低剂量胸部扫描（通用8篇）
低剂量胸部扫描 篇1
随着CT设备软硬件技术水平的不断提高, CT在各级医疗机构中广泛普及以及广大医务工作者和患者对CT在疾病诊断中作用的认可, 使得受检人群接受CT检查的辐射总剂量在不断增加。据有关研究证实, 医用低剂量电离辐射 (0~100m Sv) 也会对身体健康造成威胁, 可增加罹患放射相关疾病的几率, 且接受的辐射剂量越高, 几率越大, 尤其对敏感人群如妇女儿童等危害更明显[1]。当前胸部低剂量CT扫描方案是相关领域的研究热点, 目前多采用固定管电流50 m A进行扫描[2,3], 但此类方案忽略了不同个体以及同一个体不同部位之间的组织结构差异, 造成对某些部位 (如肺尖) 照射不足, 降低了图像质量, 使诊断准确率下降;而另一些部位 (如中肺) 则可能存在过度照射。研究表明, 固定噪声指数 (noise index, NI) , 应用自动管电流调节 (au-tomatic tube current modulation, ATCM) 技术可根据人体不同部位对射线的吸收及扫描对象的体型计算出有效管电流量并自动调节, 从而降低辐射剂量。
本文初步探讨提高噪声对图像质量和辐射剂量的影响, 以期进一步优化胸部低剂量。具体报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
2009年2~4月收集我院常规体检人员150名, 男85名, 女65名, 年龄32~75岁, 平均 (48.7士6.4) 岁。随机分为两组 (A组和B组) 每组各75名。
1.2 扫描条件及方法
CT检查采用日本TOSHIBA公司的Aquilion16层螺旋CT患者仰卧头足位。扫描前对受检者进行憋气训练;扫描范围由胸锁关节至两侧肋膈窦。A组扫描方案:120 k V, 100~200 m A, NI14, 层厚10 mm, 间隔2mm, 螺距1:1.75, 床速0.8 s/rot;B组扫描方案:120 k V, 50 m A, 层厚10 mm, 间隔2mm, 螺距1:1.75, 床速0.8 s/rot。
1.3 图像分析
将所得10 mm层厚图像采用标准算法重建, 得到层厚2mm的轴位重建图像, 重建间隔2mm。不同层面图像标准差 (standard deviation, SD) 值测定方法:在重建图像上, 分别选取相应层面的均匀组织进行测量, 肺尖 (胸锁关节层面) 取肌肉组织, 中肺 (气管隆嵴下水平) 取升主动脉, 下肺 (隔上层面) 取降主动脉, 感兴趣区划分面积为 (100士1) mm, 每层取3个位点, 分别测其SD值, 取均值作为该层面SD值。由两名影像医师采用双盲法独立阅片, 分析重建所得2mm层厚的肺窗 (窗宽1400HU, 窗位一500HU) 和纵膈窗 (窗宽360HU, 窗位60HU) 图像, 并进行图像质量评分 (image quality scores.IQS) 。
1.4
剂量记录最终剂量传输报告中的加权CT剂量指数 (weighted CT dose index, CTDlw) 。
1.5 统计学处理
统计学分析应用SPSS 13.0统计软件进行数据分析, 采用独立样本t检验比较A、B两组SD值、不同BMI受检者的CTDlw及两组IQS;应用Kappa一致性检验评价两名医师IQS的一致性, 如两名医师一致性较高, 则任取一名医师的评分作为标准。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组不同层面图像
SD值比较在肺尖和下肺A组SD值低于B组 (P<0.05, 即A组图像噪声低于B组;在中肺, A、B两组SD值差异无统计学意义P<0.05) , 即两组图像噪声无明显差异。
2.2 两组CTDlw
比较受检者BMI≤27时, A、B两组CT—D1w差异无统计学意义 (P<0.05) , 即两组的辐射剂量相当。当BMI>27时, A组CTDlw高于B组 (P<0.05) 。
2.3 两名医师的一致性分析
Kappa一致性检验示两名医师对肺尖、中肺、下肺IQS的一致性较高 (Kappa值均>0.75, P均>0.05) , 故采用其中一名医师的评分作为标准评价图像质量。
在肺尖, A组的IQS低于B组 (P<0.05) , 即A组的图像质量优于B组;在中肺和下肺, A、B两组IQS差异无统计学意义 (P<0.05) , 即两组图像质量无明显差异;两组图像总体IQs差异无统计学意义 (P>0.05) , 即两组总体图像质量无明显差异。
3 讨论
肺脏是对射线反应敏感的器官, 以往研究[4]表明, 和常规扫描方案相比, 低剂量对肺癌、肺结核、尘肺等病灶的检出和对高危人群的普查等方面具有一定优势。该果显示:
(1) 在肺尖, A组图像质量优于B组, B组部分图像肺纹理和支气管影不清晰或无法诊断, 但A组相应管电流较高;
(2) 在中肺, 两组SD值及IQS差异无统计学意义, 但A组的管电流低于B组;
(3) 在下肺, 两组IQS差异无统计学意义, A组SD值低于B组, 管电流略高于B组。
由此可见, ATCM技术保证了图像质量和均一性, 更有利于观察肺尖的结构, 提高该部位疾病的检出率。体质量也是影响辐射剂量的因素, Starck等[5]研究发现, 仅以体质量作为制定扫描方案的依据, 会造成体质堵相等但身高不同的受检者的图像质量不同。该结果还提示:A组图像的均一性和噪声分布均优于B组;在肺尖, A组图像质量优于B组;A组辐射剂量略高于B组。应用ATCM技术可保证图像质量和均一性, 满足临床诊断的需要, 从而为优化低剂量扫描方案提出了新的可能。
虽然低剂量CT扫描在获得的图像质量上有所下降, 但其影像信息完全可以满足诊断要求, 不仅可以降低患者的CT检查辐射剂量, 还可减少CT球管及探测器的损耗, 降低检查成本。因此, 在此领域开展研究具有重大的社会效益和经济效益, 也期待更多的低剂量研究能够造福广大患者。
参考文献
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低剂量胸部扫描 篇2
随着MSCT的广泛临床应用,目前低剂量扫描多用于高危人群肺癌筛查的工具。本研究对象为青少年副鼻窦疾病患者,CT扫描是对于慢性或复发性鼻窦疾病,或是功能性内窥镜鼻窦外科手术(FESS)术前及术后复查首选检查方法之一。但常规CT剂量扫描曝光量过大, 而且青少年的放射敏感度高于成人,增加了受检者的辐射损伤。毫安秒(mAS)值是决定辐射剂量的重要指标之一。本研采用降低管电流的办法,探讨低剂量CT扫描在青少年副鼻窦中的应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料:收集我院2007年8月至2008年7月行CT检查的35例副鼻窦疾病患者,男20例,女15例,年龄12~24岁,平均年龄17岁。
