胸部CT檢查中iDose4迭代重建聯(lián)合管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用

信 瑞,孫海峰,劉純巖,劉建華,劉 洋,曲丹華

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院 1.放射科;2.呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，吉林 長(zhǎng)春130041)

計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)技術(shù)的發(fā)展使得CT機(jī)體積更大、分辨率更高、噪音更低，但這也增加了輻射暴露的風(fēng)險(xiǎn)[1]。在快速發(fā)展的多層螺旋CT領(lǐng)域，為了提高圖像質(zhì)量、診斷準(zhǔn)確性，輻射劑量的問(wèn)題可能已經(jīng)被忽視了[2]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外主要醫(yī)療公司引入的迭代技術(shù)受到了各臨床醫(yī)院的關(guān)注，飛利浦2011年引入的第四代迭代技術(shù)，即iDose4迭代技術(shù)就是其中之一[3]。本研究目的是使用飛利浦256層螺旋CT結(jié)合iDose4迭代重建與管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)來(lái)評(píng)估圖像質(zhì)量和輻射劑量。

1 材料與方法

1.1 一般材料

回顧性分析2019年5月至2019年7月在我院行256層胸部CT掃描的患者60例。其中第一組30例使用iDose4迭代重建與管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)行進(jìn)胸部CT非增強(qiáng)掃描。男性患者13例，女性患者17例，年齡范圍52-71歲，平均年齡64.56±9.78歲，平均身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)20.53 kg/m2。第二組30例使用常規(guī)固定管電壓和管電流方法。男性患者16例，女性患者14例，年齡范圍58-69歲，平均年齡61.23±6.35歲，平均BMI為 20.65 kg/m2。兩組患者的年齡，體重，身高以及BMI均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。納入標(biāo)準(zhǔn)包括咳嗽、呼吸困難、發(fā)熱、根據(jù)臨床醫(yī)生的建議或影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)異常的患者,這些患者進(jìn)行非增強(qiáng)的胸部CT檢查。排除不能配合檢查和年齡小于18歲同時(shí)要求身體質(zhì)量指數(shù)在18.5 kg·m2

1.2 儀器設(shè)備與掃描方法

使用飛利浦256層Brilliance iCT256。掃描部位設(shè)置為胸部CT檢查，掃描范圍為標(biāo)準(zhǔn)的從肺尖到肋膈角。所有患者均取仰臥位、頭先進(jìn)頭尾方向掃描，雙臂上舉舉過(guò)頭頂。語(yǔ)音自動(dòng)指令指示所有患者在成像過(guò)程中深呼吸并屏住呼吸。所有患者都在腹股溝處使用了鉛屏蔽。第一組掃描條件如下：管電壓120 Kv，管球旋轉(zhuǎn)速度0.5秒，螺距為1，管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)啟，層厚與層間距為5 mm，使用iDose4迭代重建技術(shù)。第二組掃描條件如下：管電壓120 Kv，管球旋轉(zhuǎn)速度0.5秒，螺距為1，管電流250 mAs,層厚與層間距為5 mm。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

降主動(dòng)脈的選擇我們手工繪制了一個(gè)大約120 mm2的感興趣圓形區(qū)域(ROI)，ROI的選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該盡量避開(kāi)軟斑塊、鈣化及條狀偽影，從而獲得降主動(dòng)脈CT衰減值的平均值(Hu)，并以其標(biāo)準(zhǔn)差為背景噪聲。肌肉組織的選擇在椎體旁肌肉繪制一個(gè)大約25 mm2圓形感興趣區(qū)避開(kāi)肌間隙并記錄其CT衰減值。每個(gè)CT衰減值都可以通過(guò)改變感興趣位置的方式測(cè)量4次并取其平均值。肺窗寬度(WW)=1150 HU，窗位(WL)=-550HU，縱隔窗寬度(WW)= 400HU,窗位(WL)=35HU，顯示圖像。圖像評(píng)估由兩名在放射線科工作10年以上工作人員獨(dú)立閱片。觀察者可以根據(jù)實(shí)際情況修改設(shè)置，以獲得更清晰的圖像。對(duì)所有圖像進(jìn)行評(píng)估，以明確肺窗中的支氣管和血管，以及縱隔窗中的縱隔、肺血管、胸壁和主動(dòng)脈。采用3分制[5]對(duì)主觀圖像質(zhì)量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。3分：優(yōu)秀，無(wú)模糊或人為干擾診斷;2分：中度、中度模糊或噪聲，圖像評(píng)價(jià)受到輕微限制;1分：不能接受，支氣管及血管邊緣模糊，噪音過(guò)大或無(wú)法診斷。

1.4 有效劑量評(píng)價(jià)

