馮愛平， 陳愛華， 張婷婷， 李 丹， 王夢(mèng)莉

（湖北省宜昌市第一人民醫(yī)院放射科，宜昌 443001）

在高危人群中普及肺結(jié)節(jié)CT 篩查逐漸得到重視，但頻繁隨訪帶來的輻射劑量問題也讓人擔(dān)憂，既降低CT 輻射劑量又保證圖像質(zhì)量成了CT 技術(shù)發(fā)展的方向[1-2]。研究表明[3]，在雙源CT掃描中應(yīng)用迭代重建算法、能譜純化、高低管電流匹配技術(shù)等CT 新技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不高于普通CT 輻射劑量成像，且保證CT 圖像質(zhì)量。本研究擬通過在成人胸部雙能量掃描中應(yīng)用能譜純化技術(shù)與常規(guī)雙能量掃描的對(duì)比研究，探討雙源CT 能譜純化技術(shù)在提高圖像質(zhì)量、降低輻射劑量方面的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2017年12月至2019年3月宜昌市第一人民醫(yī)院30例成年患者初次、隨訪2 次掃描圖像數(shù)據(jù)，前后2 次掃描間隔至少3 個(gè)月，男性16例，女性14例，年齡23～72 歲，中位年齡56歲，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）為（21.28±3.12）kg·m-2。納入標(biāo)準(zhǔn)：能憋氣、配合完成檢查，前后2 次掃描圖像保存完整者，BMI 為18～28 kg·m-2。排除標(biāo)準(zhǔn)：胸部術(shù)后金屬偽影嚴(yán)重者。所有患者掃描前均簽署知情同意書。

1.2 儀器和方法

采用西門子炫速雙源CT 掃描儀（SOMATOM Definition Flash，Germany），掃描前去除身上金屬異物，并進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，非檢查部位鉛衣防護(hù)。初次掃描管電壓80 kV/140 kV，隨訪掃描管電壓80 kV/Sn140kV，高千伏球管采用能譜純化技術(shù)，其余掃描參數(shù)相同：雙能量模式，開啟CARE Dose 4D，參考管電流32 mA/75 mA，融合系數(shù)0.4，探測(cè)器寬度128 mm×0.6 mm，螺距0.55，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，肺窗卷積核BI70f，縱隔窗卷積核BI31f，SAFIRE3 級(jí)重建。所有患者均取仰臥位，雙手抱頭，頭先進(jìn)，掃描范圍正側(cè)位定位覆蓋雙肺區(qū)域，于吸氣末屏氣采集。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

所有圖像數(shù)據(jù)在CT 控制臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量分析?？v隔窗窗寬350 HU，窗位40 HU，肺窗窗寬1500 HU，窗位-800 HU。（1）圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)：由2 名高年資放射科醫(yī)師采用盲法，按5 分法分別在肺窗和縱隔窗上對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。評(píng)估內(nèi)容主要包括支氣管、心包、血管及縱隔內(nèi)淋巴結(jié)等結(jié)構(gòu)的清晰度及對(duì)比度。（2）圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)：分別在肺窗、縱隔窗圖像上進(jìn)行測(cè)量，選取胸主動(dòng)脈、腋窩均勻脂肪（氣管隆突層面）為設(shè)置感興趣區(qū)（ROI），大小為（35±5）mm，記錄ROI 內(nèi)的CT 值和標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD），以脂肪的標(biāo)準(zhǔn)差作為圖像平均噪聲（objective image noise，OIN），計(jì)算胸主動(dòng)脈的對(duì)比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）及信噪比（signal to noise ratio，SNR），CNR=（CT 動(dòng)脈-CT 脂）/SD 脂，SNR=CT 動(dòng)脈/SD 動(dòng)脈[4]，重復(fù)測(cè)量3 次取平均值。

表1 圖像質(zhì)量主觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 輻射劑量計(jì)算

記錄控制臺(tái)劑量報(bào)道上的CT 容積劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol）、劑量長度乘積值（dose length product，DLP），根據(jù)有效劑量（effective dose ED）=DLP×k，其中胸部轉(zhuǎn)換系數(shù)k=0.014 mSv/mGy/cm[5]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，前后2 次輻射劑量對(duì)比采用配對(duì)t 檢驗(yàn)，圖像間客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)（OIN、CNR、SNR）及主觀評(píng)分采用F 檢驗(yàn)，P≤0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 輻射劑量

隨訪掃描CTDIvol、DLP 及ED 均較初次掃描組下降（P均＜0.01），見表2。

表2 兩次掃描輻射劑量比較

2.2 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)

2 次圖像間肺窗及縱隔窗圖像質(zhì)量評(píng)分差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.01），其中初次圖像質(zhì)量評(píng)分最高。隨訪圖像肺窗及縱隔窗圖像質(zhì)量評(píng)分分別為（3.65±0.37）分和（3.05±0.18）分，均可滿足診斷要求。

