探究腕關(guān)節(jié)骨折行64排螺旋CT低劑量掃描的優(yōu)化條件

董學(xué)敏，劉崇兵，王麗娟，周忠春，蘇雅寧，董學(xué)斌

（1．昆明醫(yī)科大學(xué)附屬延安醫(yī)院 放射科，云南 昆明 650051；2．西安交通大學(xué)理學(xué)院，陜西 西安 710049）

腕關(guān)節(jié)外傷十分常見(jiàn)，而腕關(guān)節(jié)又是人體結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、骨骼最多的關(guān)節(jié)之一，個(gè)體差異不大。普通平片對(duì)于細(xì)小骨折難以發(fā)現(xiàn)、明確，以致延誤診斷。利用CT檢查的特異性及螺旋CT的高分辨率和圖像后處理技術(shù)，能更好探明細(xì)小骨折[1]。但是由于CT掃描技術(shù)不規(guī)范，各技師掃描參數(shù)不統(tǒng)一，輻射劑量常常過(guò)高。同部位腕部CT檢查的典型有效劑量值為5～7mSv，普通X線(xiàn)的劑量0.02～0.2mSv，CT的輻射劑量遠(yuǎn)高于普通X線(xiàn)的劑量。在不影響掃描圖像質(zhì)量的前提下，適當(dāng)降低腕關(guān)節(jié)輻射劑量，合理配置掃描參數(shù)，進(jìn)行個(gè)性化掃描，達(dá)到臨床掃描實(shí)現(xiàn)ALARA原則[2]（As Low As Reasonable），即盡可能在滿(mǎn)足不同臨床需求的同時(shí)給予盡可能低的輻射劑量從而獲得較滿(mǎn)意的圖像。目前臨床上降低CT輻射劑量的技術(shù)包括：低管電壓、低管電流、大螺距、心電門(mén)控技術(shù)及迭代重建算法等[3]。輻射劑量與管電壓的平方成正比，降低管電壓可有效減小輻射劑量，相應(yīng)X線(xiàn)的穿透能力會(huì)相應(yīng)減弱，從而影像圖像質(zhì)量降低。輻射劑量與管電流呈線(xiàn)性關(guān)系，降低管電流亦可減少輻射劑量，同時(shí)會(huì)增加圖像噪聲，影響密度分辨力。目前低劑量CT在胸部掃描的應(yīng)用已較為普遍，低劑量CT骨關(guān)節(jié)成像在肋骨、顳骨、鼻骨、兒童骨骼成像、腦梗死等方面有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[4-5]。本研究基于此情況擬探究64排螺旋CT腕關(guān)節(jié)骨折低劑量掃描條件的優(yōu)化方案，現(xiàn)報(bào)告如下。

資料與方法

一、一般資料 病例入選標(biāo)準(zhǔn)：臨床需要行腕關(guān)節(jié)CT檢查的患者。選取2017年1～8月到我院進(jìn)行腕關(guān)節(jié)檢查常規(guī)劑量檢查的患者69例，1～2月患者將其分為對(duì)照組A120KV，99-300mAs，3～4月分為實(shí)驗(yàn)組B120KV，30-50mAs，5～6月分為實(shí)驗(yàn)組C100KV，30-50mAs，7～8月分為實(shí)驗(yàn)組D 80KV，30-50mAs。對(duì)照組A常規(guī)劑量CT檢查，包含男性患者11例、女性患者4例，年齡16～82歲，平均年齡53.33歲，其中有2例患者顯示陰性，有13例患者檢出相應(yīng)病癥；實(shí)驗(yàn)組B采用低劑量CT檢查，包含男性患者7例、女性患者9例，年齡15～79 歲，平均年齡37.28歲，其中有1例患者顯示陰性，有17例患者檢出相應(yīng)病癥；實(shí)驗(yàn)組C采用低劑量CT 檢查，包含男性患者12例、女性患者5例，年齡10～79歲，平均年齡32.95歲，其中有3例患者顯示陰性，有16例患者檢出相應(yīng)病癥；實(shí)驗(yàn)組D采用低劑量CT檢查，包含男性患者11例、女性患者6例，年齡9～54歲，平均年齡28.43歲，其中有3例患者顯示陰性，有14例患者檢出相應(yīng)病癥，有2例圖像無(wú)法進(jìn)行診斷。AB、AC、AD兩兩對(duì)比患者一般資料無(wú)明顯差異（P＞0.05）。實(shí)驗(yàn)組患者均知情并簽署同意書(shū)，符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)相關(guān)要求，并與骨科協(xié)商同意該檢查使用低劑量。