每次掃描結(jié)束后，記錄CT機(jī)自動(dòng)生成劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)和容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)。同時(shí)公式根據(jù)DLP×W等于患者的有效劑量(ED)，單位為mSv，W為組織權(quán)重因子。胸部的組織權(quán)重因子為 0.014 mSv/mGy[6,7]，計(jì)算患者的有效劑量。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS軟件(version 24,SPSS)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。年齡、體重、CT衰減值、DLP 、CTDIvol、ED等連續(xù)變量以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，主觀圖像質(zhì)量評(píng)分使用數(shù)據(jù)的頻率表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)連續(xù)變量進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)所有分析P<0.05顯示統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。沒(méi)有估計(jì)觀察者內(nèi)的變異性，因?yàn)槊總€(gè)放射科醫(yī)生只評(píng)估一次圖像。成像質(zhì)量分?jǐn)?shù)使用獨(dú)立性檢驗(yàn)。κ值小于0.20被認(rèn)為是表示輕微的一致;κ值為0.21 -0.40,表示中低等一致;κ值為0.41-0.60,表示中等一致;κ值為0.61-0.80,表示中高等一致;當(dāng)κ值高于0.81時(shí)，表示兩者幾乎一致。

2 結(jié)果

2.1 患者劑量的比較

兩組患者在掃描長(zhǎng)度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，第一組(325.27±31.24)cm對(duì)比第二組(327.12±38.28)cm(P=0.073)。第一組CTDIvol(9.81±1.1)mGy 對(duì)比第二組CTDIvol(16.9 mGy) (P<0.001)具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。第一組的DLP(389.76±45.78)mGy×cm和ED(5.46±0.97)mSv也比第二組的DLP(676.56±42.36)mGy×cm和ED(9.47±0.64)mSv(P<0.01)顯著降低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見(jiàn)表1。

表1 掃描劑量

2.2 兩組患者圖像的客觀比較

降主動(dòng)脈的平均CT值 第一組(42.23±6.06)Hu，第二組(39.08±6.37)Hu(P=0.071),兩組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。第一組肌肉組織(52.38±8.15)Hu，第二組(48.82±8.89)Hu(P=0.115),噪音第一組(7.58±1.44)Hu，第二組(7.77±1.35)Hu(P=0.386)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見(jiàn)表2。

表2 圖像CT值

所有掃描的圖像都被兩位放射科醫(yī)生評(píng)為優(yōu)秀或中等(圖1)。第一組與第二組獲得的掃描圖像平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒(méi)有顯著差異。兩位獨(dú)立閱片者對(duì)兩組患者的圖像主觀評(píng)估幾乎一致，第一組(κ=0.793)，第二組(κ=0.918)。

圖1 第一組非增強(qiáng)軸位胸部圖像縱隔窗(A)和肺窗(B)，第二組非增強(qiáng)軸位胸部圖像縱隔窗(C)和肺窗(D)。顯示第一組和第二組在縱隔窗(A和C)和肺窗(B和D)圖像質(zhì)量基本相當(dāng)。

3 討論

計(jì)算機(jī)斷層掃描是醫(yī)學(xué)檢查上電離輻射的主要來(lái)源[7,8]。由于其較高的時(shí)間分辨率和密度分辨率，已被廣泛接受用于體檢，特別是胸部CT[9]。為了減少CT成像過(guò)程中的輻射暴露，醫(yī)學(xué)工作者采用了多種方法，包括降低管電壓，增加螺距，使用管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(ATCM)，使用迭代重建算法。其中ATCM系統(tǒng)現(xiàn)在普遍用于減少輻射暴露[10-14]。在保持圖像的真實(shí)性的前提下,iDose4迭代重建技術(shù)可以提高密度分辨率和空間分辨率,同時(shí),結(jié)合其獨(dú)特的過(guò)濾函數(shù)來(lái)減少噪聲,從而達(dá)到低劑量的高質(zhì)量圖像[15-17]。

低輻射檢查一直是CT研究的重點(diǎn)。雖然降低管電壓是最簡(jiǎn)單和最直接的方法，但是較低的管電壓會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量的降低，因?yàn)檩^低的管電壓會(huì)產(chǎn)生更多軟的X光，這可能導(dǎo)致患者受照劑量的增加。同時(shí)低管電壓只適用于身體質(zhì)量指數(shù)較低的患者[18]。目前，大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道通過(guò)降低管電流來(lái)實(shí)現(xiàn)患者輻射劑量的降低。盡管管電流可以減少輻射劑量，但也減少了到達(dá)探測(cè)器的光子數(shù)量，從而減少了探測(cè)器接收的光子數(shù)量，并因此降低了圖像質(zhì)量。值得一提的是雖然CT是一種相對(duì)高輻射劑量的模式，但在某些情況下，CT已經(jīng)取代了高輻射暴露的模式，如肺部血管造影或支氣管造影。

在本研究中，我們使用256層螺旋CT進(jìn)行胸部成像。同時(shí)應(yīng)用iDose4迭代重建結(jié)合管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)患者的輻射劑量和圖像質(zhì)量進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在使用與未使用iDoes4結(jié)合管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)的情況下圖像質(zhì)量的主觀和客觀評(píng)價(jià)沒(méi)有顯著差異。與此同時(shí)，使用iDose4結(jié)合管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)成人胸部CT成像具有明顯降低劑量的作用。

簡(jiǎn)而言之，iDose4與自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)相結(jié)合，可以有效降低輻射劑量，滿足圖像質(zhì)量要求。突破CT低輻射成像的瓶頸，使CT技術(shù)得到更好的應(yīng)用。