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        MDCT低劑量掃描診斷消化道出血最優(yōu)掃描參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究

        2019-05-24 07:11:48宮鳳玲馬春梅王星穩(wěn)
        醫(yī)學(xué)研究雜志 2019年4期
        關(guān)鍵詞:對(duì)模型出血點(diǎn)消化道

        于 鵬 翟 寧 宮鳳玲 訾 媛 馬春梅 王星穩(wěn)

        消化道活動(dòng)性出血是臨床常見病,如不能及時(shí)確定出血部位、進(jìn)行外科手術(shù)治療則有可能危及生命。多層螺旋CT(multi-detector computed tomography,MDCT)因其簡便、快捷,已被廣泛應(yīng)用于消化道出血定位及定性的診斷[1,2]。但MDCT在診斷不明部位和病因的消化道出血時(shí),掃描時(shí)間長、范圍廣、對(duì)比劑劑量需求大,這一直是臨床關(guān)注的問題[3,4]。本實(shí)驗(yàn)將低劑量掃描技術(shù)應(yīng)用于消化道活動(dòng)性出血的診斷中,尋找在保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上,不同掃描條件下的最優(yōu)層厚,為MDCT雙低技術(shù)應(yīng)用于消化道出血的診斷及臨床應(yīng)用提供研究基礎(chǔ)。

        材料與方法

        1.配制對(duì)比劑:搜集筆者醫(yī)院30例經(jīng)MDCT常規(guī)增強(qiáng)檢查、手術(shù)證實(shí)的消化道出血的患者,測量該30例患者出血點(diǎn)CT值,計(jì)算平均值為212.13±64.54HU。以平均值為參考值,將碘佛醇(320mgI/ml)用0.9%生理鹽水稀釋為6.4mgI/ml碘溶液,120kV對(duì)應(yīng)CT值為214.73±1.63HU。

        2.制作消化道出血模型:2塊新鮮豬肋板之間填以新鮮動(dòng)物脂肪、腎臟及充入適量氣體的小腸,將靜脈留置針(20G)置入腸管內(nèi),并與微量注射泵連接。

        3.實(shí)驗(yàn)方法:對(duì)消化道出血模型行Philips Brilliance 256 ICT增強(qiáng)掃描,每次掃描范圍一致。常規(guī)組:120kV、300mAs,掃描層厚0.9mm,間距0.45mm,螺距0.16,矩陣:512×512,對(duì)比劑注射速率0.5ml/min,濃度6.4mgI/ml。實(shí)驗(yàn)組:(A組:100kV、400mAs;B組:80kV、400mAs),掃描層厚1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mm,每組掃描13次,其他參數(shù)同常規(guī)組參數(shù)。以導(dǎo)管末端可見溢出的線狀、噴射狀或橢圓形的對(duì)比劑影為檢出,否則為未檢出[5]。

        4.計(jì)算輻射劑量:CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長度乘積(DLP)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成,有效劑量(ED)=DLP×k,根據(jù)國際放射防護(hù)委員會(huì)公布的標(biāo)準(zhǔn),k=0.015。

        5.圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià):將每次掃描所得原始圖像傳至EBW工作站行圖像后處理,窗寬窗位設(shè)置為300、40。在模型肌肉內(nèi)選取感興趣區(qū)域(region of interest,ROI)測量CT值及標(biāo)準(zhǔn)差,用CT值的標(biāo)準(zhǔn)差表示背景噪聲(SD),ROI面積50~55mm2。圖像噪聲信噪比(SNR):SNR=CT/SD。

        6.圖像質(zhì)量主觀評(píng)分:采用雙盲法進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):5分:解剖結(jié)構(gòu)邊界非常銳利,圖像無或僅有少許顆粒;4分:解剖結(jié)構(gòu)邊界較為清楚;3分:圖像能夠顯示解剖結(jié)構(gòu),邊界稍模糊,有輕度的顆粒感;2分:亞標(biāo)準(zhǔn);1分:圖像不能接受評(píng)分[6]。

