CT扫描质量（共8篇）
CT扫描质量 篇1
PET/CT是高端医学影像技术,伴随其在影像学上的巨大潜力,在临床上的应用越来越广泛,尤其是在肿瘤诊断的应用上。获得高质量的PET/CT图像是医生做出正确诊断的前提条件,虽然由于这项技术本身固有的一些特性而无法避免缺欠,但在扫描过程中一些规范的技术处理也是获得高质量图像的保证。本文总结了实践中造成图像质量差异的主要因素并对如何加以避免进行了详细的论述,供同行参考。
1 伪影对图像质量的影响
在PET/CT图像质量的影响因素中,图像伪影是较为重要的部分。其中设备质量和性能、操作和技术分析、对比剂、金属植入物、生理和躯体运动等原因均可造成PET/CT图像不同程度的伪影。
1.1 设备本身性能或质量控制失误造成图像失真
无论是PET还是CT,设备硬件、软件故障都可以造成图像正常形状的改变。严重者还可能造成图像结果无法利用,较轻微的变形可能不易识别,但可能造成图像阅读的困难。因此,扫描仪需要定期维护与保养,严格控制扫描室的温湿度,按照操作规程做好每日、每周、每个季度的校正与维护,以确保图像质量。
PET/CT图像融合要求CT图像与PET图像空间信息的一致性,即配准精确性。CT和PET并不在同一Z轴平面位置,因此相互间存在空间位置补偿问题。如果不同方式所获得图像间的配准和空间变换达不到技术要求,二者匹配不好,可能造成衰减校正失误,图像融合失误,不仅不能发挥设备的功能优势,还有可能导致诊断错误[1]。但可通过配准检测的方法,提高融合精度,以确保图像质量,具体方法如下:
取0.1ml玻璃移液管3只(长270mm,内径小于1mm,外径小于8mm)。用移液管小心吸取FDG(放射性浓度为22.2MBq/ml)至满管,然后将移液管两端用橡皮泥封口,以此为放射源。将3只线源置于CT水模的3个水平面上,固定,形成X轴、Y轴、Z轴3个方向的模型。将模型水平放置于检查床近探头端,CT采集条件:电压120k V,电流80m A,矩阵512×512。PET采集方式为3D方式,共采集3个床位。使用CT衰减图对PET图像进行衰减校正。在融合图像上分别测定X轴、Y轴、Z轴3个方向线源的CT和PET横断面图像中心点间的距离,每只线源测量10~15个点,每个点测量3次(取平均值)。通过勾画CT图像上移液管的密度剖面曲线,验证轴心位于玻璃移液管中心。以CT图像的中心为原点,分别测量PET图像的中心在矢状面、冠状面、横断面各轴向的位置偏离。与制造商提出的标准(CT和PET机架的探测中心在X、Y、Z轴向均保持一致,其中Y轴偏差小于1.5mm,X轴、Z轴偏差一般小于2mm)比较,我们发现Z轴最大偏差5mm,经过对机器进行2次调试后,结果在X、Y、Z轴向偏差均在机械误差允许范围之内。
另外,不同的图像重建方式,包括校正方式,对PET结果有一定的影响。就肿瘤PET显像是否需要组织衰减校正有不同观点。有研究认为[2],无衰减校正节省一半的显像时间,而对病变检测效率影响不大(98.1%比100%),但重建时,机体表面和低衰减组织(肺)的放射性高,深部病灶和结构放射性低,并伴有肝肺界限模糊、病灶前后经放大等图像改变。加用组织衰减校正可以明显改善图像的视觉效果,且图像变形明显减少。由于CT所利用的X射线能量较低(80~140ke V),体内高衰减区,如金属异物或较高浓度造影剂,会造成局部PET图像的过校正,表现为局部的假性高浓聚。为此建议,如对图像有疑问,最好同时观察有校正的融合图像和未经衰减校正的“原始”图像,以防止误诊。
1.2 部分容积效应
由于正电子成像原理及技术的原因使点源有一定程度的扩展,因此使其分辨率有限。不同的系统及不同的采集方式、重建算法也会影响分辨率,即点源扩张的程度。点源扩张导致了部分容积效应。对热病灶(绝大多数肿瘤显像属热病灶),影像的放射性浓度值低于病灶的真实放射性浓度值;对冷病灶,影像的放射性浓度值高于病灶的真实放射性浓度值;病灶的大小随之变大,这种现象称为部分容积效应(PVE)。
物体越小部分容积效应越严重,对一个接近成像系统空间分辨率大小的热病灶(5mm),其图像上测得的示踪剂浓度值可下降到病灶真实浓度值的10%,对于大的病灶,理论上病灶中间可以出现不失真的平台区,其部分容积效应主要体现在病灶的边缘外展并且示踪剂浓度下降。对相邻的组织和器官,部分容积效应造成不同组织和器官的边缘消失,如大脑的白质和灰质边界模糊不清。
部分容积效应的校正——对PET/CT显像采用以目标占位最大计数率和同机CT图像所示病灶大小为基础的方法,对PET PVE进行校正。选择Jaszczak模型[3],应用放射性计数恢复系数(RC)计算,RC定义为:图像上放射性浓度与真实病灶放射性浓度之比。RC的值随真实病灶的大小及所取的感兴趣区(ROI)的大小而变化,在临床中我们勾画ROI以同机CT纵隔窗图像为标准,在PET图像上获得ROI内平均SUV和最大SUV值。RC值通过模型获得,使用CRC-15R活度计,当RC=1时,SUV(校正)=SUV(最大)。采用PVE校正技术明显提高了PET/CT诊断2.5mm以下小病灶的准确性。
1.3 金属植入物和对比剂的影响
例如:牙齿充填物、起搏器、吻合器或者留置针等,由于对光子有较高的吸收率,可导致CT值的增加和条形伪影。用这样的CT图像对PET进行衰减校正后,会在该区域产生过校正,高估显像剂的活度,从而产生假阳性结果。但未经衰减校正的PET图像上没有这类错误,阅片应加以注意。静脉或口服造影剂,可以增强CT图像上的血管、组织和标示胃肠道,虽然这些对比剂可以提高CT图像质量,但是对PET图像的定性和定量测量均有影响,这与金属植入物的影响类似。由于高浓度的造影剂可屏蔽正电子产生的湮灭光子,造成过度校正问题,因此必须注意造影剂的浓度。服用量和时间直接影响胃肠充盈范围和程度。我们推荐的口服造影剂的浓度为2%~3%,体积为800~1000ml,检查前分次口服2/3,剩余部分检查前5~10min服用(显示胃)。
1.4 超出PET/CT扫描视野
病人体形较大,或者扫描时双手放在身体两侧(如:恶性黑色素瘤和头颈部肿瘤的扫描中)时,超出CT扫描视野(CT的横向视野为50cm,PET的横向视野为70cm),导致PET图像上相应区域无衰减校正值,从而引起衰减校正图像的偏差,进而低估这些区域的SUV值,产生截断伪影;导致CT图像边缘产生条状伪影,因此在截断边缘生成高活性轮廓,可能会导致错误判断,在扫描和观察图像时应加以注意。
1.5 躯体和脏器运动产生的伪影
在PET/CT图像采集时,无论是病人躯体的运动,还是病人内部脏器生理性运动,都会影响PET/CT图像的融合质量。躯体运动的影响可以嘱咐病人尽量避免,但是生理性运动则在采集中不可避免,其中最重要的生理性运动是呼吸运动。一般来说,这些运动伪影主要是在心脏和隔肌周围的区域。因为PET的采集时间很长(15~20min),病人采集时自由呼吸,而CT的图像采集只是某一个呼吸时相图像,从而PET/CT图像上存在CT和PET图像上解剖位置的差异,造成伪影。
由于呼吸运动造成CT和PET的不匹配,会导致肺部病灶的衰减校正值出现差错,其对小病灶的影响比大病灶更为明显。据资料[4],由于呼吸运动,肺底部病灶的最大位移可以达到3cm,而且会使病灶在PET图像上的体积增大,从而降低了小病灶的SUV值。
呼吸伪影对已知肝脏病灶还有更大的影响。因为呼吸运动可以使肝脏病灶错误地出现在肺底部,类似于肺结节。最为常见的呼吸伪影是隔肌上方的弧形冷区,该伪影出现时,CT图像通常是在深吸气时采集,隔肌的位移最大,使得PET图像上隔肌周围正常脏器代表的是空气而不是软组织,从而低估了CT衰减系数,进而在肺—隔交界处产生了弧形冷区。当出现这些可疑伪影影响诊断时,我们采取了单床位病灶局部显像的方法,即屏气快速PET 3D采集(20~30s),经过验证,均取得了很好的效果。
部分患者配合性差导致伪影产生,如小儿、痴呆、意识障碍者、年老体弱或病情严重、疼痛患者,难以耐受较长时间体位不变的检查。在这种情况下,必要时可适当的镇静、止痛和固定,以防止检查中体位移动。
2 示踪剂对图像质量的影响
示踪剂是PET/CT的显像必要条件。根据所用示踪剂的生物性质,PET/CT所获得的图像反映的是示踪剂在体内的分布状况。18F-FDG(脱氧葡萄糖)是目前临床应用最广泛的示踪剂,据了解90%以上的PET/CT显像,包括肿瘤、脑与血管方面均使用。
