sn150 kVp能譜純化技術(shù)在顳骨CT低劑量掃描中的研究

王青云，汪時(shí)雨，覃達(dá)賢，李曉丹，郭宏偉，陳書筱，伍珊珊

（中山大學(xué)附屬東華醫(yī)院放射科 廣東 東莞 523220）

空間高分辨CT掃描對(duì)顳骨病變顯示有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但顳骨周圍有晶狀體、甲狀腺等射線敏感器官，降低輻射劑量尤其重要[1]，而第三代雙源CT系統(tǒng)能譜純化技術(shù)可降低輻射劑量[2]。本研究目的是比較能譜純化技術(shù)和常規(guī)方案之間輻射劑量和顳骨解剖結(jié)構(gòu)顯示差異，探討顳骨低劑量掃描可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性連續(xù)收集我院2020年10月—2021年1月期間行顳骨CT掃描患者50例，隨機(jī)分為常規(guī)劑量組和能譜純化組，每組25例。其中能譜純化組男12例，女13例，年齡21～57歲，平均34歲；常規(guī)劑量組男19例，女6例，年齡24～49歲，平均31歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：有可能產(chǎn)生偽影的金屬義齒、牙齒矯正器及金屬耳環(huán)；已懷孕女性。檢查前所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

所有顳骨CT掃描均在西門子第三代雙源CT（SOMATOM Definition Force；Siemens Healthcare，F(xiàn)orchheim，Germany）上完成。常規(guī)劑量組管電壓開啟CARE Dose4D和CARE kV（Quality mAs 114，Ref kV 130）；能譜純化組開啟CARE Dose4D，管電壓sn150kVp，Quality mAs 200。其它掃描參數(shù)和重組參數(shù)均相同：準(zhǔn)直器64×0.6 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間1.0s，Pitch值0.8，骨窗和軟組織窗的軸位和冠位圖像重建層厚1 mm，間隔1 mm，骨窗Kernel值Ur77，F(xiàn)OV 150 mm×150 mm，重建算法采用高級(jí)建模迭代重建算法（advanced modeled iterative reconstruction, ADMIRE），強(qiáng)度3。

1.3 圖像質(zhì)量分析

圖像傳輸?shù)絪ygo.via專用工作站，每個(gè)患者僅評(píng)估一側(cè)顳骨，兩組共50個(gè)顳骨納入評(píng)價(jià)。

（1）圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

在顳骨軸位圖像上選取外耳道空氣、內(nèi)耳道軟組織、乳突氣房?jī)?nèi)空氣和顳骨鱗部骨質(zhì)，盡量避開非相關(guān)結(jié)構(gòu)，記錄所測(cè)CT平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算SNR。

（2）圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)

由兩位放射診斷醫(yī)生（7年和8年診斷經(jīng)驗(yàn)）對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：內(nèi)耳道、乳突氣房、聽小骨、圖像整體質(zhì)量。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分為5級(jí)[3]：1分解剖結(jié)構(gòu)不可識(shí)別；2分解剖結(jié)構(gòu)可識(shí)別但細(xì)節(jié)模糊；3分可識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)并可評(píng)估；4分解剖結(jié)構(gòu)輪廓清晰；5分解剖結(jié)構(gòu)輪廓顯示非常好。

1.4 記錄輻射劑量

記錄CTDIvol和DLP，用轉(zhuǎn)換系數(shù)0.0031計(jì)算有效輻射劑量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

正態(tài)分布計(jì)量資料采用（±s）表示,獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)用于組間客觀圖像質(zhì)量以及輻射劑量的差異統(tǒng)計(jì)，非參數(shù)Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)用于主觀圖像質(zhì)量比較,觀察者間一致性用Cohen’s kappa檢驗(yàn)評(píng)價(jià)[4]。采用SPSS 19.0軟件，P＜0.05認(rèn)為存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者間一般資料比較

50例患者均順利完成檢查，兩組間性別和年齡均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2.2 圖像客觀評(píng)價(jià)

兩組顳骨圖像質(zhì)量測(cè)量結(jié)果，乳突氣房和外耳道SNR的組間統(tǒng)計(jì)學(xué)無(wú)差異，內(nèi)耳道和顳骨鱗部SNR有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見表1。

