曹 鋒 王傳彬 董江寧* 高 飛 李乃玉

隨著國產(chǎn)高端螺旋CT設備的發(fā)展，國外高端CT壟斷的現(xiàn)象正在被打破，沈陽東軟醫(yī)療NeuViz 128型CT目前是我國首臺具有自主知識產(chǎn)權的128層螺旋CT，并不斷應用于國內(nèi)外市場[1]。然而，無論國內(nèi)還是國外CT都在追求更好的圖像質(zhì)量及更低的輻射劑量；為此，本研究對NeuViz 128型CT與GE 750HD型CT在頸部增強時非能譜掃描模式下圖像質(zhì)量及輻射劑量等指標的差異性進行比較，為臨床使用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年10月至2017年8月在安徽省腫瘤醫(yī)院行頸部增強掃描且身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)[2]為18.5～24.9 kg/m2的120例患者，其中男性50例，女性70例；年齡為14～76歲，平均年齡(45.6±6.8)歲。按照數(shù)表法隨機將其分為觀察組和對照組，每組60例，所有患者均簽署知情同意書。觀察組采用NeuViz 128型CT進行掃描，對照組采用GE HD750型CT進行掃描。

1.2 儀器設備

采用NeuViz 128型CT(沈陽東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司)；HD750型寶石能譜CT(美國GE公司)。探測器寬度均為4 cm。HD750型寶石能譜CT采用常規(guī)掃描模式，而非能譜掃描模式。

1.3 檢查方法

(1)患者取仰臥位，下頜抬起，雙肩下移，切勿吞咽，掃描范圍從頜下至胸廓上緣。雙筒高壓注射器經(jīng)外周靜脈團注對比劑，對比劑為碘佛醇(350 mg I/ml)，劑量為1.2 ml/kg，注射速率為3.5 ml/s。應用對比劑智能追蹤技術觸發(fā)掃描，監(jiān)測點位于C3/4水平頸總動脈，觸發(fā)閾值設置為120 HU，達閾值延遲5 s后觸發(fā)掃描，靜脈期在動脈期結束后延遲25 s進行掃描。

(2)兩組患者掃描參數(shù)：①觀察組采用NeuViz 128型CT，管電壓為120 kV，管電流為250 mA，旋轉(zhuǎn)時間為0.8 s，螺距為1，視野(field of view，F(xiàn)OV)250 mm×250 mm，層厚及層間距均為5 mm，重建層厚及重建層距均為1.25 mm，采用迭代算法得到30%權重的圖像；②對照組采用HD750型寶石能譜CT，管電壓為120 kV，管電流為250 mA，旋轉(zhuǎn)時間為0.8 s，螺距為0.984，F(xiàn)OV為250 mm×250 mm，層厚及層間距均為5 mm，重建層厚及重建層距均為1.25 mm，采用自適應統(tǒng)計迭代重組(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)算法得到50%權重圖像。

1.4 圖像處理及數(shù)據(jù)分析

(1)掃描結束后將重建層厚和間隔均為1.25 mm的數(shù)據(jù)分別傳至東軟AW1.0.7專業(yè)工作站和GE AW4.5專業(yè)工作站處理，分別使用各自的工作站做數(shù)據(jù)處理。

(2)測量方法：①動脈期，選取頸4椎體水平測量頸總動脈血管CT值(CT1)，同層面胸鎖乳突肌(CT2)，同層面前頸部皮下脂肪CT值標準差(standard deviation，SD1)的為噪聲指數(shù)(noise index，NI)；②靜脈期，選取頸4椎體水平測量頸內(nèi)靜脈CT值(CT3)，同層面胸鎖乳突肌(CT4)，同層面前頸部皮下脂肪CT值標準差(standard deviation，SD2)的為噪聲指數(shù)(noise index，NI)。計算信噪比(signal noise ratio，SNR)和對比度噪聲比(contrast noise ratio，CNR)值。