我们已经知道它,在肿瘤中,缺氧诱导基因可以促进细胞膜上葡萄糖载体的过表达,进而使得肿瘤细胞的乏氧代谢旺盛,18F-FDG正是利用了这一原理。但是,PET/CT所探测到的功能信息,也只是代表了葡萄糖代谢的初始阶段,其在体内的正常分布也与正常葡萄糖代谢的分布有一定差异。最明显的是泌尿系统,众所周知正常人尿液中很少或几乎没有葡萄糖,而在18F-FDG—PET/CT检查中会发现肾与膀胱实质的摄取并不高,而肾盂、膀胱内见有大量18F-FDG存留,表现为超强摄取。
全身很多组织可以摄取18F-FDG,皮肤、脂肪组织、肌肉均有一定摄取;脑摄取的程度很高;胃肠道的摄取表现多变,正常人中30%~40%有胃底或全胃的浓聚;肝脏的不均摄取也较为正常。此外,一些炎症、良性肿瘤可能也会明显摄取18F-FDG。因此,示踪剂18F-FDG在特异性方面表现出一定的缺点。在检查时如果病人的胰岛素水平很高,会促使18F-FDG进入肌肉等组织,影响PET/CT的图像质量。一般认为病人的血糖水平超过200mg/dl时不适于PET/CT显像。恶抑质或肾功能不全患者示踪剂摄取差,导致图像显示不良。
示踪剂的质量直接影响图像的质量和结果判断,以18F-FDG为例,最常见的是游离18F离子过多,引起全身骨组织显影明显,这样会影响骨转移灶与骨良性病变的鉴别。由于游离18F过多,标记18F-FDG减少,引起病灶18F-FDG摄取减少,对标准摄取值有一定影响。
3 18F-FDG PET/CT显像的非特异性[5]
由于受到大脑高18F-FDG摄取水平的影响,18F-FDG PET/CT显像在显示肿瘤对脑部的侵犯和转移方面存在不足,侵犯边界常难以界定,部分脑转移灶显像可为阴性;在颈部肿瘤中,用18F-FDG PET/CT进行甲状腺和腮腺病灶良恶性鉴别方面存在较大困难。我们发现在甲状腺局限性18F-FDG摄取病灶中,仅有25%~50%是甲状腺癌,部分分化较好的甲状腺癌18F-FDG摄取较低,也可出现假阴性;在临床工作中也发现部分腮腺良性病变,如腮腺混合瘤可以出现明显18F-FDG摄取,从而使18F-FDG PET/CT诊断腮腺恶性肿瘤的特异性受到明显影响;在胸部一些急性炎症、结核与恶性肿瘤的鉴别方面也有不足;资料显示FDG对泌尿系统的诊断较为有限,大多数肾癌18F-FDG摄取较低。另外,由于18F-FDG通过肾脏排泄,肾盂、肾盏、膀胱内尿液中会有18F-FDG集聚的干扰,对该局部病灶的判断有很大影响;原发性肝癌对18F-FDG的摄取与细胞分化程度有关。分化程度低的肝细胞癌对18F-FDG摄取能力较强,PET表现为高代谢病灶,分化好的肝细胞癌18F-FDG摄取较少或无摄取,表现为与正常肝组织相近或低于周围组织,对于原发性肝细胞癌18F-FDG PET/CT显像价值有限,其灵敏度约70%。因此,可在具体工作中根据不同情况、不同部位采取相应办法:头颈部、肝部配合增强扫描;胃肠检查前注射654-2,以减少胃肠蠕动,降低示踪剂生理性摄取;泌尿系统检查前口服或注射利尿剂,加以延时扫描,这些方法的应用提高了显像效果。
虽然18F-FDG并非肿瘤特异性显像剂,存在一定的假阳性与假阴性,但它仍是目前使用最多的示踪剂。肿瘤的发生发展是一个十分复杂的过程,存在着物质代谢、血流改变、受体和癌基因表达等过程,人们正利用这些生化过程的改变,制备了各类正电子标记的示踪剂。例如:胸腺嘧啶核苷(18F-FLT)、硝基咪唑(18F-FMISO)、11C-乙酸纳、L-11C-蛋氨酸、11C-胆碱、氮-氨13N-NH3、氧15(15O-H2O)等等,这些种类的显像剂可与18F-FDG联合应用,作为18F-FDG的补充,更大地发挥了PET/CT的诊断价值。
PET/CT目前在临床应用越来越普及和深入,丰富了临床在诊断疾病时的影像诊断依据,而获得理想的影像资料是确保诊断质量的关键,应掌握PET/CT扫描过程中导致伪影产生的因素,了解其对扫描图像的可能影响效果,及时采取有效的校正措施减少或完全避免干扰因素以便获得最佳图像质量。
参考文献
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[5]陈盛祖,等.PET/CT技术原理及肿瘤学应用[M].北京:人民军医出版社,2007.
CT扫描质量 篇2
CT计算机断层扫描成像实验
根据投影和断层成像原理,设计了CT计算机断层扫描成像原理性装置.使用该装置学生可以做硬件调试,软件编写、算法研究和系统测试等一系列实验,研究样品的投影成像和断层成像.本文从教学内容和教学方法上对CT计算机断层扫描成像实验进行了探讨.
作 者：曾晖 孙腊珍 汪晓莲 ZENG Hui SUN La-zhen WANG Xiao-lian 作者单位：中国科学技术大学近代物理系,安徽合肥,230026 刊 名：物理实验 PKU英文刊名：PHYSICS EXPERIMENTATION 年，卷(期)： 28(12) 分类号：O571.1 R445.3 关键词：断层扫描成像 图像重建 半导体探测器CT扫描质量 篇3
1 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性分析2012年2月至2015年2月于本院进行颈部CT检查的118例患者资料, 按照不同检查方式分为对照组 (53例) 和研究组 (65例) , 对照组男女比例30:23, 年龄22~78岁, 平均 (53.26±7.14) 岁, 体重指数 (BMI) 20~25 kg/m2, 平均 (23.14±1.23) kg/m2;研究组男女比例35:30, 年龄22~80岁, 平均 (54.13±6.59) 岁, BMI 20~25 kg/m2, 平均 (23.74±1.33) kg/m2;两组一般资料相比差异无统计学意义 (P>0.05) 。
1.2 方法
研究组采用选择西门子公司生产的SIEMENS SOMATOM Perspective能谱CT进行扫描, 管电压:80 k Vp和140 k Vp瞬间切换, 管电流:630 m A, 转速:0.50 s/周, 螺距0.984, FOV为16 cm×l6 cm, 层厚、层间距均为2.50 mm;选择美国GE GSI Viewer软件标准算法重组出40~140 ke V单能量成像。
对照组采用常规CT扫描:管电压为120 k Vp, 管电流采取自动毫安技术, 波动范围在100~600 m A之间, 噪声指数5 HU, 转速:0.60 s/周, 其他扫描参数同研究组。采取标准算法得出30%自适应统计迭代重组 (ASIR) 成像。
1.3 观察项目
辐射剂量:CT剂量指数 (CTDI) 、有效剂量 (ED) ;图像质量:噪声、图像质量评分[1] (由资深放射科医师采用双盲法对图像进行评分, 分值介于0~8分, 得分越高图像质量越好) 。
1.4 统计学分析
数据用SPSS21.0软件分析, 计量资料用±s表示, 用t检验行组间比较;计数资料以n/%表示, 用χ2行组间比较, P<0.05表示差异具统计学意义。
2 结果
2.1 两组辐射剂量对比
两组辐射剂量对比, 差异无统计学意义 (P>0.05, 表1) 。
2.2 两组图像质量对比
研究组噪声少于对照 (P<0.05) , 研究组图像质量评分略高于对照组, 但是对比差异无统计学意义 (P>0.05, 表2) 。
注:与对照组比较, a P<0.05。
3 讨论
本研究通过对比颈部能谱CT与常规CT扫描辐射剂量, 结果显示研究组与对照组辐射剂量相当, 即两组CTDI、ED对比差异均无统计学意义。这说明能谱CT扫描不会给患者造成辐射危害, 是一项安全有效的检查技术。考虑可能是患者下颈部胸廓如后和上颈部颅底等位置均有骨质遮挡, 使常规CT扫描自动毫安调节在上、下颈部时调高管电流, 仅有中颈部位小范围内管电流偏低, 从而导致颈部能谱CT在扫描过程中及时使用固定的630 m A管电流, 其辐射剂量与常规CT扫描计量对比也无显著差别[2,3]。为进一步探讨颈部能谱CT与常规CT扫描图像质量的差异性, 本研究通过采用客观、主观方式评估两组图像质量, 结果显示:研究组图像噪声分别为 (3.56±0.89) HU、 (3.57±0.91) HU与 (4.23±1.02) HU均少于对照组。另外, 两组图像质量评分对比无显著差别, 但是研究组图像质量评分均略高于对照组, 说明能谱CT图像质量优于常规CT扫描。
综上所述, 颈部能谱CT扫描辐射剂量与常规CT扫描剂量相当同时, 图像质量显著优于对照组, 是一项安全有效的检查技术, 值得临床推广应用。
参考文献
[1]吕仁锋, 徐哲, 袁丽萍, 等.能谱CT超双低剂量在头颈联合CTA中的应用价值[J].临床放射学杂志, 2014, 22 (4) :528-529.
