陳 凱 ,李 慶 ,吳曉東 ,彭昭杰 ,唐德秋

(1.南華大學附屬第一醫(yī)院放射科,湖南衡陽421001;2.湘南學院附屬醫(yī)院放射科)

常規(guī)CT平掃在后顱窩病變檢出中占有重要地位、有很多其他影像學手段比如磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)無法代替的優(yōu)勢,但存在圖像質(zhì)量差、偽影較多等影響診斷的因素[1]。

雙源CT由于雙能量成像及相應后處理技術的使用,可減少或去除顱底X射線偽影,提高后顱窩影像質(zhì)量[2],但未見實驗研究報導。本文擬探討雙源CT雙能量成像技術在去除后顱窩偽影及提高后顱窩CT圖像質(zhì)量方面的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

按順序收集2013年9月～2014年2月期間在本院放射科采用雙源CT(SIMENS SOMATOM Definition Flash 256 row CT)雙能量(sn140kv/80kv)模式進行頭顱CT平掃的患者資料,并排除下列情況:①運動偽影顯著、有顱內(nèi)植入物;②臨床資料明確頭顱手術史、后顱窩病變、顱內(nèi)占位性病變,③基本資料不完全患者。共計入選79名患者,男49例,女30例,年齡32～70歲(41±11.5歲);檢查原因有頭痛查因40例(50.6%)、眩暈16例(20.3%)、發(fā)熱查因8例(10.1%)、其它原因15例(19.0%)。

1.2 掃描參數(shù)

采用雙球管雙能量平掃程序;螺旋掃描,以聽毗線為基線,從顱底至顱頂;管電壓分別為sn 140 kv/80 kv;管電流統(tǒng)一為:160 mAs,準直厚度:128排×0.6 mm、層厚:4 mm,旋轉速度:0.28 s/轉,螺距:0.9。

1.3 圖像后處理

掃描結束后將自動獲得的80 kvp、140 kvp圖及非線性融合圖(sn 140 kvp和80 kvp兩組原始數(shù)據(jù)按以7∶3的比例融合,相當于120 kvp圖像)共三組圖像。然后在西門子工作站(syngo MMWP VE40B)中,調(diào)出入選患者在雙能量掃描(sn 140 kvp/80 kvp)的數(shù)據(jù),利用雙能單能譜分析(dual energy monoenergetic)軟件,可自動重建得到單能量70 keV圖像。

1.4 圖像質(zhì)量分析

選取所有患者的非線性融合圖及單能量70 keV圖,測定每位患者兩組圖像中腦橋中心層面、同層面單側小腦腳以及延髓共3個均為約30 mm2感興趣區(qū)(region of interest,ROI)的CT值及標準差(standard deviation,SD)。圖像質(zhì)量分析采用圖像噪聲水平(指標為CT值的標準差,SD)來衡量。

1.5 圖像偽影分析

所有患者的兩組圖像資料隨機混合編號后,由兩名副主任醫(yī)師(神經(jīng)影像學方向)共同對后顱窩偽影進行盲法評分,標準[3]如下:1分:嚴重影像診斷(后顱窩可見多發(fā)條帶、片狀偽影,后顱窩多數(shù)組織結構顯示不清);2分:影響診斷(后顱窩可見較多線條狀偽影,部分后顱窩組織結構顯示不清);3分:基本不影響診斷(后顱窩可見線條狀偽影,各組織結構基本不受影響);4分:不影響診斷(后顱窩可見少許線樣偽影);5分:優(yōu)質(zhì)圖像(后顱窩無偽影)。

1.6 統(tǒng)計學處理

分別記錄每例對象的非線性融合圖及單能量70 keV圖上的3個感興趣區(qū)的CT值及噪聲水平(SD表示),采用SPSS19.0軟件的配對t檢驗,比較兩組SD值的差異。記錄兩組圖像資料的主觀評分,采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件配對t檢驗,比較同一患者的兩組圖像主觀評分的差異。均以P＜0.05為差異有顯著性。

2 結 果

3個ROI的客觀SD測值及后顱窩偽影主觀評分兩部分的結果如表1。3個ROI的SD值兩組之間差異均有顯著性(P＜0.01),而主觀評分間差異無顯著性(P＞0.05)。

表1 兩組圖像圖像質(zhì)量及偽影主觀評分統(tǒng)計

3 討 論

硬化偽影是后顱窩CT影像質(zhì)量下降的主要原因。在常規(guī)CT掃描管時,管電壓數(shù)值指波峰電壓,如120 kVp代表管電壓的峰值為120 kV,但有一定的帶寬,導致所產(chǎn)生X射線為混合能量,低能量部分穿透力低、高能量部分則穿透力高,這種混合能量射線穿過掃描物體后低能部分減少、高能部分增多的現(xiàn)象俗稱變硬,不能通過后處理完全糾正,產(chǎn)生了硬化偽影[4],表現(xiàn)為致密物體之間的暗區(qū),比如橋腦低密度區(qū)(亨氏暗區(qū)),極大干擾了臨床診斷。理論上,雙能量CT成像技術可以獲得更窄帶寬的單能量圖像[2],有望較好的解決此問題。