(3)計算方法：①動脈期CNR=(CT1-CT2)÷SD1，SNR=CT1÷SD1；②靜脈期CNR=(CT3-CT4)÷SD2，SNR=CT3÷SD2。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)面積為5 mm2，ROI盡量選擇密度均勻區(qū)域。每例患者重復測量3次，以平均值作為最終測量值。

1.5 觀察與評價指標

(1)記錄機器自動計算生成的容積CT劑量指數(shù)(CT dose index volume， CTDIvol)、劑量長度乘積(dose length product，DLP)，并計算出有效輻射劑量(effective dose，ED)，ED=DLP×k(歐盟委員會推薦頸部k值為0.0054)[3]。

(2)由2名放射科主任醫(yī)師在雙盲條件下分別進行主觀評價，方法參照郭錟等[4]5分制。

評分標準：①1分為無法診斷，圖像噪聲及偽影嚴重；②2分為影響診斷，圖像存在偽影及假象等；③3分為可以診斷，基本解剖結構顯示正常，噪聲略大；④4分為良好，解剖結構比較清晰，對比度及銳度略差；⑤5分為優(yōu)秀，細微解剖結構清晰，對比鮮明，圖像銳利。

1.6 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布，兩組間ROI的CNR、SNR、SD、DLP以及ED組間比較均采用兩獨立樣本t檢驗。CTDIvol及圖像質(zhì)量的主觀評分采用秩和檢驗；取α=0.05作為顯著性水準，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

表1 兩組動靜脈期圖像CNR、SNR及SD比較()

表1 兩組動靜脈期圖像CNR、SNR及SD比較()

注：表中SNR為信噪比；CNR為對比度噪聲比；SD為噪聲指數(shù)。

靜脈期SNR CNR SD SNR CNR SD觀察組 60 42.70±15.75 35.60±14.62 7.64±1.94 24.25±9.34 16.46±7.4 7.71±1.91對照組 60 51.34±15.32 42.35±13.66 7.13±2.07 27.03±8.5 16.63±6.3 7.09±1.56 t值 -1.854 -1.607 0.833 -1.038 -0.086 1.192 P值 0.076 0.121 0.413 0.31 0.932 0.245組別 例數(shù) 動脈期

2 結果

2.1 兩組圖像SNR、CNR及SD比較

對照組動脈期圖像的SNR和CNR高于觀察組動脈期圖像的CNR和SNR，而SD對照組低于觀察組，但差異均無統(tǒng)計學意義(t=-1.854，t=-1.607，t=0.833；P＞0.05)；對照組靜脈期圖像的SNR和CNR高于觀察組靜脈期圖像的CNR和SNR，而SD對照組低于觀察組，但差異均無統(tǒng)計學意義(t=-1.038，t=-0.086，t=1.192；P＞0.05)，見表1。

2.2 兩組DLP及ED圖像比較

兩組圖像的DLP及ED結果相近，差異均無統(tǒng)計學意義(t=0.17，t=0.593；P＞0.05)，見表2。

表2 兩組DLP及ED圖像比較()

表2 兩組DLP及ED圖像比較()

注：表中DLP為劑量長度乘積；ED為有效輻射劑量。

組別 例數(shù) DLP ED觀察組 60 373.42±14.00 2.20±.08對照組 60 372.73±17.55 2.19±0.11 t值 0.17 0.593 P值 0.865 0.556

2.3 兩組CTDIvol及主觀評分比較

觀察組的CTDIvol低于對照組的CTDIvol，差異有統(tǒng)計學意義(Z=-1.725，P＜0.05)；兩組圖像質(zhì)量主觀評分差異無統(tǒng)計學意義(Z=-1.523，P＞0.05)，見表3。

表3 兩組CTDIvol及主觀評分比較(分，)

表3 兩組CTDIvol及主觀評分比較(分，)

注：表中CTDIvol為容積CT劑量指數(shù)。

組別 例數(shù) CTDIvol 主觀評分觀察組 60 12.4±0.00 4.57±0.50對照組 60 13.55±0.25 4.63±0.48 Z值 -7.125 -0.523 P值 0.000 0.601