[2]王贵生, 高建华, 赵帅, 等.肝脏增强扫描门静脉期能谱CT与传统多层螺旋CT辐射剂量和图像质量的比较[J].中华放射学杂志, 2013, 47 (4) :847-848.
CT扫描质量 篇4
随着生活水平的提高,肥胖者越来越多,由肥胖引起的疾病也在随之增加,其中因肥胖所致的心脏病变发病率较高。在行心脏CT检查的过程中,对比剂的用量与体质量指数(body mass index,BMI)的关系,成为大家讨论的热点。随着CT设备不断的发展,冠状动脉CT成像技术在临床得到了广泛应用。为了掌握科学合理的对比剂用量,本文研究心脏CT扫描中BMI与对比剂用量的关系,进一步优化对比剂的用量。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集2012年4月至2013年3月临床疑有心肌缺血性病变患者90例,其心律控制在70~90次/min。按BMI分为偏瘦组(BMI<18 kg/m2)、正常组(BMI=18~25 kg/m2)、肥胖组(BMI>25 kg/m2)3组,各30例,实行对照研究。其中男性45人、女性45人,最大年龄85岁,最小年龄15岁,平均年龄56岁。
1.2 设备及扫描参数
采用PHILIPS公司的Brilliance 128排256层CT机,Philips Extended Brilliance Workspace工作站4.5软件,欧利奇XD2501双筒高压注射器。3组扫描方法所用参数除电压外均相同,行回顾性门控扫描。电压:偏瘦组80 k V、正常组100 k V、肥胖组120 k V;层厚:0.625 mm;管电量:250 m As;阈值:80 HU;阈值后延迟时间:4.5 s;准直器宽度:128×0.625;螺距:0.16;螺旋时间:0.28 s/r;对比剂为碘海醇注射液(350 mg I/ml),注射用水为生理盐水;注射流速:5.0 ml/s;注射量:对比剂50 ml[1],注射用水50 ml。
1.3 方法
3组受检者均取自然仰卧位,双手交叉放头顶,然后深吸气后闭气,取正位和侧位2个定位像;扫描方向为从头侧向足侧,扫描范围从气管分叉下2~3 cm到心底部。采用回顾性门控扫描,以升主动脉为兴趣区,当升主动脉的对比剂阈值达到80 HU时,自动触发扫描。扫描完成后,把所得原始图像导入Philips Extended Brilliance Workspace工作站4.5软件并进行血管重建,包括容积再现(volume rendering,VR)、最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)和曲面重建(curved plannar reconstruction,CPR)等图像后处理。
1.4 评价标准
用图像的质量进行对比剂用量的优劣性评价,具体影像评价和分析由2位从事冠状动脉血管造影诊断且经验丰富的主治医师进行。图像质量评价标准为“5分法”[2]:5分:左主干、左前降支、左旋支、右冠状动脉及其主要分支均显示清晰,轮廓明显且边缘锐利,血管充盈显示状况良好,无断流,未形成伪影;4分:图像较清晰,左主干、左前降支、左旋支、右冠状动脉及其主要分支均可显示,其显示轮廓明显但边缘模糊,无明显伪影;3分:图像基本清晰,左主干、左前降支、左旋支、右冠状动脉可显示,但其他主要分支显示模糊,无明显伪影;2分:图像不清晰,血管主干或分支造影存在错层,且管腔不连续,管壁成像模糊,无法明确诊断;1分:图像不清晰,有明显伪影,无影像学诊断参考的价值。
1.5 统计学分析
使用SPSS 13.0软件包对数据进行分析,统计指标均以均数±标准差(±s)表示。组间组内均采用t检验进行两两对照,若P<0.05,则差异有统计学差异;若P>0.05,则差异无统计学意义。
2 结果
3组冠状动脉血管成像质量情况见表1~3。单因素方差分析显示肥胖组、正常组和偏瘦组左主干评分无显著性差异(F=0.203,P=0.817)(如图1、2所示);3组左前降支评分无显著性差异(F=0.1,P=0.905);3组左旋支评分无显著性差异(F=0.034,P=0.967);3组右冠状动状动脉评分也无显著性差异(F=0.148,P=0.864)。
分
分
分
注:BMI为17 kg/m2,冠状动脉各分支显示较好,左主干有钙化斑块形成,左前降支、左旋支、右冠状动脉及其主要分支均显示清晰,轮廓明显且边缘锐利;血管充盈,显示状况良好,无断流,未形成伪影
3 讨论
近年来,随着科技的进步,医疗设备不断更新,冠状动脉CT成像也逐渐在临床广泛应用,相应的碘对比剂也被广泛使用。碘对比剂是由肾脏代谢的肾毒性药物,剂量越大对肾脏的损害越大。随着对比剂剂量的增加,对比剂肾病的发生率亦相应增加[3]。因此在不影响临床诊断的前提下,尽可能使用低浓度、小剂量的对比剂,可以减轻对比剂的不良反应,减少其对肾脏功能的损害,减轻患者的经济负担。王妍焱等[4]认为应依据患者体质量选择对比剂用量,偏重患者需要增加对比剂用量;笔者对不同BMI患者行冠状动脉CT成像过程中,是否需要增减对比剂的用量进行分析讨论。根据本次实验的结果来分析,各组图像质量无差异,诊断准确率也无差异,由此判定低BMI与冠状动脉CT成像对比剂用量之间无明显关系。在本次实验过程中,低BMI组和高BMI组均有1例患者在扫描过程中出现血管内对比剂浓度过低,不能进行血管三维成像。后通过增加对比剂量,加大注射流速重新扫描,再次行血管三维重建,血管内的对比剂浓度和第一次扫描图像血管内的对比剂浓度差异不大。经分析这2位患者心功能较差,心脏每分钟搏出量较低,故不能在有效时间内使大量对比剂充填在冠状动脉血管内。这显示BMI与对比剂量没有关系,但和心功能关系较密切,与Awai等[5]报道冠状动脉强化程度与心功能呈负相关相符合。
注:BMI为38.1 kg/m2,冠状动脉各分支显示较好,左主干、左前降支、左旋支、右状动冠脉及其主要分支均显示清晰,轮廓明显且边缘锐利;血管充盈,显示状况良好,无断流,未形成伪影
BMI是国际上通用的最简便的评估肥胖状况的指标。其计算公式为:BMI=体质量/身高2(kg/m2)。和红等[6]研究表明BMI是与体内脂肪总量密切相关的指标,高BMI患者的特点是脂肪成分含量较多,血管较纤细。脂肪成分在CT图像的表现与周围组织有良好的自然对比度,血管内有少量对比剂就可达到良好的对比,对BMI患者增加对比剂量就没有意义。不同BMI患者的冠状动脉均由升主动脉之间发出,经上肢静脉注入对比剂后,再经过肺循环、心脏循环,而后直接注入升主动脉,到达冠状动脉,没有经过各类的代谢,对比剂在没有损耗的情况下直接显像,和BMI的高低没有关系。血管较纤细和对比剂用量的关系,应该是减少对比剂用量。Bae等[7]的研究发现,要使冠状动脉达到高强化程度,其造影剂用量与体质量及体表面积呈更大的相关性,与本文研究存在一定的分歧。
对比剂用量科学合理的同时,对比剂温度、扫描延迟时间、患者心率及呼吸的控制对CT冠状动脉成像的影响也较大。王荣芳等[8]认为37℃的对比剂可以增强患者的耐受性,降低其毒副作用的发生率及血管外渗,减少对血管壁的刺激,进而提高注射速度,保证图像质量以及小病灶的检出率。根据心功能、心率及设定的阈值选择最佳的延迟时间也是CT冠状动脉成像的关键[9]。若心率快,心动周期短,舒张期相对缩短,使心脏运动幅度处于相对较大的状态下,运动伪影则明显[10]。在扫描过程中,呼吸伪影对图像质量的影响非常大,检查后也无法补救,因此检查前对患者进行呼吸训练非常重要。综上所述,在合理运用对比剂量的前提下,同时掌握好对比剂的温度,控制好患者的心率及呼吸,并选择最佳的扫描时机,是CT冠状动脉成像的重要环节。
参考文献
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[9]谢丽响,李绍东,胡春峰,等.心率对双源CT冠脉成像质量及延迟时间影响[J].CT理论与应用研究,2011,20(2):277-282.
