升高迭代率對(duì)降低嬰幼兒腹部增強(qiáng)CT輻射劑量的效果分析

于子川，謝雙雙，季倩，沈文（.天津醫(yī)院放射科，天津 3004；.天津市第一中心醫(yī)院放射科，天津 3009）

兒童的預(yù)期壽命長(zhǎng)、細(xì)胞分裂比例高，同等暴露劑量所致輻射風(fēng)險(xiǎn)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于成人。因此，在CT 檢查中應(yīng)盡可能降低輻射劑量［1-3］。降低管電壓和采用圖像重建技術(shù)均為降低CT 掃描輻射劑量的有效方法［4-5］。自適應(yīng)迭代重組（adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR）-V 為新一代迭代重建技術(shù)，同時(shí)具有降低輻射劑量、提高圖像質(zhì)量和系統(tǒng)重組速度快的優(yōu)點(diǎn)［5-6］。本研究將降低管電壓與升高ASIR-V 迭代率對(duì)嬰幼兒腹部增強(qiáng)CT 掃描的輻射劑量和圖像質(zhì)量影響進(jìn)行比較，旨在探討降低管電壓與升高ASIR-V 迭代率對(duì)嬰幼兒患者輻射劑量影響的對(duì)比關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

1.1.1 常規(guī)組：回顧性分析本院2016 年7 月—11 月 擬行或已行活體肝移植而行腹部增強(qiáng)CT 檢查評(píng)估肝臟血管和肝實(shí)質(zhì)情況的20 例嬰幼兒患者影像資料（組1）。納入標(biāo)準(zhǔn)：① 病例資料齊全，能獲取年齡、性別和體重信息；② 體質(zhì)量＜15 kg。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 圖像有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)偽影；② 因檢查時(shí)患兒移動(dòng)導(dǎo)致檢查失敗，影像資料不齊全。

1.1.2 低劑量組：連續(xù)收集2016 年12 月— 2017 年 12 月擬行或已行活體肝移植而需行腹部增強(qiáng)CT 檢查評(píng)估肝臟血管及肝實(shí)質(zhì)情況的嬰幼兒患者40 例，納入和排除標(biāo)準(zhǔn)同常規(guī)組。將患兒分為降低管電壓組和升高迭代率組2 個(gè)亞組。低劑量組各亞組的年齡、性別及體重與常規(guī)組匹配（表1）。

1.2 檢查方法：患兒均行腹部三期（動(dòng)脈期、門靜脈流入期、門靜脈期）增強(qiáng)掃描。采用美國(guó)GE Healthcare Revolution CT 掃描機(jī)。取仰臥位，CT 機(jī)縱軸定位光標(biāo)線對(duì)準(zhǔn)身體正中矢狀面，側(cè)面對(duì)準(zhǔn)腋中線，上下掃描范圍16 cm（以膈頂為起點(diǎn)），軸掃模式，掃描參數(shù)：X 線管旋轉(zhuǎn)速度0.35 s/周，層厚 5.00 mm，層間距5.00 mm，重組層厚1.25 mm，自動(dòng) 管電流調(diào)制技術(shù)（10 ～300 mA），噪聲指數(shù)為13，管電壓：常規(guī)組和升高迭代率組采用80 kVp，降低管電壓組采用70 kVp。ASIR-V：常規(guī)組和降低管電壓組采用40%，高迭代率組采用60%。對(duì)比劑采用碘佛醇 （含碘320 mg/ml），注射流率為0.7 ml/s，劑量為1.5 ml/kg。采用閾值觸發(fā)技術(shù)，ROI 置于胸主動(dòng)脈下段，自動(dòng)觸發(fā)閾值100 HU，觸發(fā)后延遲6 s 開始掃描動(dòng)脈期、門靜脈流入期（動(dòng)脈期結(jié)束后18 s）和門靜脈期（門靜脈流入期結(jié)束后18 s）。