2.4 臨床圖像質(zhì)量比較

120例患者中頸總動脈及頸內(nèi)靜脈血管均滿足診斷要求，圖像清晰、細膩，密度均勻，血管飽滿，血管壁顯示平滑，根據(jù)評價標準分別對兩組圖像質(zhì)量進行評價，觀察組與對照組圖像的主觀評分差異無統(tǒng)計學意義(Z=-1.523，P＞0.05)。部分影像結果如圖1、圖2所示。

圖1 觀察組患者圖像

圖2 對照組患者圖像

3 討論

近年來，國產(chǎn)CT不斷發(fā)展，無論是硬件還是軟件都在持續(xù)創(chuàng)新，不斷提升掃描速度，降低輻射劑量，提高圖像質(zhì)量，優(yōu)化后處理流程，并廣泛應用于臨床工作，且取得較好的口碑。目前，關于國產(chǎn)高端螺旋CT圖像質(zhì)量的研究較少，尤其是與國外進口CT之間的比較研究更少。本研究通過比較兩款CT的圖像質(zhì)量及輻射劑量，并找出兩者之間的差異，為臨床工作提供參考。

由于頸部解剖結構復雜，雙側(cè)肩關節(jié)和頸胸椎較多的骨質(zhì)，容易產(chǎn)生帶狀偽影，影響頸部結構的顯示，因此在合理的輻射劑量下，優(yōu)質(zhì)頸部CT圖像質(zhì)量變得尤為重要。國產(chǎn)CT設備的自動毫安是以SNR為標準，而進口CT設備的自動毫安是以SD為標準，兩種設備參考標準不同，會對結果產(chǎn)生影響，為此本研究采用固定毫安技術來保證條件的相同。

隨著工業(yè)技術水平的不斷發(fā)展，CT硬件的性能得到很大的提高，其中進口CT的探測器采用人造寶石作為材料，使得探測器可以接受更高能量的射線，可以更快識別X射線的極速變化，再結合寶石CT的瞬間變能高壓發(fā)生器及動態(tài)變焦球管，使得CT能量成像技術進入一個嶄新的領域[5-6]。國產(chǎn)CT采用新一代寬體Micro Star探測器，具有零電子噪聲、超薄感光層及最小余輝等獨特性能，可以實現(xiàn)精細原始數(shù)據(jù)采集，再結合RF射頻極速傳輸技術，能夠?qū)崿F(xiàn)無損數(shù)據(jù)傳輸，最大程度保障圖像采集原始數(shù)據(jù)更完整。高頻高效高壓發(fā)生器及Quad-Sampling智能球管在技術上有很大的革新，不同于普通球管會產(chǎn)生很多無意義重復采集，這項技術能夠分別在X軸和Z軸同時實現(xiàn)雙倍采集，提升X射線應用效率，使得一次的原始數(shù)據(jù)采集量同比增加4倍，可以取得4640 view/圈數(shù)據(jù)，在容積覆蓋方面有很大的創(chuàng)新，而這些硬件上的創(chuàng)新是滿足臨床應用的基礎[7-8]。

濾波反投影重建算法和迭代重建算法是目前常用的兩種CT圖像重建算法。近年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，迭代算法成為研究的熱點，且迭代重建技術已經(jīng)在頭頸部、胸部、腹部以及心臟等多個領域取得較好的成效[9]。而其中進口CT設備的ASIR技術為首先建立噪聲性質(zhì)和被掃描物體的模型，并利用迭代的方法進一步校正和抑制噪聲，得到更清晰的圖像，射線劑量可以降低30%～65%，在頭頸部增強時可以取得較好的圖像質(zhì)量及較低輻射劑量[10-11]。國產(chǎn)CT設備采用ClearView+第4代雙域迭代技術，是基于多模型雙域迭代技術，將非線性問題轉(zhuǎn)化為線性迭代問題，通過反復迭代不斷修改初始的解，可進行100%深度迭代。同時具有時間域和頻率域兩個域的結合點開始進行快速迭代，還具有百萬像素平臺(1024×1024大矩陣)等特點，提升圖像的細節(jié)分辨力，能夠得到更清晰、更準確的診斷圖像，射線劑量的減少可達70%左右[12]。兩種設備都在不同程度上進行了硬件和軟件的創(chuàng)新，從不同的方向上提高圖像質(zhì)量和減低輻射劑量，雖然路線各異，但均得到良好的臨床應用效果。

