新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院放射科(河南 新鄉(xiāng) 453003)

溫琳峰

骨盆64排螺旋CT低劑量檢查技術(shù)的研究

新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院放射科(河南 新鄉(xiāng) 453003)

溫琳峰

目的探討64排螺旋CT的低劑量掃描技術(shù)及高級(jí)迭代重建技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)骨盆低劑量檢查的意義。方法將86例需行骨盆CT檢查的患者隨機(jī)分配到常規(guī)劑量組、低劑量組使用64排螺旋CT進(jìn)行檢查，低劑量組使用低劑量掃描技術(shù)及高級(jí)迭代重建技術(shù)進(jìn)行CT掃描和原始數(shù)據(jù)重建，檢查完畢后對(duì)兩組所得圖像進(jìn)行成像質(zhì)量和檢查劑量的比較。結(jié)果低劑量組的檢查輻射劑量低于常規(guī)劑量組(t=82.34，P＜0.05)，兩組的成像質(zhì)量沒(méi)有差別(t=2.17、2.58，P＞0.05)。結(jié)論使用64排螺旋CT以低劑量技術(shù)進(jìn)行骨盆CT檢查是可行的，可在保證診斷質(zhì)量的前提下明顯降低檢查輻射劑量。

骨盆；64排螺旋CT；低劑量

骨盆CT檢查可細(xì)致觀(guān)察骶髂關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、髂骨、恥骨等復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)，對(duì)骨盆諸骨骨折、強(qiáng)直性脊柱炎、股骨頭壞死等常見(jiàn)疾病的診斷有著重要意義，又因性腺這一對(duì)X射線(xiàn)最敏感的器官在其曝光范圍之內(nèi)，根據(jù)合理使用低劑量(as low as reasonably achievable, ALARA)原則[1]，應(yīng)尋求最佳檢查劑量來(lái)保護(hù)被檢者。本研究在骨盆64排螺旋CT檢查過(guò)程中使用低劑量掃描技術(shù)及高級(jí)迭代重建技術(shù)進(jìn)行CT掃描和原始數(shù)據(jù)重建，旨在探討骨盆64排螺旋CT低劑量檢查的實(shí)現(xiàn)方法。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象選擇2012年6月至2013年10月期間于我院骨科就診，需進(jìn)行骨盆CT檢查的患者86名，其中初診患者57名，復(fù)查患者29名，男性61例，女性25例，年齡19～73歲，平均(44±6)歲。所有患者均知情同意并簽署知情同意書(shū)，隨機(jī)分入常規(guī)劑量組和低劑量組進(jìn)行CT檢查，每組43例。

1.2 儀器和方法

1.2.1 儀器：使用西門(mén)子SOMATOM Definition AS 64排128層螺旋CT掃描儀進(jìn)行CT檢查。

1.2.2 研究方法：常規(guī)劑量組、低劑量組攝影條件見(jiàn)表1。低劑量組使用Care Dose模式進(jìn)行掃描，掃描完畢后以高級(jí)迭代重建技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，常規(guī)劑量組則不使用這兩項(xiàng)技術(shù)。記錄每次掃描的平均容積劑量指數(shù)(CTDIvol)和掃描長(zhǎng)度L，根據(jù)劑量長(zhǎng)度乘積公式DLP(mGycm)=CTDIvol×L計(jì)算出DLP，根據(jù)公式平均有效劑量E(mSv)=DLP×K計(jì)算平均有效劑量E，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)0.014[2]。計(jì)算四組檢查劑量的平均值。掃描完畢后進(jìn)行層厚1mm，層間隔1mm的重建，在后處理工作站進(jìn)行多平面重建(MPR)等圖像后處理，對(duì)兩組掃描所得的橫斷面及MPR重建圖像進(jìn)行成像質(zhì)量的比較。

1.2.3 圖像質(zhì)量的評(píng)分：由2名高年資放射科副主任醫(yī)師從解剖結(jié)構(gòu)顯示精細(xì)度、圖像清晰度、密度分辨率、偽影及圖像是否能滿(mǎn)足臨床診斷等方面進(jìn)行主觀(guān)評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)者隱瞞患者的病史資料，對(duì)橫斷面圖像及MPR重建圖像質(zhì)量采用4分制進(jìn)行評(píng)分，根據(jù)影像質(zhì)量控制的影像顯示標(biāo)準(zhǔn)制訂評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1分，結(jié)構(gòu)影像顯示不清；2分，結(jié)構(gòu)影像隱約可見(jiàn)；3分，結(jié)構(gòu)影像可見(jiàn)；4分，結(jié)構(gòu)影像清晰可見(jiàn)[3]。評(píng)分大于或等于3分被認(rèn)為符合臨床診斷要求。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：-計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(X ±s)表示，使用SPSS13．0統(tǒng)計(jì)軟件以?xún)山M獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)比較兩組掃描的CTDIvol、DLP、E值及圖像質(zhì)量評(píng)分。觀(guān)察者間評(píng)分一致性的比較采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)[4]進(jìn)行判斷。

