自動管電流聯(lián)合自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建CT低劑量掃描在部隊官兵肋骨骨折中應(yīng)用

傅振強(qiáng)，張 鵬，都基權(quán)，司 迎

1.武警山東總隊醫(yī)院 影像科，山東 濟(jì)南 250014；2.武警遼寧總隊醫(yī)院 影像科，遼寧 沈陽 110000

有研究報道，因軍事訓(xùn)練傷住院官兵中骨損傷約占1/3[1]。其中，胸部撞擊傷上升趨勢迅猛[2]。肋骨骨折是常見的胸部損傷，在所有胸部創(chuàng)傷性損傷中約占10%[3]。多項研究報道，多層螺旋CT(multi-slice spiral CT，MSCT)是臨床診斷肋骨骨折的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但存在X線輻射劑量的問題[4-5]。筆者團(tuán)隊早期探討了獨(dú)立因素調(diào)整能夠有效降低輻射劑量[6]。本研究旨在探討自動管電流技術(shù)(automatic tube current technique，ATCT)聯(lián)合自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction technique，ASiR)的低劑量CT掃描方案在部隊官兵肋骨骨折中的應(yīng)用價值。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019—2020年武警山東總隊醫(yī)院收治的疑似肋骨骨折的60例官兵為研究對象。其中，男性58例，女性2例；年齡18～36歲，平均年齡(22.72±3.28)歲。采用隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為常規(guī)組與觀察組，每組各30例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)受檢者有傷后3～8周復(fù)檢對照結(jié)果；(2)體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)21～25 kg/cm2且自愿接受低劑量檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)初檢時間>傷后1周；(2)復(fù)檢診斷仍不明確。常規(guī)組中，男性29例，女性1例；平均年齡(22.77±3.34)歲。觀察組中，男性29例，女性1例；平均年齡(22.67±3.27)歲。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)?；颊呒凹覍倬橥狻?/p>

1.2 研究方法 常規(guī)組采用常規(guī)參數(shù)掃描；觀察組采用低電壓、高球管轉(zhuǎn)速并ATCT聯(lián)合ASiR的低劑量掃描。兩組患者均采用美國GE Discovery 750HDCT掃描，仰臥位，足先進(jìn)，進(jìn)行必要吸氣屏氣訓(xùn)練，掃描上下范圍40 cm，包括雙側(cè)第1～12肋。常規(guī)組掃描參數(shù)：管電壓120 kV；固定管電流250 mA；機(jī)架轉(zhuǎn)速0.7 s/rot；螺距0.984∶1；掃描視野50 cm；濾波反投影(filtered back projection，F(xiàn)BP)重建。觀察組掃描參數(shù)：管電壓80 kV；管電流采用ATCM，噪聲指數(shù)(noise index，NI)=22，電流范圍80～250 mA；機(jī)架轉(zhuǎn)速0.4 s/rot；螺距1.531∶1；ASiR 50%(FBP和ASiR各占50%)重建。

1.3 觀察指標(biāo) 收集記錄兩組患者的BMI、容積CT劑量指數(shù)(volumetric CT dose index，CTDIvol)、劑量長度積(dose length product，DLP)。采用Kalra[7]的5分評分系統(tǒng)進(jìn)行主觀影像評價和主觀噪聲評分。主觀影像評分≥3分的圖像被認(rèn)為適用于臨床診斷。主觀噪聲評分越高，代表圖像噪聲水平越低。確診率是以受檢者傷后3～8周復(fù)檢時明確的骨折個數(shù)的結(jié)果作為“金標(biāo)準(zhǔn)”，了解初檢時兩種檢查方式明確骨折個數(shù)的概率。圖像質(zhì)量和確診率由2名從事肌肉骨骼系統(tǒng)放射診斷20年以上的資深影像專家獨(dú)立診斷。

2 結(jié)果

兩組患者的BMI比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。觀察組的主觀影像評分、主觀噪聲評分略低于常規(guī)組，輻射劑量參數(shù)CTDIvol、DLP顯著低于常規(guī)組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。經(jīng)復(fù)檢對比發(fā)現(xiàn)，常規(guī)組30例受檢者合計存在97處骨折，初檢時發(fā)現(xiàn)95處，確認(rèn)率97.94%(95/97)；觀察組30例受檢者合計存在99處骨折，初檢時發(fā)現(xiàn)96處，確認(rèn)率96.97%(96/99)；兩組確診率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。2名影像科專家對CT圖像評價具有較強(qiáng)的一致性(Kappa=0.683)。典型病例見圖1。

