雙源CT中錫濾過器在泌尿系結(jié)石檢出中的應(yīng)用

劉彥含，張古沐陽(yáng)，鄒婷婷，許梨梨，肖河，張寅生，金征宇，孫昊

泌尿系結(jié)石是我國(guó)泌尿外科常見疾病，在泌尿外科住院患者比例中居首位。近年來隨著我國(guó)飲食結(jié)構(gòu)的改變，泌尿系結(jié)石的發(fā)病率及疾病負(fù)擔(dān)也持續(xù)攀升[1]。CT是評(píng)估腎結(jié)石疾病的首選方式[2]。但由于CT掃描中輻射暴露具有引起癌癥的潛在風(fēng)險(xiǎn)[3]，使得許多腎結(jié)石病患者可能不愿意接受CT檢查，因此降低患者CT掃描劑量是臨床研究熱點(diǎn)問題。有研究表明，在第三代雙源CT中使用安裝有錫濾過器的新型掃描方案可以有效降低輻射劑量[4]。這種厚度為0.6 mm的濾過器主要吸收CT掃描中產(chǎn)生的低能量光子，而低能量光子對(duì)平掃圖像質(zhì)量的貢獻(xiàn)很小，并增加患者的輻射劑量。國(guó)外有關(guān)濾過器運(yùn)用的研究主要集中于肺、心血管檢查[5-6]及腹盆虛擬平掃圖[7]上，國(guó)內(nèi)外尚未見將錫濾過器運(yùn)用于結(jié)石檢出方面的報(bào)道。本文旨在通過探討運(yùn)用濾過器后平掃與常規(guī)平掃在結(jié)石參數(shù)測(cè)量以及腰大肌、空氣CT值、噪聲和信噪比(signal to noise ratio，SNR)等方面的差異，評(píng)價(jià)其臨床應(yīng)用的可行性。

材料與方法

1.研究對(duì)象

選取2017年8-9月在本院接受雙源CT泌尿系結(jié)石低劑量檢出成像的患者30例，其中男20例，女10例；年齡26～76歲，平均(46±12)歲。臨床檢查適應(yīng)癥為懷疑泌尿系結(jié)石的患者。篩選直徑>3 mm的結(jié)石進(jìn)行分析研究。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)同意，全部患者均簽署知情同意書。

2.設(shè)備與方法

采用Siemens Somatom Force雙源CT機(jī)?；颊呷⊙雠P位，先行常規(guī)腹盆部屏氣定位像，然后行常規(guī)及錫濾過器兩次腹盆部平掃。平掃參數(shù)：兩次掃描時(shí)管電壓分別為120 kV、Sn150 kV，參考管電流分別為147 mAs、130 mAs，開啟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)CARE Dose 4D，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間分別為0.5 s、0.25 s，準(zhǔn)直為192×0.6 mm，螺距0.9，視野354 mm，重建層厚1 mm，重建間距1 mm。掃描范圍為膈頂至恥骨聯(lián)合水平。

3.圖像分析

將所得圖像傳輸至GE PACS工作站，由1名具有3年臨床診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師調(diào)入層厚及間隔均為1 mm的120 kV、Sn150 kV圖像進(jìn)行分析，選擇基本相同的層面進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，確定結(jié)石最大界面進(jìn)行測(cè)量，測(cè)定目標(biāo)結(jié)石的長(zhǎng)徑、短徑和CT值(圖1)，再選取腰大肌及空氣測(cè)取CT值和噪聲，CT值為相應(yīng)興趣區(qū)(region of interests，ROI)的平均CT值，噪聲為標(biāo)準(zhǔn)差。信噪比(signal-noise ratio，SNR)為平均CT值與標(biāo)準(zhǔn)差的比值，即SNR=CT值/噪聲。記錄兩種檢查方法的輻射劑量。

由兩名有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生共同觀察兩次掃描圖像，對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)分。采用“5分”法評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)如下：1分，由于嚴(yán)重的偽影或圖像質(zhì)量很差導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)模糊，不能做出診斷；2分，由于偽影等因素導(dǎo)致圖像質(zhì)量較差，解剖細(xì)節(jié)不清，影響診斷；3分，圖像質(zhì)量尚可，大部分解剖結(jié)構(gòu)清晰，可對(duì)大部分圖像進(jìn)行診斷；4分，圖像質(zhì)量較好，解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)較清晰，可能存在少量偽影，但不影響診斷；5分，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀，無偽影，解剖細(xì)節(jié)清晰，診斷簡(jiǎn)便易行[8]。評(píng)分3分或以上表明圖像質(zhì)量可滿足臨床診斷需要。意見不一致時(shí)，共同商議確定最后評(píng)分。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

全部患者均順利完成泌尿系結(jié)石檢出低劑量CT檢查，選取長(zhǎng)徑大于3 mm結(jié)石共40例入組進(jìn)行分析。常規(guī)掃描組結(jié)石的長(zhǎng)徑、短徑及結(jié)石的平均CT值分別為(7.1±3.4) mm、(4.9±2.2) mm、(963.9±424.9) HU，而錫濾過器掃描組相應(yīng)指標(biāo)分別為(6.9±3.3) mm、(4.6±2.2) mm、(709.7±324.1) HU，常規(guī)掃描組均高于錫濾過器掃描組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表1)。

表1 結(jié)石的長(zhǎng)徑、短徑及興趣區(qū)的平均CT值

常規(guī)掃描組和錫濾過器掃描組腰大肌的CT值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，錫濾過器掃描組腰大肌噪聲高于常規(guī)掃描組水平，而SNR稍低于120 kV圖像(P<0.05)，常規(guī)掃描組和錫濾過器掃描組中空氣的CT值、噪聲及信噪比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表2)。