1.2 检查方法:35例患者均采用GE公司LightSpeed16 CT机,首先进行低剂量CT扫描,扫描基线为听眦线,扫描范围自额窦前缘至蝶窦后缘,扫描参数:管电压120KV、管电流40mA、层厚5mm,螺距1.375∶1,冠状位、螺旋扫描,然后取相同的扫描基线和范围行常规剂量扫描,扫描参数:管电压120KV、管电流200mA、层厚5mm,螺距1.375∶1,冠状位、螺旋扫描。
1.3 图像质量评价:采用双盲法将扫描所得图像由3位副主任医师和主管技师分别进行诊断和图像质量的评判,对比2种扫描方法所得图像质量,将图像中的病变结构分为以下等级:0分表示病变结构有明显变形或阶梯状伪影;1分表示病变结构轻度变形或阶梯状伪影;3分表示病变结构显示清晰,无肉眼可见的变形或伪影(难以评分时,可在各标准分值之间加入0.5分)。对显示评分做样本均数比较的x2检验。
1.4 辐射剂量的评价:不同的病人及不同的管电流扫描时,LightSpeed16 CT机上通过自动检测显示的一组计量数据,对该数据做样本均数比较的x2检验。
2 结果
2.1 本研究35例副鼻窦疾病患者常规剂量扫描发现异常125处,其中副鼻窦黏膜肥厚66处,上颌窦黏膜下囊肿21处,鼻甲肥大22处,鼻腔息肉8处,骨质改变6处,并做出相应的正确诊断。低剂量扫描亦发现相同病变,并做出正确诊断。
2.2 随着管电流的降低,部分患者低剂量CT显示病变的边缘欠锐利,但与常规剂量扫描相比,图像质量评价如下。
2.3 低剂量扫描患者接受辐射剂量CTDIvol平均为 7.6mGy,常规剂量扫描患者接受辐射剂量CTDIvol为28.1mGy
3 讨论
随着副鼻窦疾病患者的低龄化,使受检者特别是对射线高度敏感的少年儿童受到大量不必要的射线照射,受检者的辐射防护就更应引起高度的重视。国际上很多研究表明,针对某一部位选择适当的方法或参数进行扫描,可以在保证一定图像质量的同时降低辐射剂量。
3.1 降低mA值对图像质量的影响:副鼻窦为颅面骨中的含气腔隙,其病变的发现及内部结构的显示取决于CT的空间分辨率和密度分辨率。空间分辨率与被测物体间的密度差别有关。其它参数不变时,辐射剂量与管电流大小成正比,mA 降低50%,辐射剂量也降低50%。对图象不利因素是增加了噪声,但噪声与探测器接收到的层面光子数有关,与mAs的平方根成反比。MSCT通过多排探测器接收光子,并不造成图象质量的下降。本组35个病例低剂量CT扫描发现125处,图像质量均良好,完全能够达到诊断要求,与常规剂量相比无差异。故对诊断质量也没有明显的下降。3.2 降低mA对青少年患者接受辐射剂量的影响:本研究组青少年副鼻窦疾病患者往往要多次接受CT扫描。所以放射诊断医生不仅关心图像的诊断质量,还要尽可能降低受检者的辐射剂量。有人研究认为在降低mA值时,螺旋扫描的辐射剂量低于单层扫描,冠状位扫描低于轴位扫描。且辐射剂量CTDIvol降至7.6mGy,不足常规剂量的1/3,使受检者辐射剂量大幅度降低。而图像质量并没有明显下降。
3.3 低剂量CT扫描的曝光量由200mA降至40mA,明显低于常规剂量CT扫描,减少了CT球管和探测器的损耗,延长了CT球管和探测器的使用寿命,节约了CT运行成本。
总之,本研究低剂量CT扫描保证了图像诊断质量,且曝光量降低,对病变的发现和诊断准确性与常规剂量相同,并且大幅度降低了受检者的辐射剂量,实现了辐射防护最优化原则。所以,低剂量MSCT扫描广泛应用于青少年副鼻窦疾病中。
参考文献
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低剂量胸部扫描 篇3
多层螺旋CT (multislice CT, MSCT) 胸部检查在早期肺癌的筛查方式中具有举足轻重作用, 尤其是高分辨CT的应用大大提高了早期肺癌的筛查率。但是, 随着MSCT的广泛应用, 辐射效应越来越成为关注焦点。本文讨论胸部MSCT扫描辐射剂量与图像质量的关系, 探讨平衡图像质量与辐射剂量的有效方法。
1 资料与方法
1.1 临床资料
收集我院2013年1—2月志愿加入胸部64层螺旋CT低剂量扫描研究的200例受检者资料, 其中男女比例为3∶1, 年龄为35~75岁, 平均 (56+11.8) 岁。所有受检者均来自某单位职工年度健康体检, 均无明显临床胸部不适体征。将受检者随机分为试验组与对照组:试验组采用固定管电流扫描技术, 组内部按照扫描参数管电量依次分为A (40 m As) 、B (50 m As) 、C (60 m As) 3组, 每组50例受检者;对照组50例受检者采用自动管电流扫描技术。检查前记录患者的身高、体质量资料。
1.2 扫描方法
采用西门子64层螺旋CT。试验组采用固定管电流模式, 扫描参数为:管电压120 k V, 螺距1.4, 旋转时间0.5 s/r, 扫描层厚5.0 mm, 采集准直64×0.6 mm, 重建间隔5.0 mm, 重建层厚5.0 mm, 重建矩阵512×512。参考管电量:A组40 m As, B组50 m As, C组60 m As。对照组采用自动管电流技术并采用Caredose 4D剂量关怀扫描模式[1], 扫描参数为:管电压120 k V, 螺距1.4, 旋转时间0.5 s/r, 层厚5.0 mm, 准直64×0.6 mm, 重建间隔5.0mm, 重建层厚5.0 mm, 重建矩阵512×512, 参考管电量208 m As。受检者仰卧位平躺, 双手上举, 扫描范围自第七颈椎 (C7) 到第一腰椎水平 (L1) 。扫描前告知受检者扫描中需吸气与屏气配合, 同时严格控制受检者胸前异物, 防止伪影影响图像质量。
1.3 图像质量评价标准
主观评价:由2位高年资诊断医生采用双盲法观察肺窗图像[2,3,4]中心肺血管支气管、周围肺血管支气管、主气管、肺裂及肺内病灶边缘的锐利程度, 观察纵隔窗图像心影、肝边缘锐利程度, 以评价图像质量。评分标准:5分为边缘清晰, 无伪影;4分为边缘略模糊, 无伪影;3分为边缘略模糊, 有少量伪影;2分为边缘模糊, 中等量伪影;1分为大量伪影。定义大于等于3分的图像符合诊断要求, 小于3分的图像不符合诊断要求。客观评价:选择每位受检者断层图像主气管分叉处向上的连续3个层面, 以气管中心为圆心做面积包含100个像素的兴趣区域 (ROI) , 分别测量每层ROI CT值的标准差 (SD) 值, 定义为噪声并记录为x, 然后加权取其平均值, 以此来衡量此次扫描的整体图像噪声。
1.4 统计学方法
应用SPSS15.0进行样本分析, 对有效剂量和噪声行方差及t检验, 对图像评价分数采用Fisher检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 图像质量评估