表1 常規(guī)劑量組、低劑量組攝影條件

表2 常規(guī)劑量組、低劑量組的檢查劑量及成像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果

2 結(jié) 果

86名受檢者者中有骨折37例，股骨頭壞死23例，強(qiáng)直性脊柱炎11例，髂骨致密性骨炎9例，無(wú)異常6例。兩種檢查方法所得圖像均符合臨床診斷要求，軟組織與骨組織對(duì)比良好，軟組織顆粒細(xì)膩，骨皮質(zhì)及骨小梁結(jié)構(gòu)顯示清晰，骨皮質(zhì)銳利骨、小梁清晰，無(wú)偽影(圖1-4)。

常規(guī)劑量組、低劑量組的檢查劑量及成像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表2。觀(guān)察者間的ICC為0.85(95% CI為0.87-0.93)，觀(guān)察者內(nèi)的ICC為0.92(95% CI為0.89-0.94)，可以認(rèn)為2名閱片者之間和每名閱片者內(nèi)的評(píng)分具有一致性。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示兩組間CTDIvol、DLP、E的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=85.31、85.41、82.34，P＜0.05)，可認(rèn)為低劑量組的檢查輻射劑量低于常規(guī)劑量組；比較兩組掃描所得的橫斷面及MPR重建圖像的成像質(zhì)量，t檢驗(yàn)結(jié)果顯示兩組間圖像質(zhì)量評(píng)分的差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.17、2.58，P＞0.05)可以認(rèn)為兩組的成像質(zhì)量沒(méi)有差別。

3 討 論

骨盆形態(tài)不規(guī)則，解剖結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜[5-7]，64排螺旋CT作為CT檢查技術(shù)的重要進(jìn)展，以其快速掃描、高質(zhì)量的三維重建在人體各部位、器官得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于骨盆檢查時(shí)，患者只需仰臥位即可完成掃描，減少了擺放體位造成的痛苦，一次掃描完成后，可在后處理工作站進(jìn)行多平面重建(MPR)等圖像后處理，能精細(xì)的顯示骨盆的骨質(zhì)改變，為臨床治療措施的制定提供詳盡的影像學(xué)資料。但與X線(xiàn)平片相比，其高劑量的X線(xiàn)輻射在給予患者高質(zhì)量影像圖像的同時(shí)也在危害著受輻射人群的健康，使人們罹患癌癥的幾率大大增加[8]，尤其是骨科患者接受CT檢查有日益廣泛化的趨勢(shì)，CT掃描給公眾帶來(lái)的集體劑量威脅越來(lái)越大，CT的低劑量研究有著重要的醫(yī)學(xué)意義。

降低管電流、增加螺距、降低管電壓是可用的降低輻射劑量方法，降低管電壓，雖可使輻射劑量下降，但同時(shí)也降低了X線(xiàn)的質(zhì)，使其穿透力下降，增加了輻射劑量吸收，增加螺距會(huì)降低圖像z軸的空間分辨率，因此在掃描參數(shù)設(shè)置中通常保持管電壓和螺距不變。目前CT低劑量研究和應(yīng)用最多的是具有良好天然密度對(duì)比的組織和器官，如肺、鼻竇等，管電流降低主要影響低對(duì)比分辨力，使低對(duì)比組織(如腦、肝臟)的圖像質(zhì)量明顯下降，而對(duì)高對(duì)比器官(如肺和骨)的作用則不明顯[9]，這為本研究骨盆64排螺旋CT的低劑量檢查參數(shù)選擇提供了依據(jù)。