二、檢查方法 到我院行腕關(guān)節(jié)CT檢查的患者，均采用Philips Ingenuity CT，并使用了動(dòng)態(tài)飛焦點(diǎn)雙倍采樣球管和納米探測(cè)器（為了增加數(shù)據(jù)采樣率），以提高圖像的空間分辨率和密度分辨率，Z 軸分辨率0.30mm。患者呈俯臥姿態(tài)，頭先進(jìn)并將上肢舉過(guò)頭置于掃描床上。利用沙袋壓好患肢前臂中段，避免患者運(yùn)動(dòng)。掃描范圍包含尺橈骨遠(yuǎn)端4cm及第三掌骨近端3cm含括整個(gè)腕關(guān)節(jié)，掃描長(zhǎng)度96cm，平均腕橫徑6.03cm，腕厚4.52cm。根據(jù)輻射劑量的不同，對(duì)照組15例患者常規(guī)劑量掃描參數(shù)120kv，99-300mAs；實(shí)驗(yàn)組50例患者低劑量掃描參數(shù)120kv 30-50mAs；100kv 30-50mAs，80kv 30-50mAs。

三、觀(guān)察指標(biāo) 圖像主觀(guān)評(píng)分、劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）、容積CT加權(quán)指數(shù)（CDTIvol）、噪聲的比較。

四、圖像獲取及評(píng)價(jià) 本課題由技師設(shè)定條件掃描完成后，所有圖像均采用level 6級(jí)重建技術(shù)對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重組，以橫斷面為基礎(chǔ)，MPR，VR 重組為輔，然后一位低年資的報(bào)告醫(yī)師與一位高年資的審核醫(yī)師對(duì)資料進(jìn)行探討和分析，評(píng)估主要圍繞著腕關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)顯示清晰度、腕骨骨小梁結(jié)構(gòu)清晰度及能否滿(mǎn)足診斷要求，參閱CT質(zhì)量評(píng)分文獻(xiàn)[6-7]，應(yīng)用5分制對(duì)圖像質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行評(píng)分：5 分，病變顯示清晰，無(wú)各類(lèi)偽影，滿(mǎn)足診斷要求；4 分，病變基本清晰，基本無(wú)偽影，達(dá)到診斷要求；3分，病變尚可分辨，基本無(wú)偽影或少量偽影，達(dá)到診斷要求；2分，圖像較模糊，無(wú)法達(dá)到診斷要求；1分，圖像模糊，難以區(qū)分病變，無(wú)法達(dá)到診斷要求。5分為優(yōu)，4分為良，3分為可用，1～2分為不可用。以2位醫(yī)師評(píng)分的算術(shù)平均值作為最終評(píng)分。分別選擇同層面腕關(guān)節(jié)大魚(yú)際肌肉為感興趣區(qū)，面積為50mm2，兩次測(cè)量噪聲取平均值計(jì)算。

結(jié) 果

一、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組檢查結(jié)果 常規(guī)劑量A組CT 檢查清晰顯示腕關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)、腕骨骨小梁結(jié)構(gòu)15 例；低劑量B組120KV，30-50mAs清晰顯示腕關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)、腕骨骨小梁結(jié)構(gòu)18例。低劑量C組100KV，30-50mAs檢查，清晰顯示腕關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)、腕骨骨小梁結(jié)構(gòu)19例；低劑量D組80KV，30-50mAs顯示清晰顯示腕關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)、腕骨骨小梁結(jié)構(gòu)15例，有2例圖像無(wú)法進(jìn)行診斷（后續(xù)重新進(jìn)行了常規(guī)劑量掃描）。確診出93處掃描骨折、5 處不穩(wěn)定/脫位、9例未見(jiàn)明顯骨折。CT檢查骨折、不穩(wěn)定/脫位的確診率100%。低劑量診斷效果與常規(guī)劑量比較，低劑量能滿(mǎn)足診斷要求。

二、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組掃描質(zhì)量評(píng)分結(jié)果 4組掃描條件所獲得圖像評(píng)分上差異，AB、AC 2組對(duì)比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1、2。AD 2組對(duì)比，圖像評(píng)分上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表3。

三、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組受輻射劑量結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的CTDIvol、DLP，AB、AC、AD兩兩對(duì)比并且數(shù)據(jù)差異明顯，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1、2、3。

四、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組掃描噪聲對(duì)比結(jié)果 掃描圖像層厚0.9mm，層間距0.6mm，輻射劑量降低，噪聲增加，測(cè)量噪聲結(jié)果4組數(shù)據(jù)對(duì)比，骨銳利算法A 組分別與B、C、D對(duì)比AB、AC、AD，軟組織平滑算法A組分別與B、C、D對(duì)比，AD 2組差異明顯，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；骨算法B、C 2組對(duì)比，軟組織算法AB對(duì)比、AC對(duì)比差異不明顯，見(jiàn)表1、2、3。