在试验组中, A组72% (36/50) 图像评价符合诊断要求;B组100%图像评价符合诊断要求;C组98% (49/50) 图像评价符合诊断要求, 有1例女性受检者屏气配合欠佳, 图像评价2分。对照组100%图像评价符合诊断要求, 其中76% (38/50) 图像评价为5分。试验组与对照组图像评价比较采用Fisher方法, 单侧检验P=0.011, 双侧检验P=0.025<0.05, 差异有统计学意义。试验组与对照组体质量指数K-S正态检验, Z值分别为0.940、0.801, P值均大于0.05, 故不拒绝正态分布的检验假设。方差齐性检验, F=0.812, P=0.369>0.05, 故拒绝组间方差齐同的检验假设。因此, 试验组与对照组一般资料符合t检验条件。t=-0.376, P=0.707>0.05, 一般资料差异无统计学意义。
试验组与对照组有效剂量K-S正态检验, Z值分别为0.739、0.097, P值均大于0.05, 故不拒绝正态分布的检验假设。F=5.478, P=0.285>0.05, 故拒绝组间方差齐同的检验假设。因此, 试验组与对照组有效剂量符合t检验条件。t=37.431, P=0.0<0.05, 有效剂量差异有统计学意义。
试验组内比较:A、B、C 3组有效剂量K-S正态检验, Z值分别为0.84、1.248、0.787, P值分别为0.480、0.089、0.566, 均大于0.05。因此, 接受正态资料分布假设。有效剂量的方差齐同检验假设, A、B组间F=0.166, P=0.685;A、C组间F=2.914, P=0.092;B、C组间F=1.132, P=0.291。P值均大于0.05, 因此拒绝组间方差齐同的检验假设。所以A、B、C 3组符合t检验条件, 有效剂量的t检验结果分别为tA-B=-15.023, PA-B=0.00;tA-C=29.553, PA-C=0.00;tB-C=-12.073, PB-C=0.00。因为PA-B、PA-C、PB-C均小于0.05, 所以A、B、C组间有效剂量差异有统计学意义。
同样, A、B、C 3组噪声值也可接受正态资料分布假设。A、B组噪声比较, F=1.932, t=3.644, P=0.00<0.01;A、C组噪声比较, F=1.521, t=3.803, P=0.00<0.01;B、C组噪声比较, F=0.02, t=0.626, P=0.533>0.01。因此, 均接受两组方差同齐假设, 符合t检验的要求。而A、B组, A、C组t检验的P值均小于0.01, 因此2组噪声差异有统计学意义, B、C组t检验的P=0.533>0.01, 因此2组噪声差异无统计学意义。见表1。
2.2 图像噪声与体质量指数关系
图像噪声x与体质量指数 (BMI) 具有相似的分布趋势, 即相同扫描条件下图像噪声随体质量指数升高而增加, 随其降低而减小。如图1~3所示。
3 讨论
自1990年Naidich[5]提出胸部低剂量概念以来, 低剂量检查技术的应用越来越广泛。降低管电流是低剂量CT检查的主要方法, 并已广泛应用于肺癌筛查中。肖圣祥等[6]运用飞利浦Brilliance 64层CT, 通过降低m As方法, 发现20 m As扫描较100 m As扫描辐射剂量下降79.4%。本文在研究初也尝试用20 m As扫描条件, 部分体质量指数较小患者 (BMI<22 kg/m2) 使用此条件可获得相对较好的图像质量。但是对于体质量指数较大 (BMI>25 kg/m2) 的患者, 高达80.12%的图像质量评价低于3分, 并且能影响诊断效果。S.Tartari等[7]通过对64层螺旋CT的患者腹部平扫结果研究得出, 为了获得具有较高对比度的图像, 对于普通体质量指数 (BMI<25 kg/m2) 的人员应使用70 m As, 对于体质量指数较大 (BMI>25 kg/m2) 的人员应使用150 m As。肺部是人体含气组织相对较多的部位, 肺泡与肺实质之间有良好的自然对比, 对X线敏感度较高。综合文献资料, 本研究分别采用40、50、60 m As的扫描条件获取胸部图像, 并加以分析。
与剂量直接相关的因素有扫描管电压、管电流、扫描时间、扫描野大小、受检者的部位以及体型等。本研究在固定管电压、旋转时间、扫描层厚、重建参数, 统一扫描范围标准的情况下, 对图像质量、有效剂量、噪声等进行分析。首先, 试验组与对照组在BMI分布上无统计学差异。在图像评价分数方面, 试验组与对照组差异有统计学意义, 同时, 试验组与对照组在有效剂量方面差异有统计学意义。进一步规避了因受检者客观身体条件因素 (BMI) 引起图像评分与有效剂量差异的不确定分析因素。在试验组内A、B、C 3组有效剂量t检验, 差异分布有统计学意义;图像噪声t检验A、B组, A、C组差异无统计学意义, 而B、C组差异有统计学意义。因此, 综合分析可知, 在固定管电量扫描条件下, B组扫描参数最为优化。一方面满足了临床诊断需求, 另一方面有效降低了受检者辐射剂量。
标准体型患者胸部MSCT全肺扫描剂量长度乘积 (DLP) 参考上限为650 m Gy·cm。唐威、黄遥等人的多中心研究中, 4组病例的DLP分别为标准参考值上限的14.2%、10.2%、15.2%、18.9%。本研究以m Sv为单位, 将其作为衡量辐射剂量的参数。依据国际放射防护委员会的定义, 单次扫描中患者接受的辐射剂量m Sv与DLP的关系为:辐射剂量 (m Sv) =DLP×WT, 其中WT为胸部的权重因子, 其值为0.017 m Sv/ (m Gy·cm) 。依据上述计算公式, A、B、C组的DLP值依次为131.43、165.71、207.14 m Gy·cm, 对照组的DLP值为532.86 m Gy·cm。A、B、C及对照组分别为参考上限值的20.22%、25.49%、31.87%、81.98%。由于唐威等人采用的是自动管电量低剂量技术, 每层图像的管电量均会随胸部组织的变化而变化。一般在肩胛骨处扫描剂量最大, 因为此处骨质结构较多, 气管分叉处剂量相对较低, 至肝脏层面又逐步增大。本研究试验组采用固定管电量技术, 每层图像的管电量不会因扫描组织密度的变化而变化。因此, 试验组辐射剂量略大于唐威等人的研究结果。
在管电压、螺距、旋转时间、准直、扫描层厚及重建间隔相同的条件下, 随着扫描毫安条件增加, 有效剂量随之增加, B组较A组增加了26.1%, C组较B组增加了25%, 对照组较C组增加了157.2%。图像的噪声随扫描毫安条件增加而递减, B组较A组降低了1%, C组较B组降低了12.9%, 对照组较C组降低了22.5%。相同的扫描条件, 图像噪声随BMI升高而增加, 随BMI降低而减少。若设定一定噪声水平为诊断可接受范围, 则根据图1~3可为不同体质量指数患者选择相应的合适扫描条件, 与李纬等[8]通过体质量指数指导扫描体部方案研究具有一致性。