表1 各組患兒一般資料比較和掃描條件

1.3 圖像分析

1.3.1 輻射劑量參數(shù)記錄及計(jì)算：參照掃描結(jié)束后機(jī)器自動(dòng)生成的劑量表，記錄每例患兒?jiǎn)纹趻呙璧腃T 容積劑量指數(shù)（CT dose index，CTDI）和劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP）。考慮到三期掃描各期的輻射劑量相等，只記錄單期的輻射劑量用于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。同時(shí)由1 名具有2 年腹部影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師在同一PACS 工作站上測(cè)量所有患兒掃描范圍中間位水平腹部的前后徑（anterior posterior dimension，AP）和左右徑（lateral dimension，LAT），計(jì)算患兒的體型特異性劑量評(píng)估 值（size-specific dose estimate，SSDE） 和 有 效劑量（effective dose，ED）。計(jì)算公式為：SSDE=f×CTDI，其中f 為f-s 換算系數(shù)，根據(jù)AP 和LAT之和在AAPM 204 號(hào)報(bào)告（AAPM 204 report，2011）中查閱。ED=k×DLP，其中k 為有效劑量權(quán)重因子，平均值為0.049（0 ～ 1 歲）或0.03（1 ～ 5 歲）。

1.3.2 圖像質(zhì)量評(píng)分：先隨機(jī)選取5 例患者影像資料，由2 名分別具有2 年和5 年腹部影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師共同在PACS 工作站上采用5 分法對(duì)各組的三期圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分訓(xùn)練，其中5 分為圖像非常好，無偽影，血管顯示十分清晰；4 分為血管顯示好，噪聲和偽影少；3 分為可供診斷需要；2 分為偽影嚴(yán)重，影響診斷；1 分為檢查失敗，無法診斷［7］。30 d 后2 名醫(yī)師在同一PACS 工作站采用上述評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)所有入組患兒的影像資料進(jìn)行獨(dú)立評(píng)估，評(píng)分過程中隱藏所有患兒的一般信息及掃描信息。三期圖像評(píng)分的平均值代表該患兒的圖像質(zhì)量評(píng)分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用Kolmogorov-Smirnov 檢驗(yàn)評(píng)價(jià)劑量資料是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。采用χ2檢驗(yàn)（性別）和單因素方差分析（月齡、體重）比較一般資料在3 組間的差異；采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）評(píng)價(jià)2 名放射科醫(yī)師圖像質(zhì)量評(píng)分的一致性，ICC 為0 ～0.40 為一致性低，0.41 ～0.60 為一致性中等，0.61 ～1.00 為一致性高。采用方差分析比較各劑量指標(biāo)及圖像質(zhì)量評(píng)分在 3 組間的差異，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)采用Bonferroni法進(jìn)行兩兩比較。P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.5 倫理學(xué)：本研究符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，得到醫(yī)院倫理委員會(huì)審批（審批號(hào)：2018N118KY）。

2 結(jié) 果

2.1 輻射劑量（表2）：降低管電壓組和升高迭代率組的單期CTDI、DLP、SSED 和ED 均明顯低于常規(guī)組（P ＜0.001），兩組的CTDI 分別降低33.3%和39.2%，DLP 分 別 降 低34.6% 和38.1%，SSED分別降低33.9%和40.9%，ED 分別降低12.2%和17.8%。升高迭代率組的各輻射劑量指標(biāo)均稍低于降低管電壓組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。

2.2 圖像質(zhì)量評(píng)分：兩名醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)分的一致性高（ICC=0.933）。3 組平均圖像質(zhì)量評(píng)分均≥ 3 分，滿足臨床診斷需求（圖1）。常規(guī)組的平均圖像質(zhì)量評(píng)分明顯高于各低劑量亞組（P ＜0.001），低劑量組間（降低管電壓組比升高迭代率組）的平均圖像質(zhì)量評(píng)分無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.262）（表2）。