CT扫描质量 篇5
临床上针对冠状动脉严重狭窄的患者最常使用的手术方法是冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypassgraft,CABG),应用这种手术方法对患者和医护人员来说,术后对患者的定期随访,查看患者的桥血管是否开通具有重要意义。而作为一种可靠且安全的检查手段,CT冠状动脉造影(CT coronary angiography,CTCA)已经被广泛应用于经过冠状动脉旁路移植术的患者的术后随访。现今国内外都普遍采用了一种会大大增加受检者受照辐射剂量以及增加患者致癌等风险的检查方法———回顾性心电门控扫描模式。但还存在于现今医学领域的另外2种检查方法———前门控序列扫描和双源CT的前门控大螺距扫描等都可以显著降低检查时的辐射量,但是有关于它们的更详细的介绍以及更深入的研究目前还比较少。本研究使用了上述的3种不同的扫描模式,评价它们对辐射剂量以及冠状动脉桥血管成像的图像质量的影响,并评价其临床应用的价值。
1 资料及方法
1.1 临床资料
选取本院2013年4月至2015年4月期间心内科的102例节律规则、心率≤65次/min的经搭桥术后患者作为研究对象,其中男70例,女32例,年龄45~88岁;手术结束时间距离检查时间10 d~10 a,平均30个月。随机将102例患者分为行前门控大螺距扫描组(A组,34例)、行前门控序列扫描组(B组,34例)、行回顾性心电门控扫描组(C组,34例)。纳入标准:心律稳定、心率≤65次/min、经搭桥术、心率波动范围在5次/min以内、窦性心律。
1.2 方法
1.2.1 扫描技术
本研究使用的扫描仪是西门子第2代双源CT(SOMA-TOM Definition Flash,Siemens Health-care,Forch-heim,Germany)扫描仪。检查之前,患者需要禁水,禁食至少4~8 h。正式开始扫描操作前要严格记录患者的体质量、身高等指数,计算出患者的体质量指数(body mass index,BMI),并且严格执行呼吸训练。扫描范围为心脏膈面至内乳动脉起始处。
1.2.2 图像后处理
采用软组织卷积核(B26f)进行血管重建,间隔0.4 mm,重建层厚0.75 mm,原始数据需传至Siemens LMMWP工作站进行图像后处理,主要包括最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)、曲面重建(curved planar reconstruction,CPR)、容积再现(volume rendering,VR)、多平面重建(multi-planar reconstruction,MPR)等,通过这些处理可以清楚观察到桥血管走行及吻合和固有冠状动脉走行及吻合情况。
1.3 观察指标评价
1.3.1 图像评价
血管分为桥血管本身、近端吻合口、吻合口远端、远端吻合口引流血管等4个节段后分别对每个节段进行图像质量和通畅性评价。若是序贯式桥血管,应分别以各个吻合口为节点对每一部分进行逐一评估。各个血管的狭窄程度分为3个等级:狭窄(狭窄程度>50%)、通畅(无狭窄或狭窄程度≤50%)、闭塞。各个图像的质量评分:3分表示血管显示不清晰,有严重伪影以致医生无法诊断;2分表示虽然血管边界模糊,存在轻度伪影,但不影响医生的诊断;1分表示血管良好,图像边界清晰且无伪影或者血管中断。当对评分存在明显的争议时应该大家共同商讨以确定最后评分,患者的最终评分为各个节段所得分数的平均值。
1.3.2 辐射剂量评估
通常由计算机自动给出剂量长度乘积(dose length product,DLP)和CT容积剂量指数(CT volume dose index,CTDIvol),通过公式ERD=DLP×胸部的转换系数(k=0.017 m Sv·m Gy-1·cm-1)计算出有效辐射剂量(effective radiation dose,ERD)。
1.4 统计学方法
运用SPSS 20.0软件处理数据,计量资料用均数±标准差(±s)呈现,2组间比较用t检验,多组间比较用方差分析。计数资料采用卡方检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 3组患者基本资料、扫描参数的比较
比较3组患者的年龄、性别、BMI、扫描时间等参数,结果显示,3组患者的年龄(F=0.520,P=0.596)、性别(χ2=0.154,P=0.695)、BMI(F=0.281,P=0.756)之间的比较没有显著性差异,但是3组患者的扫描时间的比较具有显著性差异(F=5.592,P=0.005),具体见表1。
2.2 3组患者辐射剂量的比较
3组患者的CTDIvol(F=6.622,P=0.002)、DLP(F=7.413,P=0.001)、ERD(F=4.539,P=0.013)的比较都具有显著性差异,具体见表2。
2.3 3组患者图像质量评分的比较
比较3组患者的图像质量评分,1分(χ2=0.354,P=0.552)、2分(χ2=0.183,P=0.669)以及3分(χ2=0.074,P=0.785)的数量比较没有显著性差异,具体见表3。
%
2.4 3组患者扫描长度的比较
A、B、C 3组患者的扫描长度分别为(17.87±3.25)、(12.45±3.08)、(13.89±2.97)mm。A组扫描长度最长,B组扫描长度最短,但3组扫描长度对比(F=2.341,P=0.209)并无显著性差异。
3 讨论
CABG是一种通过某种外科手段在冠状动脉和自体血管之间建立血流旁路的方法[1],临床上常用于治疗冠状动脉狭窄[2],也可以治疗因冠状动脉梗阻而导致的远端血液供应不顺,但这种方法存在一定的弊端[3],经搭桥术后的患者其桥血管很可能发生再次狭窄,所以对其定期随访就显得极其重要[4,5,6,7,8]。有研究将导管冠状动脉造影定为金标准,通过其检测发现桥血管的癌-睾丸抗原在桥血管吻合血管以外的原始冠状动脉、吻合口远端血管的狭窄时具有高度准确性[9]。但与常规的冠状动脉癌-睾丸抗原检查比较,冠状动脉搭桥术后的癌-睾丸抗原检查方法的扫描范围从心脏膈面到内乳动脉,辐射剂量、扫描长度、总扫描时间、对比剂用量等均增加[10,11]。现如今,国内外的研究和治疗多采用回顾性电门控扫描模式[12]。有研究报道称回顾性心电门控扫描模式的辐射剂量远远大于导管造影检查的8.8 m Sv,达到了22.1 m Sv[13]。还有相关报道称,在冠状动脉癌-睾丸抗原的检查中,和回顾性门控扫描相比较,可显著降低辐射剂量的是前门控序列扫描和前门控大螺距扫描,但患者在进行搭桥术后的癌-睾丸抗原的检查目前尚无研究报道[14,15]。
冠状动脉桥经双源CT检查时目前常用3种扫描模式,即前门控大螺距扫描、前门控序列扫描、回顾性心电门控扫描。本文研究发现,前门控大螺距扫描在获得满意图像质量的前提下,可显著减少扫描时间及辐射剂量,且获得更长的扫描长度。3种扫描模式的优缺点如下:
(1)前门控大螺距扫描:①前门控大螺距扫描采用前瞻性心电触发技术,扫描过程中仅需使球管旋转1/4即可获得满意的图像,此模式在缩短扫描时间的同时,可显著减少检测者因静脉污染、呼吸伪影所致的检查结果不理想情况,尤其适用于因生理、心理等因素无法在检查中实现有效憋气的患者;②理论上认为,前门控大螺距扫描将因增大螺距从而使图像噪声随之增加,图像质量也将受到一定影响,但在实际工作中,双源CT存在相对应的2套球管及探测器,当其中一个球管实现扫描时发生信息间隙,另一个球管将立刻填充,2套球管及探测器具有相互弥补的作用,从而使此扫描模式能够获得较为完整的信息采集;③前门控大螺距扫描可避免对机体实施重复扫描,有效降低机体所受辐射剂量,但此法需在一个心动周期内完成数据采集,若于舒张期60%R-R时相实施扫描则无法实现心电编辑,此外检查时要求患者心律齐且心率不超过65次/min,分析原因为心率65次/min以上则相对缩短心脏舒张中晚期时间,扫描后期将移至下一收缩期初始阶段,运动伪影发生率较高,应引起相关影像学检查人员注意。
(2)前门控序列扫描:①前门控序列扫描采用步进式一点射(step-and-shoot)技术,可对自适应心脏序列(adaptive cardiac sequence,ACS)实现有效激活,选择合适的扫描期相在R-R间期(心电图2次相邻心跳中R波峰的距离时间)成功触发扫描,X线球管曝光时间位于预设的心动周期内,有效避免其他时段曝光,利用扫描、进床分离的非螺旋方式扫描,因此使螺旋扫描中的重叠扫描情况得到有效避免,受检者机体接受的辐射剂量随之降低,但此法辐射剂量仍高于前门控大螺距扫描;②该扫描模式由于对抗心律不齐的自适应性心脏序列实现有效激活,扫描时可对患者心电图实施自动检测,根据以往(前3次)的心动周期准确评估扫描出发时机,即存在心跳异常状态则停止信息采集,待机体恢复正常心跳则及时触发扫描完成图像采集,对早搏、心律不齐、房颤等患者实施扫描时无需编辑,同时可于任一时相实现重建心动周期数据,对动态观察冠状动脉、动态评价心功能均具有积极意义,因此现实工作中适用于任何心率患者完成冠状动脉桥扫描。
