒，肺紋理稍模糊。Ⅲ級(jí)圖像：氣管、支氣管管壁不光整，連續(xù)性不佳，有嚴(yán)重偽影，不能用于診斷；肺窗圖像模糊，有明顯噪聲顆粒。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對3組患兒年齡及掃描參數(shù)中各組劑量長度乘積(DLP)用方差分析(P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)，圖像質(zhì)量評價(jià)數(shù)據(jù)用構(gòu)成比χ2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

60例患兒均順利完成檢查，所得圖像清晰，無Ⅲ級(jí)圖像，三組不同管電壓掃描所得的軸位、斜冠狀位及VR圖像如圖7-15所示。60例患兒中，共發(fā)現(xiàn)43例異物，其中6例位于氣管，18例位于左主支氣管，右側(cè)主支氣管及中間支氣管19例，17例未發(fā)現(xiàn)異物，43例異物陽性患兒均經(jīng)支氣管鏡取出異物證實(shí)，異物主要為碎花生米、瓜子、碎蘋果肉等，17例陰性患兒留觀無異常后出院。三組患兒年齡、劑量長度乘積方差分析結(jié)果見表2，三組患兒組間年齡無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=0.908，P=0.409)，三組患兒DLP有顯著性差異(F=52.636，P＜0.001)，行LSD-t檢驗(yàn)兩兩組間比較，組間均有顯著性差異。圖像質(zhì)量評分及χ2檢驗(yàn)見表3，甲組Ⅰ級(jí)圖像14例、Ⅱ級(jí)圖像6例，見圖7-9，乙組Ⅰ級(jí)圖像13例、Ⅱ級(jí)圖像7例，見圖10-12，丙組Ⅰ級(jí)圖像15例、Ⅱ級(jí)圖像5例，見圖13-15，三組患兒圖像均能夠用于診斷，無一例Ⅲ級(jí)圖像，χ2檢驗(yàn)三組圖像質(zhì)量評價(jià)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

3 討 論

小兒氣管、支氣管異物是急診兒科常見的急癥。多數(shù)患兒年齡較小，平均在3歲以下，且部分患兒臨床表現(xiàn)不典型，容易造成誤診、延誤治療。隨著科技的發(fā)展，多層螺旋CT的掃描速度越來越快，其強(qiáng)大的三維重建后處理功能不斷完善，CT檢查不僅能夠更好的顯示異物大小、形態(tài)、密度及異物所在的位置等直接征象，同時(shí)對氣管、支氣管異物阻塞引起的阻塞性肺氣腫 、縱隔移位 、阻塞性肺不張及阻塞性肺炎也能夠準(zhǔn)確地顯示。在圖像后處理方法中，MPR可以重建任意平面的圖像，對氣管、支氣管在三維空間內(nèi)進(jìn)行有效的觀察，VR圖像能清晰、直觀、立體的顯示異物，以更好的觀察異物與支氣管的關(guān)系，為進(jìn)行臨床內(nèi)窺鏡手術(shù)提供可靠的理論支持[6]。

表1 水模掃描條件與圖像質(zhì)量關(guān)系

表2 三組患兒年齡、劑量長度乘積方差分析結(jié)果

表3 三組患兒圖像質(zhì)量評價(jià)

幼兒處于生長發(fā)育期，組織細(xì)胞對X線較成人更敏感。在接受相同X線輻射劑量的情況下，兒童受到的放射損傷及患癌風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)較成人大[7]。兒童形體較成人小，對X線吸收性相對較低，用相同的掃描參數(shù)，兒童的圖像噪聲比成人低，另外氣管及肺組織為含氣組織，與周圍組織具有良好的自然對比，因此低劑量CT掃描在兒童氣道異物的檢查中是完全可行的。低劑量CT掃描技術(shù)應(yīng)遵循最優(yōu)化(as low as reasonably achievable，ALARA)原則，即在能獲得質(zhì)量良好的CT圖像的情況下，盡可能合理地降低受檢者的輻射劑量。