表1 兩組患者的觀察指標(biāo)比較

圖1 男性患者，32歲，BMI 21.17 kg/m2[低劑量掃描，掃描條件：80 kV，ATCT(NI=22，80～250 mA)，螺距1.531∶1，旋轉(zhuǎn)時間0.4 s，掃描長度40 cm，輻射劑量：CTDIvol 1.68 mGy，DLP 79.35 mGy·cm；a.可見右側(cè)第4前肋急性骨折(黑箭頭)；b.可見右側(cè)第2、3、4前肋陳舊性骨折(黑箭頭)；c.可見第4前肋外側(cè)皮質(zhì)連續(xù)性中斷，斷端稍凹陷、無移位(白箭頭)]

3 討論

CT在臨床上的應(yīng)用十分廣泛，低劑量掃描技術(shù)發(fā)展中的“合理可行盡量低”原則顯著影響臨床實踐[8-9]。美國放射學(xué)協(xié)會和胸腔放射學(xué)學(xué)會推薦胸部低劑量CT的最大CTDIvol為3 mGy[10]。近年來，隨著CT技術(shù)的進(jìn)步，大多數(shù)現(xiàn)代MSCT可以很容易實現(xiàn)推薦劑量的胸部低劑量掃描，而不影響圖像評估[7]，如ATCT[11]和迭代重建[12]技術(shù)。ATCT是一種智能調(diào)控管電流技術(shù)，根據(jù)被照射物體對X線衰減特性差異，從三維方向?qū)茈娏鬏敵鰧崟r調(diào)制。ATCT可以在不同解剖層面實現(xiàn)智能自動調(diào)節(jié)，而圖像信噪比保持一致。ATCT引入了NI概念，當(dāng)適當(dāng)調(diào)大NI時，可在保證診斷要求下有效降低輻射劑量[11，13]。既往CT圖像采用FBP解析重建[14]，但圖像質(zhì)量提高和降噪程度有限。而ASiR可從FBP算法中得到圖像重建信息，在投影數(shù)據(jù)空間和圖像數(shù)據(jù)空間進(jìn)行迭代重建，雖然，重建時間略有增加，但其重建圖像質(zhì)量和降噪效果顯著[15]。因此，相對于單純降低管電壓和管電流給圖像質(zhì)量和噪聲帶來的影響，ATCT聯(lián)合ASiR給觀察組圖像的增強(qiáng)和降噪使其圖像質(zhì)量和噪聲水平會越來越接近常規(guī)組。

由于胸部組織對比度高，噪聲對圖像質(zhì)量影響小，因此，低劑量掃描方案宜于在胸部CT掃描中實施[16]。Kalra[7]推薦成人胸部CT掃描NI設(shè)置12～15，而Jin等[17]在管電流下限10 mA并采用NI=26進(jìn)行低劑量掃描診斷肋骨骨折的效能仍令人滿意。本研究觀察組管電壓80 kV、管電流下限80 mA、NI=22下應(yīng)用ASiR 50%重建圖像診斷肋骨骨折的確診率與常規(guī)組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。迭代重建技術(shù)本身不能降低輻射劑量，但可以擴(kuò)展低劑量掃描條件的極限，在大幅降低輻射劑量的同時保證診斷效能。邊緣銳化工具在骨折的應(yīng)用中是極為重要的技術(shù)手段[18]，骨重建圖像明顯增加骨質(zhì)邊緣銳利度，對于骨折斷端的顯示優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)重建圖像。本研究中，觀察組使用標(biāo)準(zhǔn)骨重建的圖像顯示骨折斷端銳利度明顯增加，螺距和球管轉(zhuǎn)速增加，減少了X線球管曝光時間，相應(yīng)減少輻射劑量。

本研究局限性：(1)本研究是單中心、低樣本回顧性研究；(2)不同類型肋骨骨折在相同低劑量條件下診斷效能存在差異，未進(jìn)行肋骨骨折分類研究；(3)未針對BMI展開個性化低劑量研究。以上局限有待今后進(jìn)一步完善。

綜上所述，使用ATCT及ASiR的CT低劑量掃描方案在部隊官兵肋骨骨折診斷中更具優(yōu)勢。