參與對比的非線性融合圖是由sn140 kVp和80 kVp兩組原始數(shù)據(jù)按7∶3的比例融合,理論上其光子能量相當于120 kVp圖像[5],最接近常規(guī)頭顱CT平掃程序的120 kV掃描條件。近年來多位學者[6]采用GE寶石CT來研究后顱窩影像質(zhì)量,其研究表明,70 keV為顱腦CT成像的最佳單能量水平,具有最佳的綜合減少后顱窩硬化偽影及背景噪聲的能力,且不增加放射劑量[7]。因而在本實驗中,分別采用非線性融合圖和70 keV單能量圖來模擬常規(guī)CT和代表雙能量CT后顱窩成像的最佳技術條件。

噪聲指均勻材料在圖像中測得的CT值的隨機變化,是影響組織差異分辨率的主要因素,常通過測得均勻區(qū)域的CT值的SD來判斷噪聲的大小[8]。采用圖像噪聲作為評價圖像質(zhì)量的客觀指標,同時為了縮小系統(tǒng)誤差,選取的3個感興趣區(qū):橋腦、延髓及小腦腳都為密度均勻區(qū)域[9]。主觀評分法用來對比兩組圖像產(chǎn)生的后顱窩偽影,實驗中采用的連續(xù)5分制評測法是為了能較好的區(qū)分兩組間的差異程度。

本次試驗,統(tǒng)計結果表明,70 keV單能量圖的3個ROI的SD均值均小于相應的非線性融合圖,印證了之前的理論分析。而主觀評分兩組圖像的均值均高于4分,雖70 keV單能量圖均值高于非線性融合圖,但是兩組間差異無統(tǒng)計學意義?？赡苁且驗殡p源CT在掃描中采用了常規(guī) CT機型沒有的0.6 mm的準直層厚掃描,造成總體評分偏高。Ertl-Wagner等[3]的研究證實,采用更薄的準直層厚來采集數(shù)據(jù)有助于提高后顱窩圖像質(zhì)量及減少偽影。同時,雙源CT在高能譜X線管后還設置了選擇性能譜濾過技術,過濾掉了高能譜射線中的低能譜成分,使得高能譜射線進一步得到純化,因此推測這兩種硬件條件下,無論采取何種后處理計算方法(非線性融合圖或單能量圖),都已經(jīng)極大的減少了硬化偽影,從而掩蓋了對這兩種后處理方法肉眼判斷的主觀差異,這種差異的消失,也可能與本研究的樣本量不太高有關。

本研究的不足還包括,由于輻射人體試驗的倫理問題,不能進行雙能量模式與常規(guī)單球管模式下頭顱CT掃描質(zhì)量的配對對比。此外本研究未將后顱窩病變患者納入研究,其對后顱窩病變診斷的敏感性、準確性,形態(tài)學上的獨特之處等,都有待進一步研究。

[1]陳立勛,張婷,趙衡,等.頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段常規(guī)頭顱CT鈣化斑塊評分對其狹窄的篩檢作用[J].中國動脈硬化雜志,2013,21(8):741-744.

[2]Silva AC,Morse BG,Hara AK,et al.Dual-energy(spectral)CT:applications in abdominal imaging[J].Radiographics,2011,31(4):1031-1046.

[3]Ertl-Wagner B,Eftimov L,Blume J,et al.Cranial CT with 64-,16-,4-and single-slice CT systems-comparison of image quality and posterior fossa artifacts in routine brain imaging with standard protocols[J].European radiology,2008,18(8):1720-1726.

[4]Van Gompel G,Van Slambrouck K,Defrise M,et al.Iterative correction of beam hardening artifacts in CT[J].Medical physics,2011,38(S1):S36-S49.

[5]Kim SJ,Lim HK,Lee HY,et al.Dual-energy CT in the evaluation of intracerebral hemorrhage of unknown origin:differentiation between tumor bleeding and pure hemorrhage[J].AJNR,2012,33:865-872.

[6]Matsumoto K,Jinzaki M,Tanami Y,et al.Virtual monochromatic spectral imaging with fast kilovoltage switching:improved image quality as compared with that obtained with conventional 120-kVp CT[J].Radiology,2011,259(1):257-262.

[7]Kamiya K,Kunimatsu A,Mori H,et al.Preliminary report on virtual monochromatic spectral imaging with fast kVp switching dual energy head CT:comparable image quality to that of 120-kVp CT without increasing the radiation dose[J].Jpn J radiol,2013,31(4):293-298.

[8]Yu L,Vrieze TJ,Bruesewitz MR,et al.Dose and image quality evaluation of a dedicated cone-beam CT system for high-contrast neurologic applications[J].AJK Am J Roentgenol,2010,194(2):W193-W201.

[9]周宏,黃雁,唐焱,等.腦小血管病的神經(jīng)影像學表現(xiàn)與認知障礙的相關性[J].中南醫(yī)學科學雜志,2013,41(6).