雙層探測(cè)器光譜CT智能劑量調(diào)控技術(shù)在低劑量胸部體檢中的應(yīng)用價(jià)值

歐陽(yáng)佳裕 羅娜 李剛 賀露瑤 向青 中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院放射科 （廣東 廣州 510000）

內(nèi)容提要： 目的：探討雙層探測(cè)器光譜計(jì)算機(jī)體層成像（Computed Tomography，CT）智能劑量調(diào)控技術(shù)在低劑量胸部體檢中的應(yīng)用價(jià)值。方法：選取2021年8月～2022年2月在中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院行雙層探測(cè)器光譜CT低劑量胸部體檢的成人60例，年齡35～65歲，平均（51.6±10.2）歲，隨機(jī)分為智能劑量調(diào)控技術(shù)掃描組（觀察組）和常規(guī)固定50mAs管電流掃描組（對(duì)照組），每組各30例。比較兩組圖像在肺尖、中肺、下肺三個(gè)層面的SD值、信噪比SNR以及比較兩組圖像的容積CT劑量指數(shù)CTDIvol值。2名醫(yī)師獨(dú)立雙盲采用5分法評(píng)價(jià)觀察組和對(duì)照組肺尖、中肺、下肺的圖像質(zhì)量。結(jié)果：觀察組肺尖的SD值低于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像中肺、下肺的SD值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。觀察組肺尖的SNR值高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像中肺、下肺的SNR值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。觀察組體重指數(shù)≥27kg/m2時(shí)CTDIvol值高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像體重指數(shù)＜27kg/m2時(shí)CTDIvol值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。觀察組肺尖的主觀評(píng)分高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像中肺、下肺的主觀評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：在對(duì)健康體檢者應(yīng)用雙層探測(cè)器光譜CT智能劑量調(diào)控技術(shù)行低劑量胸部掃描時(shí)，可以對(duì)個(gè)體差異以及胸部不同部位進(jìn)行智能調(diào)控，從而保證了胸部整體的圖像質(zhì)量。

目前，肺癌在我國(guó)的發(fā)病率和病死率都位居前列，低劑量胸部計(jì)算機(jī)體層成像（Computed Tomography，CT）體檢是檢出早期肺癌最簡(jiǎn)單、最有效的方法，并可降低死于肺癌的風(fēng)險(xiǎn)[1,2]。隨著人們對(duì)健康問(wèn)題的重視，把胸部CT平掃作為高危人群篩查體檢項(xiàng)目已經(jīng)越來(lái)越普遍，但隨之帶來(lái)的輻射問(wèn)題也應(yīng)引起大家的重視，故在保證圖像質(zhì)量的前提下降低輻射劑量是臨床需要迫切解決的問(wèn)題[3,4]。在常規(guī)低劑量胸部CT體檢時(shí)，一般是用固定50mAs管電流進(jìn)行掃描，但通過(guò)這樣的方式很難做到對(duì)胸部各部位結(jié)構(gòu)差異的呈現(xiàn)，且無(wú)法保證圖像質(zhì)量[5]。光譜CT通過(guò)雙層探測(cè)器在每次掃描時(shí)都會(huì)同步進(jìn)行高低能量信息的采集，在臨床實(shí)踐中發(fā)揮了很大作用，其中智能劑量調(diào)控技術(shù)（Dose Right Index，DRI）也為臨床胸部體檢篩查帶來(lái)了更多的解決方案[6]。本文將探討雙層探測(cè)器光譜CT智能劑量調(diào)控技術(shù)在低劑量胸部體檢中的應(yīng)用價(jià)值。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

選取2021年8月～2022年2月在中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院行雙層探測(cè)器光譜CT低劑量胸部體檢的成人60例，年齡為35～65歲，平均（51.6±10.2）歲，隨機(jī)分為智能劑量調(diào)控技術(shù)掃描組（觀察組）和常規(guī)固定50mAs管電流掃描組（對(duì)照組），每組各30例。觀察組男性18例，女性12例，其中20例體重指數(shù)≥27kg/m2，10例體重指數(shù)＜27kg/m2；對(duì)照組男性19例，女性11例，其中16例體重指數(shù)≥27kg/m2，14例體重指數(shù)＜27kg/m2。兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。該研究方法符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)規(guī)定，所有患者均已簽署知情同意書(shū)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)重大疾病者；②無(wú)CT掃描禁忌癥者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)法配合呼吸訓(xùn)練者；②有胸部金屬異物者；③圖像質(zhì)量不合格者。