表1 兩組患者圖像質(zhì)量客觀比較（±s）

表1 兩組患者圖像質(zhì)量客觀比較（±s）

客觀指標(biāo) 常規(guī)劑量組 能譜純化組 P內(nèi)耳道SNR 0.54±0.15 0.38±0.22 0.000外耳道SNR 14.05±1.53 13.57±3.24 0.736乳突氣房SNR 11.95±2.21 12.41±1.89 0.714顳骨鱗部SNR 14.87±4.37 10.31±1.52 0.000

2.3 圖像主觀評(píng)價(jià)

圖像主觀評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。兩組圖像質(zhì)量均滿足診斷要求，見圖1；觀察者間一致性檢驗(yàn)參數(shù)Kappa=0.82（P＜0.05），表明觀察者間評(píng)價(jià)幾乎完全一致。

圖1 兩組圖像質(zhì)量

表2 兩組患者圖像主觀評(píng)分結(jié)果（±s）

表2 兩組患者圖像主觀評(píng)分結(jié)果（±s）

主觀指標(biāo) 常規(guī)劑量組 能譜純化組 P內(nèi)耳道 5.0±0.0 5.0±0.0 1乳突氣房 5.0±0.0 5.0±0.0 1聽小骨 4.0±0.0 4.0±0.0 1整體圖像 4.3±0.23 4.1±0.49 0.738

2.4 輻射劑量

兩組掃描方案輻射劑量比較結(jié)果見表3。與常規(guī)劑量組相比較，能譜純化組的輻射劑量明顯降低，有效劑量約為常規(guī)劑量組的60%。

表3 兩組患者輻射劑量比較（±s）

表3 兩組患者輻射劑量比較（±s）

輻射劑量 常規(guī)劑量組 能譜純化組 P ED（mSv） 0.24±0.06 0.15±0.04 0.00

3 討論

CT是觀察顳骨病變必不可少的成像手段之一。本研究結(jié)果表明，能譜純化技術(shù)可以明顯減低顳骨CT的輻射劑量，而不會(huì)降低CT圖像可診斷性。

降低輻射劑量方法有多種，比如降低管電流和管電壓、高級(jí)迭代降噪算法、自動(dòng)管電壓和管電流等技術(shù)，或者多種方法的組和。在兒童顳骨檢查時(shí)，用低電壓、低電流和正弦確定迭代算法組和，可以把電壓及電流降低到100 kVp和80 mAs而不犧牲圖像質(zhì)量[5]。另外研究表明，自動(dòng)管電壓選擇技術(shù)可以降低輻射劑量[6]。近來(lái)普及的高級(jí)迭代降噪算法[7,8]，不但優(yōu)化了因降低輻射劑量升高的噪聲，而且圖像質(zhì)量也均能滿足診斷。

第三代雙源CT能譜純化技術(shù)是一種新的降低輻射劑量方式[9]。該技術(shù)把無(wú)效且低能射線光子大部分被剔除，提高射線整體平均能量。在一項(xiàng)兒童胸部能譜純化技術(shù)掃描研究中[10]，輻射劑量較傳統(tǒng)條件降低了92%，而肺窗圖像診斷質(zhì)量沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在本研究中，實(shí)際管電壓雖然從120 kVp增加到150 kVp，電壓上升25%，由于應(yīng)用能譜純化技術(shù)，輻射劑量反而下降40%。從結(jié)果看，被剔除低能光子的高能射線，圖像質(zhì)量不亞于常規(guī)劑量組，這說明對(duì)人體有害的低能光子對(duì)圖像質(zhì)量貢獻(xiàn)較小，降低其在整體射線中比重能讓患者從中受益。

本研究也有其局限性：（1）樣本量相對(duì)較小；（2）納入對(duì)象均為成人，對(duì)于發(fā)育中兒童成像參數(shù)是否適用未知；（3）病種相對(duì)單一，均為臨床擬診乳突炎。

綜上所述，能譜純化技術(shù)能在保證顳骨圖像診斷質(zhì)量前提下，維持和常規(guī)劑量組相當(dāng)信噪比水平，同時(shí)又有效降低患者輻射劑量，對(duì)減少公眾受照射平均劑量值和患者個(gè)人輻射劑量，尤其降低晶狀體和甲狀腺等射線敏感器官的受照射量，具有一定的臨床意義和實(shí)用價(jià)值。