Joakim B觟rjesson等[9]研究指出, 胸部检查中低剂量虽然优势显著, 但必须平衡潜在的诊断缺陷问题。由于采用更低的扫描条件, 射线穿透人体组织衰减明显, 探测器获取信息相对减少, 从而导致潜在诊断图像质量缺陷。但是魏玲等[10]分析常规剂量与低剂量螺旋CT在肺结节形态征象, 包括分叶征、毛刺征、钙化、空洞、胸膜凹陷征、血管集束征、支气管征等, 得出常规剂量和低剂量的胸部扫描对于肺结节的检出率差异无统计学意义的结论。本研究主要针对无明显临床症状的健康体检人群, 同时在扫描结束后采用1 mm层厚重建肺窗, 弥补了对于小结节、磨玻璃病灶的检查遗漏。
Julia Ley-Zaporozhan等[11]通过多层螺旋CT对胸部进行研究, 提出与正常剂量获取的图像质量进行对照, 可将管电量降低至60 m As, 而没有显著增加图像噪声及损坏图像质量。本研究在试验C组采用了60 m As, 图像评价分数为 (3.69±0.55) 分, 图像噪声值为43.00±1.93, 除1人呼吸配合不佳外, 均可满足诊断需求。此外, 由于国内体检人群BMI较欧洲人群相对偏小, 尽管B组图像质量在50 m As条件下已经100%满足诊断需求, 并且剂量较C组低25%, 但对于BMI<24 kg/m2的人群可降低至40 m A即可满足诊断需求。需要注意的是图像质量除了受扫描参数、BMI影响外, 患者的有效呼吸配合也很重要。受检者呼吸配合不理想, 会导致重影、气管血管双轨影等伪影问题。C组中1人呼吸配合较差, 在没有屏气情况下完成扫描, 致使影像评价较差。
多层螺旋CT在提高空间分辨率的同时也增加了受检者的辐射剂量。通过必要的扫描条件控制能够有效平衡图像质量与辐射剂量的关系。本文以64层螺旋CT为例, 提出了固定管电量的低剂量扫描条件, 可以在满足临床诊断需求的同时大幅度降低患者的辐射剂量。
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低剂量胸部扫描 篇4
1 胸部CT扫描方式对X线剂量的影响
20世纪70年代和80年代中前期, 胸部CT扫描采用非螺旋扫描技术, 采取停-进原则, 即CT扫描采集数据时, 患者扫描部位处于静止状态, 第一次扫描采集结束时检查床移动至下一层面, 再进行第二次扫描采集数据。如此反复, 每次扫描只能产生一幅横断面图像。随着滑环技术的出现, 螺旋CT诞生, 与非螺旋CT扫描不同的是螺旋扫描时, 患者躺在检查床上以恒速通过CT机架, 同时X线球管连续旋转并曝光, 这样采集的数据分布在一个连续的螺旋形空间内, 故此又称容积CT扫描。两者最大的不同是患者的诊断信息后者明显优于前者, 而患者接受的辐射剂量后者要明显高于前者。
2 胸部CT重建算法对X线剂量的影响
胸部CT检查中, 图像处理选择的重建算法一般为高分辨力、标准和软组织三种模式, 有的CT机除这三种模式外, 还外加超高分辨力和精细模式等。其中高分辨力模式实际上是一种强化边缘、轮廓的函数, 能提高空间分辨力, 受部分容积效应影响小, 对肺间质病变边缘形态显示更清晰的重建算法, 常用于肺的弥漫性、间质性病变和肺结节。但高分辨模式也存在局限性: (1) 扫描范围有限, 只适合观察局部微细结构; (2) 扫描条件较高, 患者的X线辐射量增加; (3) 层与层之间不连续, 不适合全肺扫描, 容易造成病变丢失; (4) 只适合肺窗观察病变, 纵隔窗图像颗粒粗糙。故此一般均在螺旋扫描接触上, 有针对性加扫感兴趣区, 以便在最大减少患者辐射剂量基础上, 得到满足诊断的影像信息。软组织模式是一种平滑、柔和的函数, 采用软组织模式处理后, 图像的对比度下降, 噪声较少, 密度分辨力提高。而标准模式则是无任何强化和柔和作用的一种运算处理方法。软组织模式和标准模式采用常规剂量即可。
3 低剂量CT技术受到重视和进展情况
1981年国外文献中最早出现低剂量CT技术一词[2], 1990年Naidich等[3]首次提出了低剂量CT 的概念, 由于当时CT机未普及, 未能引起大家的注意。何为低剂量呢?一般认为被检者所接受剂量较常规剂量降低20%以上确定为剂量降低。根据X线检查中合理使用低剂量 (ALARA) 原则[4], 在满足诊断的基础上, 尽量降低患者辐射剂量。最近几年CT辐射剂量及其潜在危害性逐渐受到国内外专家的高度重视[5], 有的从个人角度提出降低剂量的口号, 如Stovis[5]向全球放射界同仁倡导“合理使用低剂量”;有的从学术团体角度呼吁倡导低剂量应用, 如:中华医学会医学影像技术分会2006年提出了“接受适度噪声”的学术导向口号, 希望我们影像医师如当年接受高千伏胸部摄影的低对比多层次影像那样接受有适度噪声水平的数字影像, 从而降低受检者接受辐射剂量;再如2007年, 中华医学会放射学分会和《中华放射学杂志》编辑部以极大热情在全国放射年会上设CT低剂量研究专场, 且多次发行专刊号以倡导和支持这一工作;2011年《中华放射学杂志》编辑部再次联合飞利浦公司, 组织“低辐射CT成像”征文活动, 其主要目的是切实降低CT临床应用的辐射剂量, 也为今后的低剂量规范化、标准化奠定基础。
以上活动大家都从不同的角度倡导呼吁低剂量CT的使用, 说明低剂量研究已经引起了大家的一定重视;且众多的团体和个人参与进来, 针对不同的胸部疾病展开了不同的低剂量研究。
4 降低胸部CT扫描剂量采用的方法
众所周知, CT辐射剂量的影响因素主要包括两个方面[7]:一方面CT机器扫描参数设定, 如管电压、管电流、FOV、层厚、螺距等;另一方面CT设备的研发和制造部门通过对机器软硬件的改善, 来进一步达到降低辐射剂量的目的, 如世界三大厂家GE、西门子、飞利浦研发应用于临床的自动曝光控制技术, 其通过人体不同的体厚机器自动调节毫安值, 从而达到降低患者辐射剂量, 研究比较了自动曝光控制技术与管电流恒定技术分别对图像质量和辐射剂量的影响, 结果显示自动曝光控制技术总辐射剂量明显低于管电流恒定技术, 图像质量无明显差异。
目前放射科医师除采用机器自动曝光控制技术外, 还采用改变机器扫描参数的方法来降低辐射剂量, 包括: (1) 降低管电流:由于辐射剂量与mAs呈线性相关, 与mAs值的一次方呈正比[8], mA降低和扫描时间缩短, 辐射剂量会下降, 图像噪声随不同扫描层面的体厚而变化; (2) 降低管电压:可以降低辐射剂量, X线照射剂量和kV的平方呈正比, 在降低了X线辐射剂量的同时也降低了图像质量; (3) 增大螺距:可以降低辐射剂量, 但增加了重建图像的有效层厚, 降低了Z轴方向上的空间分辨率, 噪声也随之增加。从物理学原理得知, X射线的质由管电压决定, X射线的量由管电流决定。降低管电压并未减少阴极射线的电子数目即未降低X射线的剂量, 只是降低了X射线的硬度-穿透物质的能力;降低管电流减少了阴极发射的电子数即减少了撞击阳极靶面后产生的X射线的剂量, 在一定范围内改变管电流即可改变X射线的剂量, 因此大家更多的采用通过降低管电流来减少辐射剂量。
