不同掃描方式對副鼻竇CT 圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響

張曉慧

（蘇州市第五人民醫(yī)院放射科 江蘇 蘇州 21500）

副鼻竇疾病是一種臨床常見病，它不僅對病人的生存質(zhì)量造成了很大的影響，還造成了很大的經(jīng)濟負擔和潛在的社會危害[1-2]。隨著多層螺旋CT 設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展，作為非侵入性且分辨率高的檢查手段，可直接顯示鼻腔、鼻竇內(nèi)的病灶大小與范圍、腫瘤性病變、溝通途徑及病變周圍情況[3]，CT 檢查對副鼻竇病變有較高的診斷價值。由于掃描范圍內(nèi)存在晶狀體及腺體等對輻射敏感的組織結(jié)構(gòu)，尤其晶狀體，過度照射可導(dǎo)致白內(nèi)障[3-4]，所以在確保圖像質(zhì)量的同時降低輻射劑量是非常有必要的。目前降低輻射劑量最常見的方式有：低kV、低mAs、智能最佳kV、自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)等，臨床已有較多研究[4-7]，但鮮有基于不同探測器寬度和掃描模式進行副鼻竇CT 檢查中的研究。本文通過對比分析探討了不同的探測器寬度及掃描模式對副鼻竇CT 圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集蘇州市第五人民醫(yī)院耳鼻喉科2023 年2 月—4 月期間收治的80 例行副鼻竇CT 檢查的患者，其中男45 例，女35 例；年齡19～48 歲，平均（34.04±7.85）歲。隨機分為A、B、C、D 四組，每組各20 例。

1.2 方法

采用GE Revolution CT（GE Healthcare）掃描儀，患者取仰臥位，聽眶線與床面垂直，正中矢狀與床面中線重合，掃描基線為聽眶線[8]，兩外耳孔與床面垂直。掃描參數(shù)：管電壓100 kV,管電流250 mA，A 組：120 mm 探測器寬度軸掃；B 組：40 mm 探測器寬度螺旋掃描；C 組：40 mm 探測器寬度軸掃；D 組：80 mm 探測器寬度螺旋掃描；ASIR：60%[5]；軟組織窗窗寬為350 HU，窗位60 HU；骨窗窗寬為2 000 HU，窗位500 HU；掃描范圍從腭部至額竇頂部；四組患者的掃描范圍保持一致，均采用橫斷位重建，掃描層厚、層間距均為5 mm，重建層厚、層間距均為0.625 mm。由兩位高年資的放射科醫(yī)生對圖像的橫斷位圖像進行主觀評估，總分為24 分。將圖像數(shù)據(jù)傳送至AW4.7 工作站進行分析測量。

1.3 觀察指標

（1）主觀評價 由兩位高年資醫(yī)師采用雙盲法，對鼻甲及其基板、鉤突、篩漏斗、額隱窩、蝶篩隱窩及篩板6 個結(jié)構(gòu)的清晰度進行評分[6]：0 分，噪聲大，偽影嚴重，不能顯示組織結(jié)構(gòu)；1 分，噪聲過大，可見偽影，組織結(jié)構(gòu)顯示但不夠清楚；2 分，噪聲較小，沒有偽影，組織結(jié)構(gòu)顯示清楚。左右側(cè)單獨計分，每一側(cè)最高12 分，最低0 分。

（2）客觀評分 評價內(nèi)容包括噪聲和對比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）。在每組圖像的同一層面選取2 個圓形感興趣區(qū)（ROI）面積約1 cm2分別測量雙側(cè)下鼻甲黏膜、上頜竇竇腔空氣及顳下窩脂肪CT 值，同一部位測量3 次，取平均值；噪聲為CT 值的標準差（SD）；CNR 定量計算：CNR=（CT下鼻甲黏膜-CT顳下窩脂肪）/SD背景，其中CT下鼻甲黏膜和CT顳下窩脂肪均為雙側(cè)的CT 平均值，SD背景為雙側(cè)上頜竇竇腔空氣SD 均值。