得益于對(duì)劑量風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注，CT的重建算法近年來(lái)發(fā)展尤為迅速。從重建算法應(yīng)用的技術(shù)原理及對(duì)臨床影像結(jié)果產(chǎn)生的影響角度，大體可以劃分為四代：濾波反投影法(FBP)是第一代，應(yīng)用廣泛，但高質(zhì)量的影像圖像是以高輻射劑量為代價(jià)獲得的；第二代為對(duì)FBP的改良，它是在圖像空間對(duì)噪聲實(shí)施降噪，以改善低劑量條廣泛件下的圖像質(zhì)量。但由于僅在圖像空間降噪并不能去除因低劑量下X射線(xiàn)有效光子減少造成的各種低光子偽影(主要是條帶狀偽影和偏心性偽影)，使得該方法降低劑量的效果有限，并存在一定圖像質(zhì)量損失，臨床使用受限。第三代的基礎(chǔ)迭代算法，可以用較少的采樣信息進(jìn)行計(jì)算，相對(duì)于FBP的大量采樣算法來(lái)講可以明顯降低劑量。其特點(diǎn)是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)空間和圖像空間迭代運(yùn)算，但缺少完善的模型進(jìn)行對(duì)比迭代運(yùn)算，因此容易造成噪音頻率的改變和漂移，在臨床圖像上會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的蠟像狀偽影(Plastic texture)；第四代的高級(jí)迭代重建技術(shù)可消除蠟像狀偽影，并采取解剖模型約束和加速重建過(guò)程，提高圖像分辨率[10]，本研究即以高級(jí)迭代重建技術(shù)為低劑量掃描的圖像重建技術(shù)。

圖1 男，32歲，低劑量組冠狀重建圖像，可見(jiàn)軟組織與骨組織對(duì)比良好，骨皮質(zhì)及骨小梁結(jié)構(gòu)顯示清晰，右側(cè)髖臼骨質(zhì)斷裂清晰可見(jiàn)（白箭）。圖2 女，37歲，常規(guī)劑量組冠狀重建圖像，可清晰觀(guān)察右側(cè)髂骨骨質(zhì)斷裂，骨折塊錯(cuò)位明顯（白箭），骨質(zhì)結(jié)構(gòu)觀(guān)察細(xì)膩，軟組織與骨組織對(duì)比良好。圖3 男，42歲，低劑量組橫斷面圖像，可清晰觀(guān)察右側(cè)骶髂關(guān)節(jié)髂骨關(guān)節(jié)面骨質(zhì)硬化（白箭），軟組織與骨組織顆粒度細(xì)膩，對(duì)比良好。圖4 男，28歲，常規(guī)劑量組橫斷面圖像，軟組織顆粒細(xì)膩，與骨組織對(duì)比良好。

低劑量掃描在降低輻射劑量的同時(shí)，圖像質(zhì)量也隨之降低，進(jìn)而帶來(lái)診斷質(zhì)量降低的風(fēng)險(xiǎn)。相愛(ài)華等在螺旋CT低劑量掃描應(yīng)用于育齡男女骨盆病變的研究中建議使用50mA進(jìn)行骨盆低劑量成像[11]，本研究在預(yù)實(shí)驗(yàn)中以50mA進(jìn)行掃描后發(fā)現(xiàn)，信噪比降低，圖像質(zhì)量及對(duì)比度均有所下降，即使通過(guò)調(diào)節(jié)窗寬和窗位也不能彌補(bǔ)圖像質(zhì)量的不足，遂設(shè)置100mA進(jìn)行低劑量掃描。與常規(guī)掃描相比，本研究mA減少了55%，結(jié)合高級(jí)迭代重建技術(shù)，在不降低診斷質(zhì)量的前提下，低劑量掃描的平均有效劑量為常規(guī)掃描的48%左右，檢查劑量減少了52%，這是低mA掃描技術(shù)和高級(jí)迭代重建技術(shù)共同作用的結(jié)果。與本研究類(lèi)似，湯振華在64層螺旋CT低劑量掃描在骨盆外傷的研究中同樣使用100mA技術(shù)進(jìn)行掃描，其CTDIvol下降約50%，但管電流降低后信噪比降低，通過(guò)調(diào)節(jié)窗寬窗位進(jìn)行了彌補(bǔ)[12]。本研究在預(yù)實(shí)驗(yàn)中在不使用高級(jí)迭代重建技術(shù)的情況下以100mA技術(shù)進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)尤其是軟組織顆粒度增粗,密度分辨率下降，即使對(duì)窗寬窗位進(jìn)行調(diào)整，圖像質(zhì)量也無(wú)法得到根本性的改善，而應(yīng)用高級(jí)迭代重建技術(shù)后，重建圖像的軟組織和骨組織顆粒度細(xì)膩，有著良好的對(duì)比度，骨小梁結(jié)構(gòu)顯示清晰[13]，可以很好的滿(mǎn)足骨折、骨病的診斷要求。

CT掃描的目的為發(fā)現(xiàn)病灶并明確診斷，低劑量研究應(yīng)以滿(mǎn)足這兩個(gè)條件為前提，在優(yōu)化掃描參數(shù)時(shí)需要根據(jù)臨床實(shí)際來(lái)進(jìn)行優(yōu)化方法的選擇。低劑量的概念自2006年新英格蘭雜志系列文章的正式提出到現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)展到微劑量了，但在實(shí)踐中還處于概念階段，對(duì)于變異度極大的患者個(gè)體，低劑量研究應(yīng)是在多中心合作中設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)性的方案，無(wú)論是個(gè)體化方案還是標(biāo)準(zhǔn)方案都應(yīng)以一個(gè)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行[14-15]。本研究顯示，100mA的低劑量掃描和高級(jí)迭代重建結(jié)合作為骨盆64排螺旋CT低劑量檢查技術(shù)是可行的，可在保證診斷質(zhì)量的前提下明顯降低檢查輻射劑量，對(duì)初診和復(fù)查的患者都是比較好的選擇。