5 降低胸部CT扫描剂量对图像质量的影响
李云卿等[9]分别采用降低管电流和管电压的方法来降低剂量, 并观察剂量降低与图像质量之间的关系。发现降低管电流分别到100mA、50mA、20mA时 (120kV固定) CT图像的均匀性随CT扫描剂量减少逐渐变差, 图像的噪声水平随CT扫描剂量减少逐渐增高, 但皮下脂肪、骨骼肌、椎体的CT值改变与正常图像质量比较差异无显著意义, 说明在一定限度内 (20mA或7.5mAs) 降低管电流可以降低X线剂量但不影响图像质量, 噪声相应有所增加, 但在可接受范围内。
6 胸部低剂量CT应用和研究进展情况
胸部组织的天然高对比使胸部CT低剂量扫描成为目前最广泛的应用领域。以往常规胸部CT因辐射剂量较高而不宜用于体检, 而低剂量CT的研究开展, 使的肺癌、肺结核、尘肺等病灶的检出和对高危人群的普查等方面具备了一定优势, 尤其是肺癌筛查, 其检出率约为X线胸片的6倍;另对胸部外伤、肺气肿、肺小结节[10]等随访, 应用低剂量也在逐渐增多。随着MSCT的发展, 其应用范围扩展到呼吸道三维成像、儿童检查、胸部CT血管成像以及经皮穿刺引导等一再得以拓宽, 使得在疾病诊断的同时, 患者接受的剂量在适度的降低。目前, 利用低剂量螺旋CT扫描进行肺癌筛查, 一般用时12~15s, 64层以上CT更是少到5s, 相对简便可行。低剂量螺旋CT扫描条件多采用120kV或140kV, 20~50mA, 准直5mm或10mm, 螺距1~2, 一次屏气完成扫描。华西医科大学李真林等[11]研究表明, 肺部低剂量扫描的剂量长度乘积 (DLP) 为63.4mGy·cm, 明显低于常规剂量扫描248mGy·cm (P<0.001) ;低剂量扫描的总曝光量为915mAs, 明显低于常规CT扫描3521mAs (P<0.001) ;低剂量扫描的放射剂量为70.8mGy, 是常规扫描剂量274.7mGy的26%。表明低剂量螺旋CT扫描放射辐射剂量对于普查工作是比较安全的, 大大减少了X线对人体可能造成的损伤。
国外个别有关于肺气肿[12,13]和肺囊性纤维化的低剂量CT检查报道, 国内还未见。随着医学的发展, 各种结缔组织疾病, 如系统性硬皮病、多发性肌炎/皮肌炎、类风湿性关节炎等引起的肺间质病变越来越受到大家的重视, 同时由于此类人群为免疫系统疾病, 免疫力低下, 对辐射剂量更加敏感, 所受到的辐射损害更大。而观察各种疾病导致的肺间质病变最好的检查方法为常规胸部CT扫描的基础上加感兴趣区高分辨CT扫描。由于高分辨CT扫描需要高mA, 患者接受的X线辐射剂量增加。如何在观察肺间质病变时, 即能使用胸部高分辨CT扫描, 又能尽量降低剂量减少患者的辐射剂量, 是我们正在思考并需要进一步研究的方向。
7 我们在降低胸部高分辨CT扫描中所做的工作
为此我们对3位志愿者进行了降低高分辨CT扫描剂量预试验, 为了减少志愿者辐射剂量, 我们由大家常规采用的三个感兴趣区减少为一个感兴趣区。临床工作中发现小叶间隔增厚、磨玻璃样密度、网格状影等在肺的下部区域最常见, 因此选取右隔上2cm作为感兴趣区进行预试验研究:对同一肺间质病变志愿者进行固定kV (140kV) 、变换mAs进行不同剂量高分辨CT扫描。设定5组, 第一组为对照组250mAs (常规扫描采用的剂量) , 第二组至第五组为低剂量研究组, 分别为150mAs、100mAs、75mAs、50mAs。结果发现以对照组为标准, 观察细微结构 (如小叶间隔、磨玻璃样病变等) 图像清晰, 心影、肺野边缘锐利, 肺野清晰度好;150mAs、100mAs观察细微结构 (如小叶间隔增厚等) 图像略差, 较为清晰显示, 心影、肺野边缘基本锐利, 噪声也在可接受范围, 能得到诊断信息;75mAs噪声较大, 小叶内间隔增厚的观察不能满足, 但小叶间隔增厚、支气管血管束、囊状影等肺间质改变仍能观察;50mAs噪声太大, 不能满足诊断需要。为此我们考虑开展低剂量高分辨CT研究具有可能性。
下一步我们将进一步使用大样本展开研究, 以便得到即能满足诊断需求, 又能降低患者接受剂量的胸部高分辨CT扫描技术。
低剂量胸部扫描 篇5
关键词：肺结节,低剂量,多层螺旋CT,诊断
肺结节病的发病机制目前尚不十分清楚,其是一种可侵犯全身系统的慢性疾病。大多数学者认为,肺结节病是一种与细胞内免疫功能与体液功能紊乱有关的疾病[1],非干酪样坏死性肉芽肿为其基本病变[2]。肺结节的检出是诊断该病的有效依据,目前对于肺结节形态的研究,国内报道较少。笔者为探讨多层螺旋CT低剂量扫描肺结节的特征和边缘征象与常规剂量扫描的异同,对本院2010年5月~2011年12月行CT扫描发现的50例肺结节病患者的影像学资料进行回顾性分析,现总结报道如下:
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择我院2010年5月~2011年12月行CT扫描发现的50例肺结节病患者,共有结节68枚,其中,男33例,女17例;年龄最大72岁,最小为22岁,平均45.8岁。所有患者均经CT扫描、手术或肺穿刺活检证实为肺结节病。
1.2 肺结节的诊断标准
(1)患者肺内有圆形或类圆形的局灶性密度增高影,其长宽径之比<2;(2)肺结节个数≤3枚;(3)排除直径>30 mm的肺结节。
1.3 方法
50例患者均进行常规剂量的和低剂量的胸部CT扫描。所有操作均由相同的两名经验丰富的高年资医生进行。
1.3.1 常规剂量扫描
应用64层螺旋CT扫描仪(GE公司生产),采用常规剂量的扫描参数对患者进行胸部扫描,管电流为150 m A,电压为120千伏,重建层厚为5 mm,层距5 mm,螺距1.0,重建矩阵为512×512。扫描顺序:从肺底至肺尖。1.3.2低剂量扫描所有患者进行常规剂量扫描后,告知患者再进行1次低剂量扫描,并取得患者同意。患者采用仰卧位。参数设定:低剂量扫描管电流为30 m A,电压为120千伏,重建层厚为5 mm,层距5 mm,螺距1.0,重建矩阵为512×512。扫描范围和顺序与常规剂量扫描相同。
1.3.3 图像处理
于GEAW 4.4工作站对所有图像进行处理,肺窗:窗位-60 Hu,窗宽1 000 Hu;纵膈:窗位35 Hu,窗宽320 Hu。由两名经验丰富的高年资医生进行图像处理,并记录相关信息:结节密度、数量、大小、征象等。
1.4 统计学方法
采用SPSS 16.0统计学软件进行数据分析,计量资料数据用均数±标准差表示,两组间比较采用t检验;计数资料用率表示,组间比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 不同剂量扫描肺结节形态学特征