(3)回顾性心电门控扫描:①此法以螺旋方式实现连续扫描,从而获得受检者整个心动周期的图像数据,采集过程中可于任一时相实现重建,对实施心功能的动态评价、冠状动脉的动态观察均具有积极意义;②回顾性心电门控扫描对患者机体状态并无过高要求,存在房颤、早搏、心律不齐等异常情况时实施此法扫描仍可实现心电编辑,有效降低扫描结果中运动伪影的发生率,图像质量较为理想;③在实际工作中,为了避免解剖图像上因扫描间距的中断,保障回顾性心电门控扫描获得更为满意的图像质量,常需利用小螺距重叠扫描,因此受检者将接受较高的辐射剂量,使用安全性并不理想。
CT扫描质量 篇6
1 资料与方法
1.1 研究对象
收集2015年2月—2016年2月郑州大学第一附属医院行能谱CT胸部双期增强扫描的患者60例,其中男36例,女24例;年龄25~67岁,平均(55.4±5.8)岁,体重指数(BMI)为(23.6±1.2)kg/m2。12例发现肺部占位,病变直径0.6~25.4 mm;14例显示肺部炎症;11例表现为慢性支气管炎、肺气肿;其余23例均未见肿块或其他病变。排除标准:(1)年龄<18岁;(2)妊娠期或哺乳期妇女;(3)全身状况欠佳或合并严重心、肝、肾功能不全患者;(4)心血管系统病变。将60例患者分为研究组和对照组,每组30例。研究组男16例,女14例;平均年龄(54.19±3.37)岁;BMI(25.13±1.38)kg/m2。对照组男20例,女10例;平均年龄(53.93±3.79)岁;BMI(24.43±1.42)kg/m2。两组患者的性别、年龄、BMI比较差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者检查前均签署知情同意书。
1.2 仪器与方法
研究组采用GE HD750 CT(宝石能谱CT)扫描。扫描前去除患者身上金属质地的物品,并进行屏气训练。扫描时患者双上肢上举过头顶。扫描范围自胸廓入口至双肺底。扫描参数:管电压为80~140 k Vp(0.5 ms瞬时切换),管电流为自动毫安秒,螺距0.984∶1。层间距5 mm、层厚5 mm。对比剂应用非离子型造影剂碘海醇(350 mg I/ml),采用双筒高压注射器经肘静脉以3 ml/s注射,剂量1.5 ml/kg;监测主动脉弓CT值达到100 HU时触发扫描,延迟30 s开始动脉期扫描,动脉期结束后延迟60 s开始静脉期扫描。对照组采用常规胸部增强CT扫描模式,管电压设定为120 k Vp,其余参数均同研究组。
1.3 图像后处理及评估
1.3.1 图像后处理及分组
由1名有5年放射诊断经验的放射科主治医师采用Health Care AW 4.4工作站进行图像分析与测量。采用GSI Viewer软件将研究组层厚和层间距为1.25 mm的两期图像进行分析处理,重建出140 k Vp常规混合能量图像和40~140 ke V单能量图像,间隔1 ke V。感兴趣区(ROI)分别置于主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉。采用滤波反投影(filtered back projection,FBP)技术和ASIR分别对研究组和对照组的图像进行重建,ASIR选取50%[3]。将重建后的图像数据传至GE AW4.6后处理工作站。研究组得到VMS-FBP(A组)和VMS-ASIR(B组)图像。对照组获得120 k Vp-FBP(C组)和120 k Vp-ASIR(D组)图像。分别选取70~80 mm2的圆形或椭圆形区域为ROI的测量范围。ROI的大小、形状和位置在不同组别图像的测定中保持一致。
1.3.2 图像客观评分
由1名有5年放射诊断经验的放射科医师在后处理软件上测量每个ROI的CT值,计算其均数及标准差(SD),测量3次取平均值。计算4组图像的SNR和CNR。SNR=CT值/噪声。CNR=(CT值-CT值背景肌肉)/SD值背景肌肉,其中同层面背部肌肉的SD值代表图像噪声值。
1.3.3 图像主观评分
由2位具有影像学诊断经验的医师进行图像主观评分,意见不一致时经协商解决。主要观察纵隔、大血管、胸膜、胸壁、肺段及亚段支气管,评分标准如下[4]:图像主观评分:肺纹理及支气管等解剖细节显示清晰,无明显噪声和伪影为5分(优异);肺纹理及支气管等解剖细节显示较清晰,噪声和伪影增多为4分(良好);肺纹理及支气管等解剖细节欠清晰,噪声和伪影较明显但可接受为3分(中等);肺纹理及支气管等解剖细节辨识困难,噪声和伪影很明显为2分(较差);肺纹理及支气管等解剖细节无法辨识,噪声和伪影极明显为1分(极差)。3分以上者可满足诊断要求。
图像噪声评分:图像清晰细腻,无明显噪声为5分(优异);图像尚清晰,噪声稍有增加为4分(良好);图像显示欠清晰,噪声存在但尚可接受为3分(中等);图像模糊,噪声明显,识别困难为2分(较差);图像模糊,噪声极其明显,图像无法辨别为1分(极差)。
解剖细节评分:病灶显示清晰,边缘锐利,细小解剖结构可清晰辨认为5分(优异);病灶显示尚清晰,边缘较锐利,细小解剖结构尚能辨认为4分(良好);病灶显示欠清晰,边缘欠锐利,细小解剖结构显示欠佳但尚可接受为3分(中等);病灶可见但显示不清,边缘模糊,细小解剖结构识别困难为2分(较差);病灶无法辨别,边缘极其模糊,细小解剖结构不能识别为1分(极差)。
图像伪影评分:图像无伪影或几乎无伪影为5分(优异);图像伪影较轻,对结构的显示影响较小为4分(良好);图像伪影一般,对结构的显示有一定的影响为3分(中等);图像伪影较重,严重影响结构的显示为2分(较差);图像伪影很重,无法用于诊断为1分(极差)。
1.4 辐射剂量比较
通过自动计算得到4组图像的容积CT剂量指数(computed tomography dose index,CTDIvol)及剂量长度乘积(dose length product,DLP),有效射线剂量(effective dose,ED)=k×DLP,k值取0.014(欧盟委员会推荐)。
1.5 统计学方法
采用SPSS 19.0软件。采用成组资料t检验比较患者的年龄、身高、体重、BMI和辐射剂量;采用单因素方差分析比较4组重建后图像的客观评价指标,两两比较采用LSD法;采用秩和检验比较4组重建后图像的主观评分。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 辐射剂量比较
研究组和对照组患者的CTDIvol、DLP及ED比较,差异均有统计学意义(P<0.001),其中研究组患者的ED较对照组下降约36.01%,见表1。
2.2 最佳单能量水平
应用GSI软件获得双期最佳CNR的VMS图像,同时得到不同患者最佳单能量ke V值,位于56~66 ke V,均数为(63.58±2.64)ke V,中位数为63.50 ke V。
2.3 图像质量主观评价
在CT增强动脉期及静脉期,4组图像噪声评分、解剖细节评分、图像伪影评分及总体图像质量评分比较差异均有统计学意义(P<0.01),其中B组高于其他3组(P<0.05),A组高于C组及D组(P<0.05),C组及D组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。在动脉期和静脉期,B组总体图像质量评分较A组、C组和D组分别增加了0.97%和1.95%、20.87%和11.46%、11.65%和6.83%。见表2。
2.4 图像客观评分
在动脉期及静脉期,4组图像的CNR和SNR差异均有统计学意义(P<0.05)。B组的SNR和CNR均优于A、C、D组(P<0.05),A组优于C、D组(P<0.05),D组优于C组(P<0.05)。见图1~3。
图1 4组胸部增强CT图像在动脉期和静脉期不同解剖部位的腹主动脉SNR和CNR比较(P<0.05)。A.动脉期腹主动脉SNR比较;B.动脉期腹主动脉CNR比较;C.静脉期腹主动脉SNR比较;D.静脉期腹主动脉CNR比较
图2男,46岁。胸部CT扫描采用120 k Vp常规扫描模式。采用100%FBP重建静脉期纵隔窗(A)及肺窗(B)图像,此时图像噪声及伪影明显,支气管及肺纹理显示欠清晰;采用50%ASIR重建静脉期纵隔窗(C)及肺窗(D)图像,此时图像噪声依然存在,但可接受,支气管及肺纹理显示较清晰