降低CT檢查輻射劑量的方法主要有降低管電壓、降低管電流、縮短掃描時(shí)間三種方法。CT檢查的輻射劑量與管電流成正比，而與管電壓的平方成正比，因此降低管電壓對于降低輻射劑量的作用更顯著。目前國內(nèi)胸部低劑量CT檢查的研究多數(shù)都是采用降低管電流的方法，由于各廠家的CT機(jī)性能和配置不同，因而有關(guān)低劑量CT肺部掃描技術(shù)可用于臨床診斷的最小管電流，意見尚不統(tǒng)一，檢索相關(guān)文獻(xiàn)，多數(shù)學(xué)者使用的管電流在30～80mAs之間[1-3]。大多數(shù)學(xué)者使用120kV管電壓，也有少部分學(xué)者使用100kV管電壓[3]。本研究在采用30mAs管電流、1.5mm準(zhǔn)直的條件下(以1.5mm準(zhǔn)直代替0.75mm準(zhǔn)直，雖然降低了Z軸空間分辨率，但是明顯縮短了掃描時(shí)間，而Z軸空間分辨率可以通過重疊重建得到一定的彌補(bǔ))，研究80、100、120kV三組不同管電壓對成像的影響，結(jié)果顯示降低管電壓顯著降低了輻射劑量，但圖像質(zhì)量并無顯著性差異，因此在小兒支氣管異物CT檢查中，管電壓可以用80kV代替100及120kV，從而進(jìn)一步降低輻射劑量。

綜上所述，多層螺旋CT低劑量掃描在兒童氣管支氣管異物的檢查中能夠有效降低患兒的輻射劑量，同時(shí)能夠準(zhǔn)確診斷有無氣管支氣管異物以及異物的性質(zhì)、位置，值得臨床推廣應(yīng)用。

[1]梁慧,任慶芹.兒童氣管異物低劑量CT掃描及后處理圖像診斷價(jià)值的分析[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2014,24(8):1315-1317.

[2]韋建強(qiáng),張雅,劉勃.多層螺旋CT在小兒氣管支氣管異物診斷中的應(yīng)用[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,2014,30(11):1879-1882.

[3]高麗群，張成軍.低劑量多層螺旋CT三維重建對小兒氣管支氣管異物的診斷價(jià)值[J].中國醫(yī)師進(jìn)修雜志,2015,38(3):195-198.

[4]陳小宇.64排CT對支氣管異物的應(yīng)用研究[J].中國CT和MRI雜志,2012,10(6):49-50.

[5]馮錦蘭.多排CT對小兒支氣管內(nèi)異物的診斷價(jià)值[J].中國CT和MRI雜志,2015,13(6):22-24.

[6]Wang G，Pan ZX，Li HB，et al. Diagnosis and treatment of tracheobronchial foreign bodies in 1024 children[J].J Pediatr Surg,2012,47(7):2004-2010.

[7]Sodickson A,Baeyens PF,Andriole KP,et al.Recurrent CT, c u m u l a t i v e r a d i a t i o n exposure, and associated radiation-induced cancer risks from CT of adults[J]. Radiology,2009,251(1):175-184.

（本文圖片見封三）

(本文編輯:郭吉敏)

Analysis of Low Dose CT Scanning Conditions and Image Quality of Children’s Airway Foreign Bodies

LU Dao-yan, JIN Gang, ZHU Ying-li,et al．, Department of Radiology, Huai'an First People's Hospital, Nanjing Medical University, Huai'an 223300, Jiangsu Province, China

Objective To evaluate the effect of low dose MSCT scanning conditions on image quality for children's airway foreign bodies． Methods 60 patients with inhalation history of airway foreign bodies were randomly divided into 3 groups, and performed low-dose spiral CT scanning with the following parameters: 80/100/120kV, 30mAs, collimator of 1．5mm, pitch 1．15, and reconstructed the axial image, oblique coronal image and VR． The variance analysis was used to compare the age and dose length product (DLP) of the 3 groups of children and chi square test was used to analyze the data of image quality evaluation． Results There was no significant difference in age and the Image quality between the three groups, and there was significant difference between the three groups in CT scan dose length product． Conclusion Under the condition of low tube current, reducing the tube voltage(80kV) can reduce the radiation dose further and not affect the image quality．

MSCT; Low-dose; Airway; Foreign Body

R768.1+3

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.06.019

盧道延

2017-04-05