3 討 論

3.1 降低管電壓和增加ASIR-V 迭代率對(duì)嬰幼兒腹部增強(qiáng)CT 輻射劑量的影響：前期研究中兒童腹部CT 掃描的管電壓為70 ～ 120 kVp 不等［8-9］。ASIR-V 相關(guān)研究顯示其最佳迭代率為40%或50%，且60%的圖像質(zhì)量與50%無差異［5，9］。因此，本研究在本單位常規(guī)采用80 kVp 和ASIR-V 迭代率40%掃描的基礎(chǔ)上，將管電壓降低至70 kVp 或調(diào)節(jié)ASIR-V 迭代率至60%。研究結(jié)果顯示，在其他掃描條件不變的情況下，降低管電壓和升高ASIR-V 迭代率均能明顯降低嬰幼兒腹部增強(qiáng)CT 的輻射劑量（12.2% ～ 40.9%不等），當(dāng)管電壓降低10 kVp 時(shí)，其輻射劑量與升高20% ASIR-V迭代率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明ASIR-V 迭代率增加20%對(duì)嬰幼兒輻射劑量的減低程度與管電壓降低 10 kVp 可達(dá)到類似效果。

表2 不同掃描條件單期輻射劑量及平均圖像質(zhì)量結(jié)果比較（±s）

表2 不同掃描條件單期輻射劑量及平均圖像質(zhì)量結(jié)果比較（±s）

注：兩兩比較顯示單期CTDI、DLP、SSED、ED 和平均圖像質(zhì)量評(píng)分在常規(guī)組與降低管電壓組、常規(guī)組和升高迭代率組間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.001），在低管電壓組與高迭代率組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 值分別為0.465、0.465、0.075、0.194、0.262）

主觀評(píng)分（分）常規(guī)組 20 0.51±0.06 8.94±1.40 1.15±0.12 0.35±0.08 4.26±0.30降低管電壓組 20 0.34±0.03 5.85±0.72 0.76±0.06 0.26±0.05 3.74±0.28升高迭代率組 20 0.31±0.04 5.53±0.75 0.68±0.07 0.21±0.03 3.50±0.53 F 值 87.178 59.234 133.127 20.100 19.377 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001分組 例數(shù)（例） CTDI（mGy）DLP（mGy-cm）SSED（mGy）ED（mSv）

圖1 A-C 為女，15 個(gè)月，活體肝移植術(shù)后，腹部三期增強(qiáng)掃描條件為80 kVp 和40%ASIR-V，可見血管顯示好，邊緣清晰，噪聲和偽影少。D-F 為女，8 個(gè)月，活體肝移植術(shù)后，腹部三期增強(qiáng)掃描條件為70kVp 和40%ASIR-V；G-I 為女，13 個(gè)月，活體肝移植術(shù)后，腹部三期增強(qiáng)掃描條件為80 kVp 和60%ASIR-V，均見血管邊緣略毛糙，噪聲和偽影仍較少

圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較顯示，將低管電壓組與升高迭代率組的圖像質(zhì)量評(píng)分明顯低于常規(guī)組，但均能滿足臨床診斷需求（≥3 分），且低管電壓組與高迭代率組的圖像質(zhì)量評(píng)分無差異，說明ASIR-V 迭代率增加20%與管電壓降低10 kVp對(duì)圖像質(zhì)量的影響程度也類似。因此，在臨床中采用自動(dòng)管電壓技術(shù)進(jìn)行個(gè)體化掃描時(shí)，如果掃描對(duì)象體質(zhì)量過大，機(jī)器給出的管電壓較高，這時(shí)可以通過在一定范圍內(nèi)增加ASIR-V迭代率來達(dá)到降低輻射劑量的 效果。

3.2 本研究的局限性及今后研究方向：納入的研究對(duì)象未配對(duì)，在今后的研究中筆者會(huì)收集臨床需要多次隨訪的嬰幼兒患者，在多次隨訪掃描中采用不同低劑量掃描條件，進(jìn)行配對(duì)比較，除去個(gè)體差異對(duì)研究結(jié)果的影響。

綜上所述，采用低管電壓和高ASIR-V 迭代率均能明顯降低嬰幼兒腹部增強(qiáng)CT 掃描的輻射劑量，在常規(guī)采用80 kVp，ASIR-V 40%的基礎(chǔ)上，管電壓降低10 kVp 與ASIR-V 迭 代 率 增 加20% 輻射劑量減低相似，且獲得的圖像質(zhì)量亦相似，均能滿足診斷 需求。