本研究重點探討兩種設備在圖像質(zhì)量及射線劑量上能否達到一致結果，在對頸部增強動脈期圖像及靜脈期進行客觀圖像質(zhì)量評分(CNR、SNR及SD值)及主觀圖像質(zhì)量評分比較時，發(fā)現(xiàn)兩組的結果差異無統(tǒng)計學意義，表明兩種設備可以取得相同的圖像質(zhì)量。在射線劑量方面，觀察組的CTDIvol低于對照組，且差異均有統(tǒng)計學意義。在CTDIvol的控制方面，觀察組比較穩(wěn)定且較低，雖然螺距的設置固定，但在實際掃描中進口設備會根據(jù)預掃描反饋結果自動微調(diào)螺距，這也可能是進口CT設備的CTDIvol存在波動和高于觀察組的原因。DLP及ED為綜合性參數(shù)，雖然兩組在掃描長度，設備螺距等方面不能完全一致，但本研究結果表明兩組的輻射劑量相同，揭示在相似的掃描條件下，兩種設備的輻射劑量無差異。

我國首臺具有自主知識產(chǎn)權的NeuViz 128型螺旋CT與國外高端HD750型CT對比發(fā)現(xiàn)，在相似的掃描條件下，輻射劑量相同，并且可以取得相同的圖像質(zhì)量。因此，本研究為臨床使用提供一定的參考，為兩種設備的改進提供方向。本研究不足之處在于，樣本量較少，只選取一組的BMI進比較，研究部位僅限于頸部，故有待于今后做進一步研究。

參考文獻

[1]劉華.東軟醫(yī)療發(fā)布NeuViz 128精睿CT并出口國際市場[J].中國醫(yī)療器械信息，2015(5)：75-76.

[2]WHO expert consultation.Appropriate body-mass index for Asian populations and its implications for policy and intervention strategies[J].Lancet，2004，363(9403)：157-163.

[3]Leipsic J，Labounty TM，Heilbron B，et al.Adaptive statistical iterative reconstruction： assessment of image noise and image quality in coronary CT angiography[J].AJR，2010，195(3)：649-654.

[4]郭錟，周誠，陳涓，等.頸部能譜CT與常規(guī)CT掃描輻射劑量與圖像質(zhì)量的對比研究[J].中華放射學雜志，2015，49(5)：278-282.

[5]張偉，徐字森，樊寬章.高端CT技術的性能比較與分析[J].中國醫(yī)療設備，2010，25(12)：42-44.

[6]種銀保，雷福章，郎郎.現(xiàn)代醫(yī)用高端CT的發(fā)展與選型評價[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31(9)：1-2，5.

[7]林木炎，馮曉剛，盧廣文.東軟CT-C2800旋轉(zhuǎn)陽極控制原理分析及改進[J].中國醫(yī)學裝備，2011，8(8)：89-91.

[8]馬建華，張華，邊兆英，等.東軟64層CT整機研制及關鍵技術研發(fā)[J].中國醫(yī)療器械信息，2015，7(4)：71-73.

[9]董繼偉.CT迭代重建技術原理及其研究進展[J].中國醫(yī)學裝備，2016，13(10)：128-132.

[10]高宇.迭代重建算法的研究進展[J].中國醫(yī)療設備，2013，28(3)：23-25.

[11]齊天白，候珺琳.最佳ASIR權重結合低劑量掃描方法在頭頸聯(lián)合CTA中的應用[J].中國醫(yī)療設備，2010，32(1)：67-70.

[12]王悅中.迭代重建技術在CT中的應用[J].中國醫(yī)學裝備，2014，11(12)：81-83.