        結(jié) 果

        1.輻射劑量的比較:常規(guī)組DLP、ED與實(shí)驗(yàn)各組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表1。

        表1 常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)各組輻射劑量比較

        與常規(guī)組比較,*P<0.05

        2.圖像質(zhì)量評(píng)估:實(shí)驗(yàn)A組1.0、1.5、2.0、2.5mm圖像噪聲與常規(guī)組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);實(shí)驗(yàn)A組1.5、2.0mm掃描圖像信噪比與常規(guī)組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);實(shí)驗(yàn)A組1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mm掃描圖像的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分與常規(guī)組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);實(shí)驗(yàn)B組各掃描層厚圖像質(zhì)量均無法滿足要求,詳見表2、表3及圖1。

        3.不同kV、mAs、掃描層厚下,MDCT對(duì)模型出血的檢出情況及出血點(diǎn)CT值的測量:MDCT對(duì)模型出血點(diǎn)檢出率隨著層厚的增加而降低。出血點(diǎn)CT值均值隨著層厚的增加而減小,詳見表2、表3及圖2。

        4.常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)A組各層厚對(duì)模型出血檢出率的比較:實(shí)驗(yàn)A組1.0、1.5、2.0mm對(duì)模型出血的檢出率與常規(guī)組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);實(shí)驗(yàn)A組2.5、3.0mm對(duì)模型出血的檢出率與常規(guī)組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表4。

        討 論

        MDCT能夠進(jìn)行無創(chuàng)、快速的掃描,在消化道活動(dòng)性出血定位、定性的診斷中起到了非常重要的作用[7~9]。它能夠觀察黏膜下的病變,了解病灶與周圍組織臟器的關(guān)系,且具有較高的診斷效能。但MDCT診斷消化道出血常用方法為多期掃描,對(duì)比劑的應(yīng)用增加了對(duì)比劑腎病的發(fā)生,大輻射劑量會(huì)導(dǎo)致致癌率的升高,而降低輻射劑量的同時(shí)往往會(huì)對(duì)圖像質(zhì)量造成影響[10,11]。因此,如何滿足臨床診斷要求,同時(shí)減少對(duì)比劑劑量、降低輻射劑量是醫(yī)務(wù)工作者及患者共同關(guān)注的問題。

        表2 常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)A組圖像質(zhì)量評(píng)分、模型出血檢出數(shù)、出血點(diǎn)平均CT值比較

        與常規(guī)組比較,*P<0.05

        表3 常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)B組圖像質(zhì)量評(píng)分、模型出血檢出數(shù)、出血點(diǎn)平均CT值比較

        與常規(guī)組比較,*P<0.05

        圖1 常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)B組各層厚圖像質(zhì)量的比較A.常規(guī)組(120kV、300mAs),掃描層厚0.9mm;B.實(shí)驗(yàn)A組(100kV、400mAs),掃描層厚1.0mm;C.實(shí)驗(yàn)A組(100kV、400mAs),掃描層厚1.5mm;D.實(shí)驗(yàn)A組(100kV、400mAs),掃描層厚2.0mm;E.實(shí)驗(yàn)A組(100kV、400mAs),掃描層厚2.5mm;F.實(shí)驗(yàn)A組(100kV、400mAs),掃描層厚3.0mm

        圖2 常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)B組各層厚對(duì)出血點(diǎn)的檢出情況(箭頭指示出血點(diǎn))A.常規(guī)組(120kV、300mAs),掃描層厚0.9mm;B.實(shí)驗(yàn)B組(100kV、400mAs),掃描層厚1.0mm;C.實(shí)驗(yàn)B組(100kV、400mAs),掃描層厚1.5mm;D.實(shí)驗(yàn)B組(100kV、400mAs),掃描層厚2.0mm;E.實(shí)驗(yàn)B組(100kV、400mAs),掃描層厚2.5mm;F.實(shí)驗(yàn)B組(100kV、400mAs),掃描層厚3.0mm