3 讨论
在获得优质图像质量的同时降低更多的辐射剂量成为广大CT科研人员的关注热点[4]。为了有效降低CT辐射剂量,医学工作者尝试通过优化扫描程序、降低管电压和管电流、扩大螺距等多种方法。目前,高端CT重建算法的改进能够抑制或消除噪声,提高图像CNR,如GE公司的ASIR技术、Philips公司的i DOSE技术和Siemens公司的SAFIRE技术等。这些模型均可将原始数据中的噪声投射到图像中,通过迭代算法来增加图像清晰度,这样重建后的图像能够在适当减低扫描剂量的前提下,满足临床诊断要求。
图3女,51岁。胸部CT扫描采用单能量70 ke V能谱扫描模式。采用100%FBP重建静脉期纵隔窗(A)及肺窗(B)图像,此时图像噪声及伪影减少,支气管及肺纹理显示较好;采用70 ke V联合50%ASIR重建静脉期纵隔窗(C)及肺窗(D)图像,此时无明显图像噪声及伪影,支气管及肺纹理显示清晰
能谱CT采用自适应迭代重建技术,该技术具有选择性去除噪声的能力,使其能在较低剂量检查的情况下获得较好的图像质量。既往研究结果显示,ASIR权重设置在40%~60%时图像质量最高,且在胸、腹部扫描中设定为50%时,图像质量无明显降低,而辐射剂量减少超过50%[5,6,7]。合理地调整重建图像的权重值和恰当地降低扫描条件是应用ASIR的2个重要标准[8]。本研究中,采用50%ASIR重建后的图像对比FBP图像,均具有较高的SNR和CNR,等于或高于FBP重建图像质量的同时可将辐射剂量降低约36.01%,这与前期的实验结果[9]吻合。
能谱CT通过双能量成像获得的基物质密度数据来得出40~140 ke V的单能量图像,本研究发现,采用能谱CT扫描的研究组,整体图像质量和CNR均较常规120 k Vp扫描的对照组高,提示能谱成像能有效校正图像的硬化伪影,改善图像CT值,从而得到高清图像[10]。董江宁等[11]研究发现,根据组织器官、病变的性质和类型、患者年龄以及病变在人体内的位置不同,显示病灶的最佳单能量水平会呈现差异。Lv等[12]提出,随着能量水平的升高,噪声值逐渐减低,70 ke V单能量图像的噪声最低,且能够维持较高的图像质量评分,图像质量优于常规能量图像。柴亚如等[13]发现,能谱70 ke V单能量成像联合ASIR技术与常规扫描相比可降低辐射剂量,并为肝癌病灶显示提供良好的图像质量。与柴亚如等[13]的研究不同,随着能谱软件系统的升级,本研究使用基于个体循环差异的最佳单能量图像与50%ASIR进行重建,由此得到的胸部CT图像单能量范围更广。本研究发现,胸部双期增强扫描以不同层面的降主动脉为ROI,最佳CNR的VMS图像对应的ke V值位于56~66 ke V,平均(63.58±2.64)ke V。B组的图像CNR和主观评分均较其他组高,由此获得的图像既发挥了最佳单能量图像高对比度、分辨率的特点,又体现了ASIR高清、低剂量的优势。
本研究发现,B组在主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面降主动脉的CT值、SNR和CNR均高于其他3组,且B组的图像质量评分优于A、C、D组,这反映出单能量联合ASIR成像在图像质量方面具有极大的优势,既体现出了最佳单能量成像增强碘汇聚能力而提高图像对比度的优势,又展现出ASIR重建方式降低图像噪声并维持良好的图像质量的特点。
CT扫描质量 篇7
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2013年6-11月在本院就诊临床需要做腹部CT血管成像的成年患者36例。排除曾行血管支架置入术、体重超过80 kg者。其中男20例, 女16例, 年龄22~82岁, 平均54岁。按照随机数字表法将所有患者分为试验组和对照组各18例, 其中试验组为低管电压 (80 k V) , 对照组为常规电压 (120 k V) 。两组患者一般资料比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 扫描方法
采用Philips Brilliance 64层螺旋CT容积扫描, 扫描参数:准直0.625 mm, 螺距1.172, 层厚、层间距1 mm, 电流350~390 m A。扫描范围:从膈顶至耻骨联合下缘, 各期扫描时间为5~8 s。试验组:管电压80 k V;对照组:管电压120 k V;对比剂使用碘普罗胺 (370 mg I/m L, 优维显) , 用量按1.5 m L/kg, 注射流速4 m L/s, 静脉团注, 动脉期扫描利用对比剂跟踪软件, 兴趣区设在胸主动脉下段, 自动触发阈值120 HU, 静脉期在动脉期扫描完成后28 s进行, 所有图像数据传至EBW工作站进行多平面重组 (multi-planar reformatting, MPR) 、最大密度投影 (maximum intensity projection, MIP) 、容积再现 (volume rendering, VR) 等后处理。
1.3 图像质量评价
1.3.1 血管强化程度
利用腹主动脉CT值来评价血管强化程度, 动脉CT值 (signal intensity, SI) 的测量及计算是在腹腔干根部层面测量腹主动脉CT值, 兴趣区 (region of interest, ROI) ROI避开所有眼观不均匀密度部分, 且ROI面积为100 mm2;同时测量该层面肝脏CT值及其SD值;其SD值作为噪声计算, 肝CT值作为背景值, 对比度=主动脉CT值-背景值 (肝CT值) , 信噪比 (SNR) =主动脉CT值/SD, 对比噪声比 (CNR) = (主动脉CT值-背景值) /SD。
1.3.2 图像质量评价
在不知道扫描参数的情况下, 对原始图像、二维及三维图像的质量进行评价。取平均值作为该病例的图像质量评分。图像质量评分标准:5分:图像非常好, 噪声控制好, 无伪影, 可观察到腹主动脉的4级分支血管;4分:图像好噪声和伪影少, 可观察到腹主动脉的3~4级分支血管;3分:图像一般, 有一些噪声和/或伪影, 可观察到腹主动脉的2~3级分支血管, 不影响诊断;2分:图像较差, 有严重噪声和/或伪影, 仅可观察到腹主动脉的1~2级分支血管, 影响诊断;1分:检查失败, 图像噪声和/或伪影太大, 无法诊断[2]。
1.4 CT辐射剂量指标
记录由机器自动生成的CT剂量指数 (CT Dose index, CTDI) 和剂量长度乘积 (Dose-Length Products, DLP) 。有效剂量 (Effective Doses, ED) 根据ED=DLP×C公式计算, 其中C为有效剂量权重因子, 腹部的平均值为0.015, 分别计算各组的ED值。
1.5 统计学处理
采用SPSS 18.0软件对所得数据进行统计分析, 计量资料用 (±s) 表示, 比较采用t检验, 计数资料采用X2检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 血管强化程度、信噪比及图像质量
试验组的血管强化值 (604.9±132.3) HU明显高于对照组的 (378.3±94.3) HU, 差异有统计学意义 (P=0.000) 。试验组的原始图像噪声高于对照组, 但两组信噪比、对比信噪比差异均无统计学意义 (P=0.056、0.106) 。试验组、对照组的图像质量评分总分分别为65分、82分, 均分分别为 (3.61±0.16) 分、 (4.56±0.12) 分, 两组图像质量平均分比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。两组均可观察到腹主动脉的3~4级分支血管。
2.2 辐射剂量
两组的CT剂量指数 (CTDI) 、CT剂量长度 (DLP) 及有效剂量 (ED) 比较差异均有统计学意义 (P<0.05) , 试验组较对照组CTDI降低66.2%, DLP降低69.7%, ED降低69.8%, 试验组较对照组平均降低18.5 m Sv, 见表2。
3 讨论
3.1 低仟伏值对辐射剂量和血管增强效果的影响
国内外多数研究通过降低管电流来降低辐射剂量, 降低管电流具有简单、易掌握的优点, 是目前CT低剂量扫描的主要方法。从X射线强度计算公式I=Ki ZU2 (I:X射线强度, i:管电流, K:比例系数, Z:阳极靶材料的原子序数, U:管电压) 可见X射线的强度与X射线管管电压的平方相关, 降低管电压能更有效地降低辐射剂量[3,4]。但是降低管电压较降低管电流更为复杂, 降低管电压可能导致X线的穿透力不够、图像噪声增加及软组织对比度降低等, 因而运用受到限制。