本组50例患者,两种剂量检测方法均检查出结节68枚,不同剂量扫描所见肺结节影像见图1、2。两种剂量下患者的肺结节形态学特征见表1。
由表1可见,不同剂量扫描肺结节形态学特征比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2 不同剂量扫描肺结节大小比较
常规剂量扫描测量肺结节直径为(11.2±6.5)mm,低剂量扫描测量肺结节直径为(11.3±6.1)mm,两者比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
3 讨论
肺结节是由肺部炎症、肺癌等多种疾病导致的肺部病变[3],对肺结节的早期发现和诊断是提高患者生存率的关键因素,目前CT是分析肺结节的重要手段[4],其阳性检出率高于普通X线胸片,但同时CT检查的辐射剂量对人体的危害也高于普通X线胸片检查,目前对于CT检查剂量的争议已经成为影像学研究的热点。
低剂量CT的概念于1990年首次提出,胸部低剂量CT扫描使人体所受的辐射剂量大大降低[5],不仅降低了成本,且很大程度的减少了辐射给患者带来的损害。低剂量胸部CT扫描只是降低了管电流,许多研究证实,这并不影响肺部各种征象显示的结果[6,7,8]。肺结节的早期发现、诊断和定性对预后至关重要。对于难于定向的肺结节,可进行CT随诊,根据肺结节的影像学变化进行判断。本研究中两种剂量检测方法均检查出结节68枚,低剂量扫描检测钙化、空洞、毛刺征、分叶征、支气管征和胸膜粘连征等肺结节形态学的结果与常规剂量比较,差异无统计学意义(P>0.05);常规剂量扫描测量肺结节直径为(11.2±6.5)mm,低剂量扫描测量肺结节直径为(11.3±6.1)mm,差异无统计学意义(P>0.05)。由此可见,低剂量CT扫描与常规剂量CT扫描的检测价值相同。
综上所述,CT低剂量胸部扫描与常规扫描的价值等同,且低剂量CT扫描对患者的辐射危害性小,更适合用于肺结节的初步诊断和随诊,提示低剂量CT用于肺结节的诊断是可行的,可以推广应用。
参考文献
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低剂量胸部扫描 篇6
随着CT检查技术在青少年中的应用日趋增多, 射线剂量增加的危害愈来愈受到重视, 如今放射学界普遍接受的观点是只要细节显示许可, 能够满足临床诊断需要, 以图像质量轻微下降为代价, 而换来青少年CT检查辐射剂量的降低是值得的[1]。笔者尝试对青少年肺部疾病患者应用低剂量CT检查, 以期保证影像质量满足诊断的同时, 降低CT检查对青少年潜在的损害。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择临床上主因咳嗽、咳痰、咯血、发热、胸痛等呼吸道症状就诊, 且胸片发现有病灶的青少年患者31例, 其中男20例, 女11例;年龄11岁~17岁, 平均年龄14岁。
1.2 扫描方法
所有患者均行Neusoft CT-C2800螺旋CT常规扫描, 扫描参数120 kV, 150 m A, 扫描时间1.5 s, 层厚10 mm, 层间距10 mm, FOV 400 mm, 单次扫描CT剂量加权指数 (DIW) 14.7 g Ry.扫描后, 在其他扫描参数不变的情况下, 降低管电流为40 m A, 对感兴趣区行2~5层低剂量扫描, 单次扫描CT剂量加权指数为3.9 g Ry.
1.3 分析与评价方法
将2次扫描的有病灶图像打印, 分别交给2组高年资放射诊断医师, 每组由2位医师组成, 采用双盲法进行阅片, 评价影像学特征, 最后讨论以意见一致为准。分别就肺内病灶的形态、边缘、密度以及病灶内有无空洞、空气支气管征、钙化、胸膜增厚 (或积液) 进行分析判定, 并对病灶的影像学特征数和定性诊断数进行χ2检验。
2 结果
扫描共发现病灶36个, 常规剂量扫描诊断病灶形态规整12例, 不规整24例;密度均匀8例, 不均匀28例;边缘清晰11例, 不清晰25例。低剂量扫描诊断病灶形态规整12例, 不规整24例;密度均匀11例, 不均匀25例;边缘清晰11例, 不清晰25例。具体影像学特征数和定性诊断数见表1、表2
χ2=6.969, P>0.05, 差异无显著意义。
χ2=1.152, P>0.05, 差异无显著意义。
3 讨论
近年来, 随着公众放射卫生和自身防护意识的提高, 低剂量CT扫描逐步受到关注, CT技术的不断完善、成熟为低剂量扫描提供了技术基础。低剂量CT最多应用于肺部[2], 青少年处于生理发育期, 对X线的敏感较成人高, 用低剂量扫描对他们检查尤为重要。本组病例中笔者使用低剂量扫描, 管电流从150 m A降低到40 m A, CT DIW从14.7 g Ry降低到了3.9 g Ry, 降幅达73.5%.由表1、表2可以看出两种扫描剂量对病灶的形态、边缘、空洞、钙化等影像学特征无明显差异, 低剂量扫描对病灶的密度判断稍逊于常规剂量, 1例胸膜增厚不明显未发现;在定性上, 1例肺囊肿并感染误诊为结核, 2个肺下叶结核灶诊断为小叶性肺炎。这是由于降低扫描剂量必定增加图像噪声, 减低了图像密度分辨率所致, 但这两种扫描方法的影像学特征数和定性诊断数在统计学上其差异无显著意义。有研究表明[3], 低剂量CT扫描的不同参数对段及亚段支气管的显示非常准确, 能显示其走行及其与周围结构的关系及分叉部位的结构, 说明低剂量扫描完全可以应用到青少年肺部疾病的检查中。螺旋CT低剂量扫描在保证图像质量前提下, 大大减少了对青少年的辐射剂量, 降低了潜在损害, 降低了管电流, 也延长了CT球管的使用年限。
摘要：目的 探讨低剂量CT扫描在青少年胸部检查中的应用价值。方法 对X线胸片诊断为肺部有病灶的青少年31例行螺旋CT常规扫描, 再对感兴趣区行2～5层低剂量扫描, 分别对病灶的影像学特征数和定性诊断数进行总结、分析。结果 两种不同剂量扫描方法的影像学特征数和定性诊断数在统计学上差异无显著意义。结论 螺旋CT低剂量扫描在保证图像质量前提下, 大大减少了对青少年的辐射剂量, 完全可以应用到青少年肺部疾病的检查。
关键词：青少年,胸部,低剂量,计算机断层成像
参考文献
[1]Both P, de Maertelaer V, Roquigny A, et al.Multidetector CT in patient ssuspected of having lumbar disk herniation:comparison of stan-dard-dose and simulated low-dose techniques[J].Radiology, 2007, 244 (2) :524-531.
[2]王敏杰, 王培军, 田建明, 等.胸部低剂量CT扫描技术的应用价值[J].中华放射学杂志, 2002, 36 (8) :762.