1.2 方法

應(yīng)用雙層探測(cè)器光譜CT掃描儀。掃描前已做好呼吸訓(xùn)練，取頭先進(jìn)仰臥位進(jìn)行檢查，掃描范圍為肺尖至肋膈角層面，包含全肺。觀察組掃描參數(shù)：管電壓120kV，智能劑量調(diào)控管電流，螺距1.015，探測(cè)器寬度64×0.625mm，X射線(xiàn)球管旋轉(zhuǎn)速度0.27s/周，F(xiàn)OV為512×512；對(duì)照組掃描參數(shù)：管電壓120kV，固定50mAs管電流，螺距1.015，探測(cè)器寬度64×0.625mm，X射線(xiàn)球管旋轉(zhuǎn)速度0.27s/周，F(xiàn)OV為512×512。將掃描結(jié)束后獲得的光譜圖像基數(shù)據(jù)包（Spectral Base Images，SBI）傳入Philips Intelli Space Portal工作站進(jìn)行后處理，重建出層厚和層間距均為1mm的胸部圖像。在肺尖、中肺、下肺三個(gè)肺組織層面畫(huà)出感興趣區(qū)，感興趣區(qū)面積均為120mm2，測(cè)量出圖像CT值和標(biāo)準(zhǔn)差SD值，SD值為感興趣區(qū)噪聲值，以此計(jì)算出圖像信噪比SNR，SNR=CT值/SD值，并且記錄下兩組圖像的容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。

1.3 觀察指標(biāo)

比較兩組圖像在肺尖、中肺、下肺三個(gè)肺組織層面的SD 值、信噪比SNR 以及比較兩組圖像的容積CT 計(jì)量指數(shù)CTDIvol值。

1.4 判定標(biāo)準(zhǔn)

主觀評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：由2名具有豐富胸部診斷經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師采取雙盲法閱片方式評(píng)分，當(dāng)2名診斷醫(yī)師評(píng)分結(jié)果不一致時(shí)，由第3名高年資醫(yī)師決定最終結(jié)果并進(jìn)行后續(xù)分析。胸部主觀評(píng)分根據(jù)肺紋理清晰程度、支氣管和縱隔解剖結(jié)構(gòu)、以及圖像偽影進(jìn)行評(píng)估，采用5分法進(jìn)行評(píng)價(jià)，圖像評(píng)分越高表示質(zhì)量越好。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2.結(jié)果

2.1 兩組圖像的SD值比較

觀察組的肺尖SD 值為19.31±4.49，低于對(duì)照組的27.68±5.11，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像的中肺、下肺SD值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表1。

表1.兩組圖像的SD值比較(n=30,±s)

表1.兩組圖像的SD值比較(n=30,±s)

組別 肺尖 中肺 下肺對(duì)照組 27.68±5.11 14.55±3.01 15.09±3.52觀察組 19.31±4.49 14.73±2.86 14.74±2.97 t 5.45 -1.04 1.17 P＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.2 兩組圖像的信噪比SNR比較

觀察組的肺尖SNR值為44.62±3.92，高于對(duì)照組的31.13±4.63，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像的中肺、下肺SNR值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表2。

表2.兩組圖像的信噪比SNR比較(n=30,±s)

表2.兩組圖像的信噪比SNR比較(n=30,±s)

組別 肺尖 中肺 下肺對(duì)照組 31.13±4.63 59.22±2.13 57.10±2.49觀察組 44.62±3.92 58.50±2.25 58.46±2.12 t 3.92 -1.14 1.32 P＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.3 兩組圖像的容積CT計(jì)量指數(shù)CTDIvol值比較

觀察組容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。≥27kg/m2時(shí)，CTDIvol值為（6.80±1.01）mGy，高于對(duì)照組容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）?！?7kg/m2的（4.70±0.43）mGy，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；當(dāng)容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。＜27kg/m2時(shí)，兩組圖像的CTDIvol值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表3。

表3.兩組圖像的容積指數(shù)CTDIvol值比較(±s,mGy)

表3.兩組圖像的容積指數(shù)CTDIvol值比較(±s,mGy)

容積CT劑量指數(shù)值(CT Dose Index Volume，CTDIvol) 組別 n CTDIvol值 t P＜27kg/m2 對(duì)照組 14 4.50±0.24 -0.07 ＞0.05觀察組 10 4.60±0.37≥27kg/m2 對(duì)照組 16 4.70±0.43 -5.18 ＜0.05觀察組 20 6.80±1.01

2.4 兩組圖像的主觀評(píng)分比較

觀察組肺尖的主觀評(píng)分為（4.28±0.39）分，高于對(duì)照組的（3.43±0.61）分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像中肺、下肺的主觀評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表4，圖1。

表4.兩組圖像的主觀評(píng)分比較(n=30,±s,分)