降低管电压技术较早应用于肺动脉CTA, 国外曾有学者将管电压降至100 k V, 并与常规电压 (120 k V或140 k V) 进行比较, 认为100 k V可以获得更好的血管强化效果而并不影响图像质量。Szucs-Farkas等[3]做肺动脉CTA降低管电压的研究结果证实, 80 k V组的平均血管强化值较100 k V组明显增高, 且有效剂量降低40%, 因此认为采用80 k V的管电压值, 通过适当增加管电流进行补偿以减少噪声, 不仅可以获得更好的血管强化、降低辐射剂量, 还可以有效地降低对比剂用量。Nakayama等[5]对主动脉的低剂量研究进一步细化, 研究基于使辐射剂量降低约30%的原则, 根据受检者的体重分组分别采用不用的管电流, 以弥补降低管电压后引起的图像噪声的增加, 研究结果显示, 两组的平均血管强化值比较差异无统计学意义, 同时也显示随着受检者体重增大, 血管强化值减低;图像噪声与体重呈反比, 但是主观图像质量评价两组间差异无统计学意义。Sigal-Cinqualbre等[6]进行血管成像低管电压研究时, 也是根据受检者的体重级别设定个体化扫描参数, 他们也通过将体重分级别, 采用120 k V及80 k V与不同的管电流组合, 使得辐射剂量降低的同时, 图像质量比单纯降低管电压而管电流固定的扫描图像质量明显提高。
由于Philips Brilliance 64层螺旋CT管电压档没有100 k V档, 所以本研究选择80 k V做低管电压组, 跨度偏大。结果显示, 两组的CT剂量指数 (CTDI) 、剂量长度乘积 (DLP) 及有效剂量 (ED) 比较差异均有统计学意义, 试验组较对照组CTDI降低68%, DLP降低74%, ED降低75%。本研究结果也证实了将腹部血管CTA检查的管电压由常规120 k V降至80 k V时, 受检者的辐射剂量降低了69.8%, 而病变显示与图像质量受影响有限。
Thomas等[7]体外研究认为, 使用80 k V的管电压较120 k V管电压对于检测冠状动脉钙化更有利, 这是因为当管电压从120 k V降至80 k V时, 光子能力从66 ke V降至52 ke V, 高原子序数的钙原子与周围低原子序数的水、组织或血液的吸收对比增强, 从而使图像钙化与周围组织对比度增强, 有利于钙化的检查。适当减低管电压可以增加强化后血管的CT值, 从而补偿低电压引起的噪声增高, 为低剂量扫描提供可能[8,9]。
本研究结果显示, 试验组与对照组的腹主动脉平均动脉强化值分别为 (604.9±132.3) HU、 (378.3±94.3) HU, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 说明减低管电压可以增加强化后血管的CT值。而有研究显示, 不同造影剂浓度对动脉血管强化程度影响有显著差异[10]。Suzuki等[11]研究发现血管内对比剂密度和合理的重建卷积核都是影响图像的重要参数, 也就是血管强化CT值是CTA的重要影响因素。低管电压组动脉强化值明显高于常规管电压组, 这与文献[11]报道当管电压从120 k V降至100 k V时血管强化CT值增加20%~40%相同。
3.2 CTA图像质量评价指标及噪声的影响
理想的腹主动脉CTA参数选择的目标:腹主动脉的密度尽可能高于软骨和骨组织密度, 使动脉周围结构 (如下腔静脉、软组织、实质脏器等) 尽可能不强化或少强化, 以减少本底密度和静脉的重叠[12]。
本研究显示, 两组腹部动脉强化值与邻近实质脏器CT值差值有统计学差异, 而重建血管的边缘情况、腹主动脉的分支血管显示无明显差异。两组重建血管的二维及三维图像 (包括VR、MIP及MPR) 图像质量均能满足临床血管疾病诊断要求。两组所得的图像均可观察到腹主动脉的3~4级分支血管, 对管壁钙化性及非钙化性斑块显示满意, 能判断出病变管腔中重度狭窄程度。
降低仟伏值不可避免地增加一些噪声, 图像噪声使影像出现颗粒性, 影响图像质量甚至影响诊断。量子噪声与管电压的平方根呈反比, 管电压降低噪声增加时低对比的分辨力降低, 但是对高对比的分辨力影响很小, 而图像的噪声也是图像质量的重要构成成分[13]。对于腹主动脉CTA来说, 降低管电压是噪声增加对于实质脏器可能产生影响, 但是强化的血管与邻近软组织有较高的对比分辨力, 因此一定的图像噪声对于观察血管病变影响不会太大[12]。本组研究80 k V组的图像噪声较120 k V偏高, 而其动脉强化值高于120 k V组, 重建血管图像质量无下降, 原始图像腹部实质脏器颗粒性增多, 图像分辨率低, 影响血管外相关疾病的诊断。
两组图像质量主客观评分均分分别为 (3.61±0.16) 分、 (4.56±0.12) 分, 差异有统计学差异 (P<0.05) , 主要差异是试验组原始图像噪声偏高, 影响了对血管外组织和病变的清晰显示。
3.3 CTA技术优化及参数选择
为获得较好的血管强化密度需要选择合理的参数, 包括管电流、对比剂剂量、浓度和注射速率及扫描延迟时间等。CTA成功的关键之一是对比剂在动脉充盈CT密度值达峰时立即扫描, 扫描期间峰值持续至扫描结束, 掌握合适的扫描时间窗主要包括对比剂峰值到达时间和保持时间两个方面[6]。影响这些参数的因素包括个体因素及疾病因素、注射容积及流率、碘对比剂的浓度及是否追加盐水、对比剂跟踪技术 (bolus-tracking) 等[14,15]。在MDCT上, 图像的层厚是由探测器的结构决定的, 并可以根据组合设置进行不同层厚的重建。薄层图像可以提供好的Z轴分辨率和空间分辨力, 但由于接受的光子量相对较少会产生较大的噪声, 为了维持相对高质量的图像, 必须增加管电流, 可以将薄层采集的图像进行厚层重建, 这样即使不用较高的剂量也可以减小噪声, 并获得较高的图像分辨力[16]。
本研究结果表明, 腹部血管64排螺旋CT采用低管电压 (80 k V) 扫描, 可以有效地降低受检者的辐射剂量, 得到较好的血管强化值。虽然原始图像噪声偏高, 但是所获得的图像可满足临床诊断要求, 要使原始图像质量更佳, 相关参数及管电流需进一步优化。
摘要：目的:评估低管电压 (80 kV) 扫描降低腹部CT血管成像检查辐射剂量的作用及对病变显示和图像质量的影响。方法:将36例做腹部CTA检查的患者按照随机数字表法分成试验组和对照组各18例, 分别采用管电压80 kV和120 kV, 管电流采用自动毫安。比较两组的病变显示、图像质量、腹主动脉CT值及平均辐射剂量, 分别对所得的各组数据进行统计学分析。结果:试验组的血管强化值 (604.9±132.3) HU明显高于对照组的 (378.3±94.3) HU, 图像质量评分 (3.61±0.16) 分明显低于对照组的 (4.56±0.12) 分, 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。试验组的原始图像噪声高于对照组, 但两组信噪比、对比信噪比差异均无统计学意义。试验组血管重建成像图像质量、病变显示与对照组无明显差异, 两组图像质量均能满足诊断要求。试验组的容积CT剂量指数 (CTDI) 、剂量长度乘积 (DLP) 及有效剂量 (ED) 较对照组分别降低66.2%、69.7%及69.8%。结论:64排螺旋CT腹部血管成像采用低管电压 (80 kV) 可降低辐射剂量, 病变显示较满意, 获得图像可符合临床诊断要求, 但原始图像噪声偏高, 相关参数及管电流需进一步优化。
CT扫描质量 篇8
1 资料与方法
1.1 临床资料
选取2012年9月至2013年9月我院75例肝硬化患者作为研究对象, 全部患者均需行肝脏CT增强扫描检查、自愿参加本研究并签署知情同意书的患者, 排除心肺功能不全、脂肪肝、肾功能异常、门静脉癌栓、肝脏术后等患者。将75例肝硬化患者随机分为3组, 对照组、延长组与大剂量组, 每组25例, 对照组:男性15例, 女性10例, 年龄32~75岁, 平均年龄 (54.1±3.7) 岁, 肝功能分级按Child分级标准, Child A级13例, Child B级6例, Child C级6例;延长组:男性16例, 女性9例, 年龄34~76岁, 平均年龄 (53.9±4.0) 岁, Child A级15例, Child B级6例, Child C级4例;大剂量组:男性16例, 女性9例, 年龄33~73岁, 平均年龄 (53.0±2.9) 岁, Child A级14例, Child B级6例, Child C级5例, 组间患者在性别、年龄、肝功能分级等一般资料的比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 检测方法