表2 興趣區(qū)的平均CT值、噪聲及信號(hào)噪聲比

常規(guī)掃描組(4.63±0.49)的主觀質(zhì)量評(píng)分略高于錫濾過器掃描組(4.13±0.77)，但兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，且二者圖像質(zhì)量均在3分以上。常規(guī)掃描組的平均CTDIvol為(6.80±1.27) mGy，錫濾過器掃描組為(2.92±0.25) mGy，錫濾過器掃描組所受到的輻射劑量比常規(guī)掃描組降低57%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 )。

圖1 1為結(jié)石長(zhǎng)徑，2為結(jié)石短徑，3為結(jié)石興趣區(qū)的CT值。a)常規(guī)掃描；b)錫濾過器掃描。

討 論

泌尿系結(jié)石在世界范圍內(nèi)非常普遍，其對(duì)身體造成的危害包括直接損傷、梗阻、感染或惡變。據(jù)報(bào)道我國(guó)腎結(jié)石的發(fā)病率達(dá)5.8%，且逐年遞增，從1994年至今泌尿系結(jié)石發(fā)病率增加了約75%[9]。

CT檢查因其準(zhǔn)確、快速、無創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)在泌尿系結(jié)石診斷、療效評(píng)價(jià)等方面發(fā)揮著重要作用。平掃CT已經(jīng)成為診斷急性腎絞痛的金標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以檢測(cè)到X線不顯影的尿酸結(jié)石和黃嘌呤結(jié)石，還可以根據(jù)CT值確定結(jié)石的密度以及結(jié)石距皮膚的距離，為體外沖擊波碎石的治療提供指導(dǎo)信息。近年來，更有不少研究表示雙能量CT可以在治療前鑒別泌尿系結(jié)石的主要成分，能區(qū)分尿酸和非尿酸結(jié)石，為治療方案的選擇提供更多有價(jià)值的信息，避免不必要的手術(shù)[10]。但由于泌尿系CT掃描范圍大，輻射劑量高帶來的潛在危害受到廣泛關(guān)注，為了最大限度地降低輻射暴露帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)已運(yùn)用多種技術(shù)降低輻射劑量[11]，包括自動(dòng)管電流調(diào)制、降低管電壓[5]和迭代圖像重建技術(shù)[12]。此外，在第三代雙源CT中球管后方安裝有錫濾過器的新型掃描方案可以有效降低輻射劑量[4]，本研究中錫濾過器掃描組所受到的輻射劑量比常規(guī)掃描組降低57%。這種厚度為0.6 mm的濾過器主要吸收CT掃描中產(chǎn)生的低能量光子，低能量光子對(duì)圖像質(zhì)量的貢獻(xiàn)很小，但會(huì)明顯增加患者的輻射劑量負(fù)擔(dān)。

既往研究已發(fā)現(xiàn)，結(jié)石大小長(zhǎng)期以來被用于評(píng)估泌尿系結(jié)石是否需要通過藥物治療的標(biāo)準(zhǔn)[13-15]。根據(jù)加拿大泌尿外科(Canadian Association of Urology，CUA)泌尿外科學(xué)指南提示：對(duì)<0.4 cm結(jié)石大約95%可自然排出，故本研究納入長(zhǎng)徑>0.3 cm結(jié)石入組研究。本研究顯示，第三代CT 120 kV、Sn 150 kV水平圖像中結(jié)石的長(zhǎng)徑、短徑及CT值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，120 kV水平圖像中結(jié)石的長(zhǎng)徑與短徑均略大于Sn150 kV水平，差值分別為(0.3±0.5) mm、(0.3±0.6) mm，均小于此次掃描重建層厚及間距均為1 mm，故筆者認(rèn)為兩者差異雖具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是不具有臨床意義，不會(huì)對(duì)結(jié)石的臨床處理流程產(chǎn)生影響。

SNR是衡量圖像抗干擾的能力，與掃描管電壓、管電流、圖像重建算法、層厚及后處理軟件有關(guān)。Bodelle等[16]研究表明標(biāo)準(zhǔn)100 kV、Sn100 kV水平圖像中噪聲及SNR差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證實(shí)使用光譜濾過器不會(huì)對(duì)平掃CT圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響。本研究中Sn150 kV水平圖像中腰大肌噪聲稍高于常規(guī)120 kV水平，而SNR稍低于120 kV圖像，但兩組空氣的CT值、噪聲及信噪比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示使用錫濾過器后圖像在某種情況下抗干擾能力稍低于普通掃描圖像。但對(duì)兩次掃描圖像進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，錫濾過器掃描圖像質(zhì)量與常規(guī)平掃相近，因此在CT泌尿系結(jié)石檢查中，可以使用錫濾過器掃描替代常規(guī)CT平掃，可降低57%的輻射劑量，與Haubenreisser等[4]及Kawai等[7]采用錫濾過器用于其他系統(tǒng)疾病CT檢查的研究結(jié)果一致。

本研究的局限性是未加入其他降低劑量CT掃描方法對(duì)比研究，這在以后的研究中可進(jìn)一步完善?？傊?，在第三代雙源CT泌尿系成像中，錫濾過器的運(yùn)用可以在保證圖像質(zhì)量的前提下，明顯減少無效輻射的劑量，具有重要而廣泛的臨床運(yùn)用價(jià)值。