表4.兩組圖像的主觀評(píng)分比較(n=30,±s,分)

組別 肺尖 中肺 下肺對(duì)照組 3.43±0.61 4.31±0.43 4.27±0.58觀察組 4.28±0.39 4.50±0.35 4.34±0.46 t 6.12 1.62 0.93 P＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

圖1.應(yīng)用智能劑量調(diào)控技術(shù)管電流行低劑量胸部CT 檢查（注：圖中體檢者為女性，35 歲。1a.肺尖圖像；1b.中肺圖像；1c.下肺圖像）

3.討論

雙層探測(cè)器光譜CT智能劑量調(diào)控技術(shù)DRI是一個(gè)計(jì)量控制軟件包，基于同樣的圖像噪聲水平，自動(dòng)調(diào)整每一位患者的mAs的使用，并且每個(gè)診斷任務(wù)的圖像質(zhì)量根據(jù)不同掃描區(qū)域進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，以確保單次采集達(dá)成合適的輻射劑量與圖像質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)整體的患者劑量?jī)?yōu)化控制，得到相同的圖像質(zhì)量。普通胸部CT掃描較少用于胸部體檢是由于輻射劑量較大，但隨著CT儀器技術(shù)的不斷發(fā)展以及科學(xué)設(shè)置參數(shù)，可以確保體檢者以最少的輻射劑量完成檢查且不影響圖像的質(zhì)量[7-10]。低輻射劑量CT檢查是當(dāng)前胸部體檢篩查的常用方法，在早期肺癌、肺結(jié)核等胸部疾病的診斷上具有很大優(yōu)勢(shì)，特別是在肺癌篩查方面檢出率可達(dá)90%以上[11-13]。根據(jù)相關(guān)研究表明，通過(guò)容積CT指數(shù)CTDIvol值可以比較準(zhǔn)確地反映組織器官所吸收的輻射劑量，而且掃描結(jié)束后儀器會(huì)直接顯示出CTDIvol值，方便快捷[14]。低劑量掃描在胸部體檢中具有可行性，不但可以大幅度降低輻射劑量，還能保證圖像質(zhì)量滿(mǎn)足臨床診斷的需求[15-17]。本研究對(duì)照組應(yīng)用常規(guī)固定50mAs管電流掃描方式行低劑量胸部CT檢查，觀察組應(yīng)用智能劑量調(diào)控技術(shù)管電流行低劑量胸部CT檢查，結(jié)果顯示，觀察組肺尖的SD 值低于對(duì)照組，信噪比SNR 高于對(duì)照組，主觀評(píng)分高于對(duì)照組，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而兩組圖像中肺、下肺的SD值，信噪比SNR及主觀評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），表明觀察組在肺尖的圖像質(zhì)量上要優(yōu)于對(duì)照組，而兩組圖像在中、下肺的圖像質(zhì)量差異不明顯。觀察組容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。≥27kg/m2時(shí)，CTDIvol值高于對(duì)照組，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組圖像容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。＜27kg/m2時(shí)CTDIvol值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），表明體檢者隨著容積CT劑量指數(shù)值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。增長(zhǎng)，觀察組的輻射劑量也會(huì)隨之增加，以此來(lái)保證圖像質(zhì)量。在常規(guī)固定管電流50mAs掃描方式下行胸部低劑量CT檢查時(shí)，對(duì)個(gè)體差異以及胸部不同部位的吸收劑量不同，無(wú)法做到智能調(diào)控，如在肺尖掃描時(shí)，鎖骨、肩胛骨、肋骨等吸收劑量較大，導(dǎo)致肺尖照射量偏低，從而影響了圖像的質(zhì)量，導(dǎo)致部分體檢者的肺尖偽影過(guò)多而影響診斷；在中、下肺掃描時(shí)，由于肺部組織含較多空氣，吸收劑量較小，導(dǎo)致過(guò)度照射，造成體檢者輻射劑量升高。而在應(yīng)用智能劑量調(diào)控技術(shù)行低劑量胸部CT掃描時(shí)，能夠在有效降低整體輻射劑量的同時(shí)保證了圖像質(zhì)量，但需注意的是雙層探測(cè)器光譜CT智能劑量調(diào)控技術(shù)的使用是基于定位相片，所以要避免定位像中有金屬偽影，定位像擺位時(shí)床高位置要以患者受檢部位中心為標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，在對(duì)健康體檢者應(yīng)用雙層探測(cè)器光譜CT智能劑量調(diào)控技術(shù)行低劑量胸部掃描時(shí)，可以對(duì)個(gè)體差異以及胸部不同部位進(jìn)行智能調(diào)控，從而保證了胸部整體的圖像質(zhì)量。