低剂量胸部扫描 篇7
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集笔者所在医院2008年5月-2013年5月有呼吸道症状和体征的新生儿48例, 其中男28例, 女20例;早产儿10例 (男6例, 女4例) , 余下38例为足月儿。48例均未做胸片检查, 直接进行低剂量多层螺旋CT胸部筛选扫描。44例发现病变后加做常规CT扫描, 4例未见异常。
1.2 扫描方法
在征得患儿家属知情同意的情况下, 采用SOMATO-Emotion16层螺旋CT进行扫描。低剂量扫描参数:采集层厚5 mm, 螺距为5, 重建层厚5 mm, 管电流20~25 m A (早产儿20 m A, 足月儿25 m A) , 管电压100~110 k V (早产儿100 k V, 足月儿110 k V) 。发现病变后加做常规CT扫描。常规扫描参数:管电压120 k V, 管电流100 m A。其他条件两者相同。最后将上述两种不同扫描方法所得到的图像分别调整窗宽、窗位到最佳状态。
1.3 图像分析
由两位高年资主治医师在不告知扫描参数 (采用盲法) 的情况下对图像进行评判分析。评判的内容包括: (1) 图像的噪声和伪影。在肺窗若肉眼看图像有随机分布的小斑点则为图像噪声。若有走行一致的间隔条纹则为伪影。 (2) 显示肺细微结构的能力。计数小叶间隔和小叶中心动脉。 (3) 病灶细微特征的显示。小叶间隔增厚, 扩张的征象 (印戒征、轨道征) 及肺内小结节的边缘、灶内的情况。
2 结果
48例低剂量扫描仅肺尖部层面有少许条纹伪影。44例发现病变, 两种检查方式检出情况详见表1。两种图像对显示气管及分支、纵隔血管, 边缘小叶的中央动脉等结构都无明显差别。两种图像显示病变征象诸如气胸、肺气肿、胸腔积液、肺不张, 斑片状及颗粒状影等, 无明显区别甚或相同。
例
3 讨论
CT具有很高的密度分辨率 (为普通平片的10~20倍[6]) 且无组织重叠显像等优点。较胸片而言, 在肺部疾病的诊断中极大地提高了病变检出的敏感性和特异性。但常规CT检查剂量大, 是普通胸片的10~100倍[7], 对人体的危害大, 尤其是对小儿, 具致癌作用并影响生长发育, 而且年龄越小影响越明显。据研究[4]显示, 小儿对X线的敏感性是成人的10倍, 每毫安秒的辐射剂量比成人高1.6~1.7倍, 致癌风险是成人的2~4倍。因此, 如何选择合适的扫描方案, 最大程度地提高胸部病变的敏感性和特异性, 又能够把患者受到的辐射剂量减到最小, 就显得非常重要[8], 同时也是当今放射学研究的热点。
胸部低剂量多层螺旋CT扫描技术的可行性。胸部具有良好的天然对比性, 肺内各种细微结构与肺泡含气等气体密度差明显, 因此低剂量CT在胸部的应用最为成熟。众多资料和本组研究结果显示, 低剂量CT扫描与常规CT扫描在图像质量和显示细微结构及病变方面无大差别甚或相同, 而辐射剂量却明显下降, 大大降低了小儿受到的辐射剂量, 并且减少了设备耗损, 延长设备使用寿命, 成本大为降低, 完全有可能像小儿胸片一样被推广使用。
小儿各脏器尚未完全发育, 解剖结构对比差;不能合作, 不能自控呼吸, 都为卧位胸片, 图像质量差;又为X线穿透路径上各组织的叠加成像, 使一些组织或病变很难或不能显示, 漏诊、误诊机率高, 失败、重拍几率也高, 射线损伤同步增大。笔者认为, 基于新生儿处于生长发育期, 组织细胞分裂更新速度和比例远高于成人, 对射线的敏感性是成人的十多倍, 新生儿胸部影像检查最好直接进行低剂量CT扫描并重建、重组, 追踪复查也选择低剂量CT检查而不拍胸片。
优化扫描方案, 实现个性化CT扫描。降低CT扫描剂量的主要方法有降低管电压和管电流、增大螺距以及减少扫描次数。但降低管电压的同时, 图像伪影增加, 影响像质和诊断, 可行性较差。这种影响主要在成人, 对于新生儿却不明显。同时降低管电压和管电流在新生儿低剂量CT扫描中有较好的应用价值。增加螺距, 光子数量减少, 图像噪声增大, 容易遗漏小病灶, 因此一般不主张变动螺距。减少扫描次数以MSCT为最好, 一次容积扫描即可完成。新生儿的低剂量CT扫描参数必须根据体重变化作出相应的调整。本组早产儿和足月儿采用不同的扫描参数也是为此。因此, 不片面追求图像质量, 在保证影像诊断的前提下, 优化扫描方案, 使扫描各参数的设计更合理, 从而达到更有效地控制CT辐射剂量, 将损害减到最小, 以利宝宝健康成长。
参考文献
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低剂量胸部扫描 篇8
关键词：SAFIRE技术,FBP重建,胸部CT,辐射剂量
0前言
CT具有较高的密度分辨率且具备无组织重叠显影等优点, 较X线平片而言, 对肺部疾病的诊断具有较高的敏感性和特异性, 是筛选肺癌的可靠手段。虽然CT检查能够获得明确的诊断, 但X线对患者也产生了一定的辐射损害。如何在获得满足诊断要求图像的前提下, 使受检者接受尽可能低的辐射剂量, 是近年来CT设备改进和临床探求的目标之一[1]。肺部是含气器官, 组织对比度较高, 射线吸收率很低, 对胸部低剂量扫描提供了有利条件。过去应用的是传统的滤波反投影 (Filtered Back Projection, FBP) 重建算法, 变动管电压或管电流会增加图像噪声和伪影, 导致图像质量明显下降[2]。而有研究表明, 正弦图确定迭代重建 (Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction, SAFIRE) 技术相较于传统的FBP算法可以有效降低图像噪声, 提高图像对比度, 正在向临床推广[3]。本文旨在探讨低剂量胸部CT结合SAFIRE (Strength 3级) 技术在胸部扫描中的应用价值, 现报道如下。
1 材料与方法
1.1 临床资料
随机选取2013年11月于我科进行胸部CT检查的80例患者, 随机分为两组 (对照组和低剂量组) , 每组各40例, 无儿科患者被纳入此研究。对照组:男23例, 女17例, 年龄20~70岁, 平均 (41.15±14.80) 岁。低剂量组:男22例, 女18例, 年龄18~81岁, 平均 (40.38±18.71) 岁。患者均无呼吸系统症状, 有能力完成屏气扫描。测量并记录患者的身高、体重, 并计算其体质量指数 (Body Mass Index, BMI) , BMI=体质量 (kg) /身高 (m2) 。根据2001年中国成年人超重肥胖诊断标准[4], BMI<18.5为瘦体型, 18.5≤BMI<24.0为中等体型, BMI≥24.0为肥胖体型。本研究所有患者的体质量指数均<25 kg/m2。
1.2 仪器与方法
采用Simens SOMATOM Perspective 64排128层螺旋CT。扫描范围自胸廓入口至肺底, 扫描前去除病人身上所有的金属类物品, 并对患者进行呼吸训练, 扫描时患者双手举过头顶, 开启实时动态曝光剂量调节技术CARE Dose 4D[5]。对照组采用常规管电压130 k V, 最大管电流70 m As, 螺距1.3 cm, FOV 330 mm, 转速0.6 s/rot, 采用传统的FBP重建技术, 重建图像层厚及间隔均为6 mm。低剂量组采用管电压80 k V, 其他扫描参数与对照组相同, 采用SAFIRE (Strength3级) 技术。重建数据传至后处理工作站进行最大密度投影 (Maximal Intensity Projection, MIP) 、容积重组 (Volume Reformation, VR) 、多平面重建 (Multiple Planar Reconstruction, MPR) 、最小密度投影 (Mininum Intensity Projection, Min P) 。患者的辐射剂量数据包括CT剂量指数 (CT Dose Index, CTDI) 和剂量长度乘积 (Dose-Length Product, DLP) , 均自动生成。