（3）輻射劑量 記錄劑量長度乘積（dose length product，DLP），計算有效劑量（effective dose，ED），ED=DLP×K，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)，采用歐盟CT 質(zhì)量標準指南K=0.021[9]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 26.0 統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)，符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間采用單因素方差分析；計數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗；以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用Kappa檢驗比較兩位醫(yī)師間主觀評價的一致性，Kappa＜0.40為一致性較差，0.40 ≤Kappa＜0.75 為一致性較好，Kappa≥0.75 為一致性好。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較

四組患者一般資料：年齡、性別比例、體質(zhì)量指數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 四組患者一般資料比較

2.2 主觀評價比較

兩位高年資醫(yī)師分別對鼻甲及其基板、鉤突、篩漏斗、額隱窩、蝶篩隱窩及篩板6 個結(jié)構(gòu)的清晰度進行雙盲法評分，應(yīng)用Kappa檢驗對2 名高年資醫(yī)師的主觀一致性進行評價，評價結(jié)果Kappa=0.827，兩名醫(yī)師評價結(jié)果一致性好。不同組別的主觀評分不同，四組圖像質(zhì)量的主觀評分分別為A 組[左（11.8±0.52）分，右（11.7±0.57）分]、B 組[左（11.70±0.47）分，右（11.85±0.36）分]、C 組[左（11.85±0.36）分，右（11.80±0.52）分]、D 組[左（11.70±0.57）分，右（11.85±0.36）分]差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P左=0.703，P右=0.711）。

2.3 客觀評價比較

四組圖像的噪聲、平均CT 值、CNR 見表2，組間比較見表3。通過表2、表3 的綜合分析可以發(fā)現(xiàn)：B 組的噪聲最低，D 組的噪聲最高，A 組噪聲與C 組噪聲差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），D 組的噪聲值與A 組、B 組、C 組差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；B 組的CNR 最高，D 組的CNR 最低，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），A 組、C 組和D 組三組的CNR 值差異均不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 四組圖像的客觀指標比較（）

表2 四組圖像的客觀指標比較（）

表2 （續(xù)）

表2 四組圖像的客觀指標比較（）

表3 組間兩兩比較的P 值

2.4 輻射劑量與掃描時間比較

由于成像范圍和掃描參數(shù)保持一致，因此各組的輻射劑量也是相同的。從表4 可以看出，D 組的ED 最低，為1.84 mSv，B 組的ED 最高，為3.87 mSv，A 組的ED 為2.98 mSv，C 組的ED 為3.10 mSv，A 組與C 組輻射劑量相差不大。A 組的掃描時間最短，為0.5 s，C 組的掃描時間最長，為5.5 s，D 組的掃描時間為1.1 s，B 組的掃描時間為1.9 s；掃描時間：A 組＜D 組＜B 組＜C 組。四組間輻射劑量與掃描時間差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

表4 四組圖像的輻射劑量

3 討論

3.1 低劑量CT 在副鼻竇檢查中的應(yīng)用

近年來，隨著人們生活條件的不斷改善，副鼻竇疾病的發(fā)病率不斷升高，已嚴重影響了某些人群的生活質(zhì)量。螺旋CT 檢查具有成像速度快、圖像對比度高、后處理價值高等優(yōu)勢，在副鼻竇疾病的輔助診斷中得到了越來越多的應(yīng)用[11]。然而CT 所引起的輻射劑量問題也日益引起人們的關(guān)注，同時在掃描范圍內(nèi)存在對射線敏感的組織結(jié)構(gòu)，而無任何診斷價值，因而，探索一種圖像質(zhì)量較高和輻射劑量較小的成像方式非常有必要。副鼻竇解剖結(jié)構(gòu)中含氣骨性腔隙以及骨質(zhì)偏薄、自然對比度好等特點符合低劑量CT 掃描的生理基礎(chǔ)[12-13]。有研究表明，對于鼻竇炎患者，輻射劑量即使降低77%對鼻竇炎病人的解剖學(xué)評估并無影響[14]。本研究結(jié)果表明，D 組的輻射劑量是最小的，且組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。D 組的對比噪聲比CNR 最低，但與A、C組差異均不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。另外，四組的主觀評分差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），這表明輻射劑量的減少并沒有引起圖像質(zhì)量改變。