        表4 常規(guī)組與實(shí)驗(yàn)A組各層厚對(duì)模型出血的檢出率比較

        組別常規(guī)組實(shí)驗(yàn)A組各層厚(mm)1.01.52.02.53.0檢出數(shù)(n=13)11(84.6)13(100)12(92.3)10(76.9)4(30.8)3(23.1)χ2-2.1670.3770.2487.7219.905P-0.4801.0001.0000.0050.002

        降低管電壓是降低輻射劑量最有效的方法。有研究表明,當(dāng)管電壓從120kV降至100kV、或從100kV降至80kV時(shí),輻射劑量分別降低41%、70%[12],但會(huì)使圖像噪聲增加。噪聲是CT圖像性能參數(shù)之一,與層厚及探測器發(fā)射的光子數(shù)呈反比。有文獻(xiàn)指出,增加3倍X線劑量能夠使噪聲減半,層厚增加1倍,噪聲值降低23.8%~40.1%[13,14]。以往在MDCT掃描層厚、重建間隔及多平面重建相關(guān)性的研究中發(fā)現(xiàn),2.0mm掃描層厚可滿足圖像質(zhì)量及對(duì)微小病灶的觀察,為1.0~6.5mm中的最佳選擇[15]。在本研究中,隨著掃描層厚的增加,圖像噪聲下降,信噪比增加,圖像質(zhì)量提高,實(shí)驗(yàn)A組(100kV、400mAs)層厚1.5mm及以上均能夠滿足診斷對(duì)圖像質(zhì)量的要求,層厚低于之前研究的2.0mm,可能與本實(shí)驗(yàn)同時(shí)增加了管電流有關(guān)。而層厚的增加能夠減少圖像數(shù)量,提高工作效率。但層厚越厚、圖像銳利度或平滑度越低,會(huì)因容積效應(yīng)而遺漏小病灶。李麗超等[16]研究顯示,層厚增加到2.0mm會(huì)影響小結(jié)石數(shù)量的檢出。本實(shí)驗(yàn)中,>2.0mm的層厚對(duì)模型出血的檢出率與常規(guī)組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,與前者研究結(jié)果相近;通過對(duì)出血點(diǎn)CT值的測量,研究發(fā)現(xiàn)掃描層厚越厚,所測出血點(diǎn)CT值均值越低,這可能與層厚的增加產(chǎn)生的部分容積效應(yīng)有關(guān)。

        非離子型對(duì)比劑現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于臨床,短時(shí)間、大劑量的注射會(huì)引起血管內(nèi)皮的損傷,且對(duì)比劑的廣泛使用會(huì)造成對(duì)比劑腎病的發(fā)生率升高[17]。因此,能夠保證臨床診斷,同時(shí)又能減少對(duì)比劑對(duì)患者腎功能的傷害、減少對(duì)比劑不良反應(yīng)的發(fā)生非常重要。MDCT雙低掃描技術(shù)在頭頸、冠脈CTA(CT angiography,CTA)中的研究與運(yùn)用日趨成熟,但在腹部消化道出血上還鮮有提及。本研究通過對(duì)出血點(diǎn)CT值的測量發(fā)現(xiàn),模型出血點(diǎn)CT值均值隨著管電壓的降低而增加,說明降低對(duì)比劑濃度聯(lián)合低管電壓有可能獲得相同CT值,使雙低掃描技術(shù)在MDCT診斷消化道活動(dòng)性出血中成為可能,在今后的研究中可設(shè)置多種低濃度進(jìn)行進(jìn)一步研究。

        本研究的局限性在于采用的重建方法為濾波反投影法,實(shí)驗(yàn)B組(80kV/400mAs)各掃描層厚的圖像均無法達(dá)到常規(guī)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),今后可嘗試迭代算法,進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量或降低輻射劑量;本研究每個(gè)組別各掃描13次,得到的數(shù)據(jù)數(shù)量較少,仍需積累實(shí)驗(yàn)次數(shù),深化研究。

        綜上所述,MDCT低劑量診斷消化道最優(yōu)掃描參數(shù)為100kV、400mAs、1.5mm,輻射劑量較常規(guī)劑量組降低約15.2%,掃描層厚2.0mm為最厚臨界掃描層厚。

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