1.3 图像分析
由1名经验丰富的诊断医师测量气管分杈层面降主动脉的CT值及其标准方差 (Standard Deviation, SD) , 以及同层背部肌肉的CT值及其SD值, 感兴趣区 (Region of Interest, ROI) <1.0 cm2, 各参数均在同一层面上重复测量3次, 取平均数作为最终结果[6]。在降低管电压进行胸部低剂量扫描时, 影响图像质量最主要的因素是纵隔中血管、肌肉等软组织, 因此测量时选择的是纵隔窗而非肺窗[7]。通过测量上述参数, 计算气管分杈层面降主动脉的信噪比SNR (Signal to Noise Ratio) 和对比噪声比 (Contrast to Noise Ratio, CNR) 。CNR= (ROI降主动脉-ROI背部肌肉) /背部肌肉SD值, SNR=ROI降主动脉/背部肌肉SD值。
记录每例患者的CTDI和DLP, 并计算有效剂量 (Effective Dose, ED) 。ED=DLP×k, k为标准胸部转换因子, 根据2009年欧洲CT质量标准指南, k=0.0145。
所有图像均在GE Centricity RA600图像工作站显示器上阅读。纵隔窗观察窗位40 HU, 窗宽350 HU, 肺窗窗位-520 HU, 窗宽1450 HU。由两名具有副高以上职称的CT医师采用双盲法阅片, 对图像进行评价, 主观评价内容包括图像伪影、噪声和病变检出情况。采用5分制评分法[8,9]: (1) 5分为优秀; (2) 4分为良好; (3) 3分为可以接受; (4) 2分为较差; (5) 1分为不合格。意见不一致时经协商得出统一结论。
1.4 统计学处理
所有数据均采用SPSS 16.0软件进行统计分析, 计量资料均以均值±标准差 (±s) 表示。采用独立样本t检验比较两组患者CTDI、DLP、ED、SNR、CNR以及辐射剂量、噪声的差异[10], 以P<0.05为差异有统计学意义。采用Kappa检验比较不同医师评分结果之间的一致性, Kappa≥0.75表示一致性较好, 0.4≤Kappa<0.75表示一致性中等, Kappa<0.4表示一致性较差[11]。
2 结果
2.1 对照组和低剂量组辐射剂量比较
对照组的CTDI、DLP和ED均大于低剂量组, 且差异均具有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。
2.2 对照组和低剂量组图像质量比较
2.2.1 气管分杈层面降主动脉CT值及其SD值比较
分析结果显示, 两组间气管分杈层面降主动脉CT值差异无统计学意义 (P>0.05) , 其SD值差异也无统计学意义 (P>0.05) , 见表2。
2.2.2 气管分杈层面降主动脉SNR值比较
分析结果显示, 两组间气管分杈层面降主动脉SNR值差异无统计学意义 (P>0.05) , 相较于常规130 k V, 低剂量80 k V下图像噪声会增加, 但是采用SAFIRE (Strength 3级) 技术后, 图像的信噪比与常规FBP重建图像相比并未显著下降, 见表3。
2.2.3 气管分杈层面降主动脉CNR值比较
分析结果显示, 两组间气管分杈层面降主动脉CNR值差异无统计学意义 (P>0.05) 。相较于常规130 k V和FBP重建方式, 采用低剂量80 k V和SAFIRE (Strength 3级) 技术获取的图像的对比噪声比未显著下降, 见表4。
2.2.4 两组图像质量主观评分比较
所有患者的图像质量评分均≥3, 可满足医生的诊断要求 (图1~2) 。分析结果显示, 两组图像间主观评分差异无统计学意义 (P>0.05) 。两名医生对图像质量评分的一致性较好 (Kappa=0.764) , 见表5。
注:a.管电压80k V, 肺窗;b.管电压80k V, 纵膈窗。
注:a.管电压130k V, 肺窗;b.管电压130k V, 纵膈窗。
3 讨论
由于肺部结构自然对比度高, 胸部低剂量CT扫描可以在降低辐射剂量的同时不影响病变检出率。因此, 胸部CT低剂量扫描的研究日益增多。1998年Sone等[12]报道, 应用低剂量CT普查肺癌的检出率比常规X线胸片提高约10倍。如何在降低辐射剂量的同时获得满足诊断要求的图像, 是放射界一直以来关注的热点课题。
近年来CT技术不断完善, 如机架采用短几何设计, 探测器采用稀土陶瓷材料, 大大提高了光电转换效率;探测器采用多通道设计, 并使用飞焦点技术, 提高了数据采集量。这些技术的应用使CT机的整机效率较之前有了很大的提高, 从而为低剂量CT检查奠定了技术基础[13]。CT制造商也研发了各种降低CT辐射剂量的方法, 如检查模式、噪声过滤器、实时动态曝光剂量调节技术CARE Dose4D、后处理重建算法等。
SAFIRE技术早在40年前就已经被推荐使用, 直到最近几年随着计算机计算速度的提高才得到推广。传统的FBP算法必须在图像锐利度和噪声之间找到一个平衡点, 图像的噪声与图像细节的显示不能同时得到改善, 很难真正有效地降低辐射剂量[14]。而SAFIRE算法是一种基于原始数据空间的CT图像迭代重建算法, 与传统的FBP算法相比, 它可以不断地与原始图像进行对比, 根据检查类型不断循环, 具有较高的分辨率和较低的图像噪声, 可最大限度地保留图像的细节, 从而重建出最佳的图像质量[15]。
Kalra等[16]研究认为, 与FBP重建技术相比, SAFIRE技术可在降低50%~70%辐射剂量的同时, 更有效地去除图像伪影、保证图像质量, 使图像更加细腻。Winklehner等研究表明[17], 在主动脉CT血管成像中, SAFIRE技术可较常规FBP重建技术降低>50%的辐射剂量, 同时保证图像质量。
本研究在行80 k V低剂量胸部CT平扫时结合SAFIRE (Strength 3级) 技术。结果表明, 与管电压130 k V并采用传统的FBP重建方式相比, 在其他扫描参数相同的情况下, SAFIRE (Strength 3级) 技术可以降低约33%的有效剂量 (与Kalra等研究结果基本一致) ;经独立样本t检验, 两组图像的信噪比 (SNR) 与对比噪声比 (CNR) 无统计学差异。通过对照组和低剂量组图像质量的比较发现, 对于炎症性病灶及其征象, 如病灶密度、边缘、钙化、胸膜粘连增厚等, 两组图像的显示均无显著差异;对于结节性病灶的显示, 如分叶、毛刺、钙化、淋巴肿大、胸膜凹陷等, 两者也无显著差异。
但本研究也有一定的局限性: (1) 本研究仅局限于西门子的一台机器, 并没有在其他型号的机器上进行测量比较; (2) 本研究只是通过少量患者得到的初步经验; (3) SAFIRE的强度等级共有5个[18], 而本实验采用的是强度3, 不同强度等级之间是否存在差异还有待进一步探讨。