3.2 軸掃與螺旋掃描的比較

研究結(jié)果顯示，相同的探測器寬度內(nèi)，40 mm 螺旋掃描的輻射劑量與40 mm 軸掃相比增加了24.8%。這是因為螺旋掃描存在劑量疊加的情況，而軸掃描模式則沒有這種疊加，因此不會增加額外的輻射劑量[15]。螺旋掃描因為需要采集掃描野外的部分數(shù)據(jù)，有掃描野外的無效劑量導(dǎo)致射線利用率降低[16]，因此，螺旋掃描的輻射劑量要高于軸掃。本研究顯示在相同探測器寬度范圍內(nèi)，40 mm螺旋掃描時間僅需1.9 s，而40 mm軸掃則需要5.5 s，這大大提高了時間分辨率。

3.3 寬體探測器在副鼻竇CT 的應(yīng)用

寬體探測器CT 球管旋轉(zhuǎn)一周所覆蓋的范圍大，因此縮短了曝光時間，也降低了曝光劑量，加快掃描速度的同時，更好減輕了硬化、錐形束、偽影干擾等，在降低輻射劑量的同時提高了圖像質(zhì)量[14]。此外，寬體探測器的應(yīng)用提高了檢查的時間分辨率。當探測器足夠?qū)挄r，軸掃模式可以在不移動掃描床的情況下可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和重建。研究顯示，120 mm 的探測器寬度足以將副鼻竇完全覆蓋在其掃描區(qū)域內(nèi)，且120 mm 軸掃掃描時間只需0.5 s，成像效率顯著提高，掃描部位可保持相對靜止，空間變性更小，圖像質(zhì)量更好，且與傳統(tǒng)探測器寬度軸掃和螺旋掃描相比，在圖像重建時更有優(yōu)勢。

3.4 寬體探測器面臨的挑戰(zhàn)

①當探測器寬度增加時，X 線的錐角增加，足跟效應(yīng)隨之增加，X 線頻譜在Z 軸方向上出現(xiàn)改變，在掃描野邊緣會發(fā)生CT 值的偏移[17]；②探測器寬度的增加會給數(shù)據(jù)采集帶來一些隱患，探測器越寬，X 射線錐形束效應(yīng)就越顯著，尤其是在探測器邊緣，X 射線的斜射效應(yīng)所引起的投影幾何變形、失真及射線強度分布不均，表現(xiàn)在圖像上則可能會對影像的高、低對比度分辨率有影響[18-19]。

3.5 研究的局限性

①未采用器官劑量調(diào)制（organ dose modulation，ODM）技術(shù)，ODM可根據(jù)X射線管角度調(diào)制管電流（mA），降低受檢者輻射最敏感器官前方扇形區(qū)域的管電流，而保持總體CT 掃描的劑量水平和診斷圖像的質(zhì)量[20]，有利于進一步降低X 射線對晶狀體的輻射劑量。②本研究是基于固定kv 和固定mAs 值的基礎(chǔ)上進行，若采用智能管電壓輔助技術(shù)（kV assist）和自動管電流調(diào)制技術(shù)是否會對輻射劑量和圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響有待進一步研究。

綜上所述，80 mm 探測器寬度螺旋掃描擁有比較低的圖像噪音和可觀的圖像的質(zhì)量，達到臨床診斷的需要，而且還可以顯著地降低輻射劑量，與ALARA 原則相一致，具有較高的臨床應(yīng)用價值。