1. 田嵐，龔建平，蔣震，等.低劑量攝影在骨盆數(shù)字化X線(xiàn)攝影的應(yīng)用[J].臨床放射學(xué)雜志，2011,30(2):261.

2. 夏巍，吳晶濤，尹肖睿等. 數(shù)字合成體層成像低劑量特性在骨骼系統(tǒng)影像學(xué)中的研究[J].中華放射與防護(hù)雜志，2012,32（60）：657.

3. 吳慧釗，張澤坤，吳文娟.無(wú)線(xiàn)平板探測(cè)器在四肢小關(guān)節(jié)X線(xiàn)攝影中的臨床應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2013，21(6):412.

4. 余紅梅,羅艷虹, 薩建, 等. 組內(nèi)相關(guān)系數(shù)及其軟件實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì), 2011, 28(5):497-500.

5. 宗兆文，沈岳.骨盆骨折并發(fā)癥的診療進(jìn)展[J].重慶醫(yī)學(xué)，2010，39(9)：1088-1089.

6. 代飛，王序全，許建中，等.C形臂引導(dǎo)下經(jīng)皮骶髂螺釘固定治療C型骨盆骨折[J].重慶醫(yī)學(xué)，2007,36(11)：1026-1028.

7. 侍冬成,吳蔚,趙鋼,等. D-二聚體峰值變化與下肢骨折、骨盆骨折患者深靜脈血栓的關(guān)系研究[J].重慶醫(yī)學(xué),2011,40(13):1291-1293．

8. Ghoshhajra BB,Lee AM,Engel LC,et a1.Radiation dose reduction in pediatric cardiac computed tomography: experience from a tertiary medical center[J]. Pediatr Cardiol,2014,35(1):171-179.

9. 韓麗軍.多排螺旋CT低劑量掃描的臨床應(yīng)用進(jìn)展[J].吉林醫(yī)學(xué)，2012,33(8)：1664.

10.Fang R,Chen T,Sanelli PC.Tissuespecific sparse deconvolution for low-dose CT perfusion[J]. Med Image Comput Comput Assist Interv,2013,16(1):114-21.

11.相愛(ài)華,囤榮耀,楊蕾,等.螺旋CT低劑量掃描在育齡男女骨盆病變中的應(yīng)用研究[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2009,19(10):1314-1315.

12.湯振華.64層螺CT低劑量掃描在骨盆外傷中的最優(yōu)化應(yīng)用[J].實(shí)用醫(yī)技雜志.2012,19(6):608-809.

13.JNoel PB,Renger B, Fiebich M.Does iterative reconstruction lower CT radiation dose: evaluation of 15,000 examinations[J].PLOS One,2013,8(11):567-569.

14.Dong X, Petrongolo M, Niu T.Lowdose and scatter-free cone-beam CT imaging using a stationary beam blocker in a single scan: phantom studies[J].Comput Math Methods Med,2013,,20(11):631-639.

15.Christe A, Heverhagen J, Ozdoba C.CT dose and image quality in the last three scanner generations[J].World J Radiol,2013,5(11):421-429.

(本文編輯: 汪兵)

The Study of Low-dose Scanning Technique with 64 Multidetector CT on Pelvic

WEN Lin-feng. Third affiliated hospital of xinxiang medical college radiology department. Xinxiang henan, 453003 china

Objective To explore the value of low-dose scanning technology and advanced iterative reconstruction technology using the 64 multidetector CT (64-MDCT) for achieving low-dose pelvic examination.Methods 86 patients were randomly assigned to the regular dose group and low-dose group to receive 64-MDCT pelvic examination,low-dose scanning technology and advanced iterative reconstruction technology were applied in low-dose group,image quality and exposure dose were compared.Results The exposure dose of low- dose group is lower than the regular dose group (t=82.34,P＜0.05), there is no difference in image quality of the two groups (t=2.17,2.58,P＞0.05).Conclusion It is feasible to use the 64-MDCT examine patients in a low-dose way, and low-dose scanning technique can ensure the diagnostic quality and reduce the exposure dose.

Pelvic; 64 Multidetector CT; Low Dose

R445.3；R68

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.01.32

2014-12-09

溫琳峰