2.3 圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

2 次圖像間肺窗及縱隔窗各ROI 圖像OIN、信噪比（SNR）及噪聲比（CNR）差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），其中初次圖像SNR、CNR 較高，見表3。

表3 兩組圖像質(zhì)量主客觀評(píng)價(jià)比較（分，±s）

表3 兩組圖像質(zhì)量主客觀評(píng)價(jià)比較（分，±s）

組別 隨訪 F 值 P 值肺窗 52.56±9.56 -3.26 ＜0.051.00±0.27 2.67 ＜0.052.75±0.54 5.18 ＜0.053.65±0.37 3.54 ＜0.05縱隔窗 12.95±2.50 -2.17 ＜0.054.50±0.92 2.78 ＜0.0510.87±2.25 3.99 ＜0.053.05±0.18 3.96 ＜0.05 OIN SNR CNR評(píng)分OIN SNR CNR評(píng)分初次47.79±7.511.08±0.273.10±0.533.86±0.5311.80±2.674.95±1.4212.98±3.333.35±0.42

3 討論

由于X 線照射生物體會(huì)造成電離輻射，對(duì)生物體會(huì)造成不確定性損傷。因此，醫(yī)務(wù)人員應(yīng)該始終遵循盡可能的低劑量原則，在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)選擇最合理的掃描參數(shù)和掃描技術(shù)[6]。然而，CT 圖像質(zhì)量和CT 射線劑量從一開始就是矛盾的兩個(gè)方面，不適當(dāng)?shù)丶哟骕 射線劑量無疑會(huì)對(duì)受檢者產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)；但不顧圖像質(zhì)量而盲目地降低射線劑量也無助于臨床診斷的需要[7-8]。近年來，在全球CT 工程師和影像工作者的共同努力下，研發(fā)出了各種降低劑量的方法，如通過改良設(shè)備硬件性能、降低kV、自動(dòng)電流調(diào)節(jié)技術(shù)、增加螺距、采用不同的重建算法等。

能譜純化技術(shù)的原理是利用在高管電壓X線球管輸出端添加一定厚度的特殊錫過濾板，減少其和低管電壓的能譜重疊，從而減少無效輻射，提高X 線光子利用率，提高圖像質(zhì)量，降低輻射劑量[9]。本研究采用80 kV/Sn 140kV 能譜純化方案進(jìn)行成人胸部檢查，結(jié)果顯示CTDIvol、DLP及ED 均明顯低于常規(guī)80 kV/140 kV 掃描方案，在胸部雙能量掃描中應(yīng)用能譜純化技術(shù)可降低人體吸收的輻射劑量約30%。Haubenreisser 等[10]采用Sn100kV 進(jìn)行成人胸部CT 掃描，與傳統(tǒng)100 kV 掃描相比，劑量降低約90%。

本研究采用能譜純化、CARE Dose 4D、SAFIRE重建的雙球管掃描輻射劑量與中國肺癌低劑量螺旋CT 篩查指南推薦（2018 版）低劑量掃描基本相當(dāng)，圖像質(zhì)量也能夠滿足診斷要求。大量的文獻(xiàn)研究證明了雙源雙能量CT 成像可以在不增加輻射劑量的基礎(chǔ)上，提供更豐富的診斷信息[11-13]。

胸部CT 掃描主要以肺及縱隔內(nèi)病變顯示為主，由于肺為含氣組織，與相鄰組織的自然對(duì)比度高且X 線衰減程度輕，因此，較易實(shí)現(xiàn)低劑量掃描[14]。肺部病灶檢出有賴于病灶與周圍正常肺組織的對(duì)比度，而病灶清晰程度、病灶邊緣的銳利度則與圖像噪聲有關(guān)[15]。降低掃描劑量，它對(duì)肺窗結(jié)構(gòu)顯示的圖像質(zhì)量影響甚微，完全能滿足臨床診斷的需要，雖然研究組的低劑量圖像質(zhì)量沒有優(yōu)于對(duì)照組，但是也極少出現(xiàn)質(zhì)量差且影響臨床診斷的圖像，尤其是肺窗。

本研究的不足之處：（1）由于X 線穿透力隨受檢者的體表厚度增加而減弱，本文研究對(duì)象BMI較高，應(yīng)未分析不同體型條件下能譜純化技術(shù)在降低輻射劑量、提高圖像質(zhì)量方面的差異；（2）劑量過低時(shí)肺部磨玻璃結(jié)節(jié)的檢出及定性診斷有一定限度[16]，本研究未能就該技術(shù)對(duì)肺部磨玻璃結(jié)節(jié)的診斷效能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜上所述，對(duì)以肺部疾病篩查為主要目的的成人胸部檢查，采用第2 代雙源CT 能譜純化技術(shù)可在滿足診斷要求的前提下有效降低輻射劑量。