采用16排多层螺旋CT机 (美国GE公司, 型号:GE Light Speed) , 设置扫描参数:120 k V, 300m A, 螺距1.375:1, 层厚1.25 mm, 层间距1.25 mm, 采用双筒立式高压注射器 (品牌:中西牌, 厂商:北京中西远大科技公司, 型号:M26321) , 经肘静脉注入对比剂碘普罗胺注射液 (商品名:优维显, 厂商:广州先灵药业公司, 批号:H10970417) , 对照组采用常规剂量常规扫描, 注入碘普罗胺注射液1.5 ml/kg, 扫描时间60 s, 延长组采用常规剂量延长时间扫描, 患者注入碘普罗胺注射液1.5 ml/kg, 扫描时间70 s, 大剂量组 (大剂量延长扫描) 患者注入碘普罗胺注射液2.5 ml/kg, 扫描时间70 s, 全部患者注入流率均为3.5 ml/s, 扫描前30 min饮用低浓度碘水450 ml, 扫描图像经软件处理, 采用多平面重组 (MPR) 技术观察肝静脉、肝实质、门静脉强化峰值。
1.3 观察指标
1.3.1 测量肝静脉、肝实质、门静脉的强化峰值:
肝静脉强化峰值首选肝静脉右分支, 右分支显示不清时选取肝静脉左分支或主干测量;肝实质强化峰值测量尽量避开管道系统;门静脉强化峰值随机选择门静脉左分支或右分支进行测量, 分支测量有难度时可选择门静脉主干测量;组间比较肝静脉、肝实质、门静脉的强化峰值的差异。
1.3.2 评价标准:
所有患者扫描图像由2名经验丰富的放射科医师在不知扫描条件下进行图像质量双盲目测评分, 采用4级评分标准[5]:4分/Ⅰ级:肝静脉、肝实质与门静脉对比度极好, 肝实质均匀度极好, 图像质量非常好;3分/Ⅱ级:肝静脉、肝实质与门静脉对比度较好, 图像质量较好;2分/Ⅲ级:没有足够的对比度, 静脉血管显示不清, 肝实质均匀度欠佳;1分/Ⅳ级:肝静脉、肝实质与门静脉对比度极差、图像质量极差、严重影响肝脏病变的分析。
1.4 统计学处理
研究数据采用SPSS18.0统计软件进行分析, 计量资料用±s表示, 2组计量资料比较采用t检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 不同扫描时间肝硬化患者门静脉期CT图像质量比较:
延长扫描时间后, 延长组肝静脉、肝实质、门静脉强化峰值、静脉与肝实质差值、图像质量评分均明显高于对照组, 2组比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 见表1;肝实质、门静脉平均强化峰值时间明显低于对照组, 2组比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 见表2。
2.2 不同对比剂剂量肝硬化患者门静脉期CT图像质量比较:
在延长扫描时间的基础上增大对比剂剂量后, 大剂量组肝静脉、肝实质、门静脉强化峰值、静脉与肝实质差值、图像质量评分均明显高于延长组, 2组比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 见表3;大剂量组肝实质、门静脉平均强化峰值时间明显低于延长组, 2组比较差异具有统计学意义 (P<0.05) , 见表4。
2.3 延长扫描时间大剂量对比剂肝静脉门静脉期CT图像表现:
见图1。
3讨论
门静脉期在肝硬化并发肝癌的检查中占有重要的地位, 肝硬化门静脉期肝实质强化峰值达到高峰, 位于肝供血动脉的癌症结节呈现为低密度, 门静脉期供血的癌症结节较动脉期与延迟期更易发现肝脏病变[6]。门静脉期更清晰显示门静脉与肝静脉的侵犯, 为治疗方案的选择提供了参考。因此, 获取高质量的门静脉期图像与获取肝实质-血管高浓度差是肝硬化门静脉期检查的主要目的。门静脉期扫描时间尚无统一标准, 扫描延长时间应在注射对比剂50~70 s左右[7]。临床常选择60 s作为门静脉期延长扫描时间, 但文献[8]表明:相对于60 s延长扫描时间, 70 s扫描时肝实质强化更均匀, CT图像更清晰, 对病变的诊断更准确, 假阳性发生率低, 图像满意度可高达90%以上。肝硬化患者由于结节增生、纤维间隔形成与肝小叶塌陷, 使门静脉血管减少、扭曲, 血流受阻, 肝实质强化峰值明显降低;此外, 由于肝窦内对比剂阻滞, 造成门静脉期肝实质强化时间延长或持续强化[9];最后, 由于门静脉血流灌注减少, 动脉灌注代偿性明显增强, 造成门静脉早期肝实质强化不均匀[10]。延长扫描时间为70 s时的强化程度高于60 s时, 肝实质的强化峰值时间位于55~70 s之间, 肝实质的强化程度与图像的质量可通过增加对比剂剂量与延长扫描时间来改进[11]。健康人肝静脉的强化峰值时间约为70 s, 肝实质强化峰值时间为60~70 s, 门静脉的强化峰值时间为45~55 s, 肝硬化患者肝纤维化的形成使肝脏的顺应性减低, 导致肝静脉与门静脉搏动性降低, 同时增生肿大的肝细胞压迫肝静脉与门静脉, 使肝脏的顺应性降低, 因此, 肝静脉与门静脉的强化峰值时间延长或强化峰值降低。因此, 为获取肝硬化门静脉期高强化峰值且均匀强化的CT图像, 应适当延迟扫描时间。
本研究表明, 延长扫描时间能显著提高肝静脉、肝实质、门静脉的强化峰值, 提高血管的强化程度;在延长扫描时间的基础上应用较大剂量对比剂也可提高肝实质和肝脏血管的强化程度, 因此延长扫描时间和增大对比剂剂量有利于提高血管的显影质量。本研究结果还显示, 延长扫描时间或在其基础上增大对比剂剂量的应用在改善肝实质均匀度与血管显影质量的前提下, 获取了较高的静脉与肝实质差值, 使血管与肝实质对比更明显, 明显缩短了平均强化峰值时间。当在扫描时间70 s和对比剂1.5 ml/kg时, 图像质量评分值明显高于扫描时间60 s和对比剂1.5 ml/kg, 而在扫描时间70 s和对比剂2.5 ml/kg时, 图像质量评分值明显高于扫描时间70 s和对比剂1.5 ml/kg。本研究提示, 扫描时间70 s和对比剂2.5 ml/kg时, 肝静脉、肝实质、门静脉强化程度越明显, 静脉与肝实质对比更明显, 延长扫描时间和增加对比剂剂量显著提高肝脏血管的强化程度、肝实质的均匀度, 增强了肝静脉血管与肝实质的对比度, 提高了图像质量, 并在对比剂剂量增大为2.5 ml/kg, 扫描时间延长为70 s时, 肝硬化患者的肝静脉、肝实质、门静脉均获得较高的强化峰值, 缩短了血管与肝实质的浓度差值, 从而缩短了强化峰值时间, 使CT图像更清晰, 与Xia等[12]研究结果一致。因而, 为获得肝脏静脉良好的CT图像质量, 应相应地延长扫描时间与增大对比剂剂量, 同时不增加不良反应发生率。
综上所述, 肝硬化患者门静脉期增强扫描应增大对比剂剂量与延长扫描时间, 大剂量对比剂及延长扫描时间使CT图像更清晰。
摘要：目的 探讨大剂量对比剂及延长扫描时间对肝硬化患者门静脉期CT图像质量的影响。方法选取75例肝硬化患者, 其中采用常规时间常规剂量扫描 (60 s, 1.5 ml/kg) 患者为对照组 (25例) , 延长扫描时间 (70 s) 患者为延长组 (25例) , 在延长扫描时间的基础上增加对比剂剂量 (2.5 ml/kg) 患者为大剂量组 (25例) , 不同延长扫描时间和不同扫描剂量肝静脉、肝实质、门静脉强化峰值、平均强化峰值时间与图像质量双盲目测评分值的差异。结果 延长扫描时间后, 延长组肝静脉、肝实质、门静脉强化峰值、静脉与肝实质差值、图像质量评分为 (206.4±3.6) Hu、 (110±13) Hu、 (188±13) Hu、 (74±11) Hu、 (3.0±1.2) 分, 均明显高于对照组, 肝实质、门静脉平均强化峰值时间明显低于对照组, 2组比较差异具有统计学意义 (P<0.05) ;在延长扫描时间的基础上增大对比剂剂量后, 大剂量组上述指标分别为 (218±11) Hu、 (115±14) Hu、 (214±16) Hu、 (86±13) Hu、 (3.6±0.7) 分、 (63.8±2.9) s、 (44±5) s, 均明显优于延长组, 2组比较差异具有统计学意义 (P<0.05) 。结论 延长扫描时间 (70 s) 和增加对比剂剂量 (2.5 ml/kg) 在一定程度上改善肝硬化患者门静脉期CT图像质量, 有利于获取更清晰的CT图像。
关键词：肝硬化,门静脉造影术,体层摄影术, 螺旋计算机
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