討 論

一、腕關(guān)節(jié)CT掃描 腕部外傷的發(fā)生，均伴有骨折、脫位，多數(shù)患者存在舟骨、鉤骨等部位的損傷。目前，臨床以X線(xiàn)作為腕關(guān)節(jié)外傷的首選診斷方法，但對(duì)部分損傷細(xì)節(jié)難以得到良好的診斷效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約30%腕骨骨折患者無(wú)法通過(guò)DR 攝影檢查做出準(zhǔn)確的臨床診斷，主要是由細(xì)小骨小梁斷裂、嵌插、重疊以及投照等方面因素所致[8]。常規(guī)軸位掃描：可清晰地顯示腕部非橫行細(xì)小骨折、橫向關(guān)節(jié)關(guān)系；MPR矢狀位重建：以舟骨長(zhǎng)軸為基礎(chǔ)，可清晰顯示骨折的背凸畸形，對(duì)骨折移位、壞死的診斷價(jià)值較高；本研究結(jié)果顯示，DR 攝影誤診率、漏診率均較高，不適用于腕骨損傷狀況的評(píng)估，且因結(jié)合了level 6級(jí)重建技術(shù)與蔡建國(guó)等人的研究結(jié)果，當(dāng)掃描條件降至100kV/40mAs 相比較[10]，輻射劑量更低，雖然患者劑量下降，主觀(guān)評(píng)分下降，但低劑量下的圖像重建（VR、MPR） 所得三維圖像仍能較好顯示解剖關(guān)系，能準(zhǔn)確顯示腕關(guān)節(jié)創(chuàng)傷空間信息，符合臨床需要。

二、輻射劑量 眾所周知，減低輻射劑量可以通過(guò)調(diào)節(jié)管電流（mAs）、管電壓（kV）、螺距（pitch） 等實(shí)現(xiàn)，本研究固定螺距、視野，通過(guò)減少管電流、管電壓，依次降低輻射劑量；實(shí)驗(yàn)組為達(dá)到減小掃描輻射劑量目的，適當(dāng)降低相應(yīng)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)組圖像質(zhì)量主觀(guān)評(píng)分略有下降。本研究通過(guò)對(duì)比CTDIvol、DLP來(lái)觀(guān)察輻射劑量。

三、本研究的局限性 樣本單一且樣本量小，沒(méi)有與外院進(jìn)行合作加大樣本量；CT掃描診斷腕關(guān)節(jié)骨折，未骨折的患者沒(méi)有去驗(yàn)證細(xì)小骨折的確診率、誤診率、漏診率的比較；未與X線(xiàn)劑量做比較；未找到骨關(guān)節(jié)的K值統(tǒng)計(jì)出有效劑量。

表1 A組和B組各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比（±s）

表1 A組和B組各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比（±s）

組別 mAs 評(píng)分 骨算法 標(biāo)準(zhǔn)算法A 組 139.93±26.44 4.89±0.26 29.95±4.18 10.19±4.07 B 組 43.88±5.84 4.82±0.21 28.89±4.74 8.93±2.24 t 14.474 0 0.656 1.092 P＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 CTDI 9.11±1.65 2.83±0.42 15.091＜0.05 DLP 211.96±55.57 63.16±13.21 10.656＜0.05

表2 A組和C組各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比（±s）

表2 A組和C組各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比（±s）

組別 mAs 評(píng)分 骨算法 標(biāo)準(zhǔn)算法A 組 139.93±26.44 4.89±0.26 29.95±4.18 10.19±4.07 C 組 49.79±0.61 4.79±0.41 37.17±5.71 8.35±1.17 t 14.411 1.940 3.980 1.829 P＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 CTDI 9.11±1.65 1.89±0.33 18.068＜0.05 DLP 211.96±55.57 40.02±11.98 12.715＜0.05

表3 A組和D組各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比（±s）

表3 A組和D組各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比（±s）

組別 mAs 評(píng)分 骨算法 標(biāo)準(zhǔn)算法A 組 139.93±26.44 4.89±0.26 29.95±4.18 10.19±4.07 D 組 50.00±0.00 3.24±0.73 53.30±7.03 16.34±3.32 t 13.577 9.066 10.876 4.562 P＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 CTDI 9.11±1.65 0.90±0.00 19.902＜0.05 DLP 211.96±55.57 17.65±5.92 13.871＜0.05

迭代重建技術(shù)還有不同的級(jí)別，本研究只運(yùn)用了其中一種level 6級(jí)，今后工作中可以嘗試使用level 7 級(jí)。目前，多排螺旋CT在腕關(guān)節(jié)外傷診斷方面的應(yīng)用越來(lái)越普及，通過(guò)MPR，VR等綜合運(yùn)用，可立體顯示腕關(guān)節(jié)骨折、不穩(wěn)定、脫位等實(shí)際狀況，能為臨床醫(yī)師制定合理的治療方案提供重要理論依據(jù)[11]。

綜上所述，針對(duì)腕掌外傷患者而言，應(yīng)以DR攝影為基礎(chǔ)。若懷疑骨折，128層螺旋CT掃描參數(shù)100kv，30-50mAs，CTDIvol1.57-2.91，螺距0.80，level 6 級(jí)重建技術(shù)，層厚0.9mm，0.6mm層間距，CT 低劑量掃描予以明確是否有細(xì)小骨折。掃描后進(jìn)行圖像重建，然后進(jìn)行MPR，VR圖像處理。64排螺旋CT已經(jīng)廣泛普及，CT低劑量掃描已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，在滿(mǎn)足臨床診斷的前提下，規(guī)范腕關(guān)節(jié)CT 低劑量掃描，獲取相對(duì)優(yōu)質(zhì)圖像，制定合理低劑量掃描方案，降低患者的輻射劑量，減少CT球管損耗，互惠共贏。希望廣大技師能了解低劑量的社會(huì)價(jià)值并運(yùn)用到實(shí)際臨床工作中。