顳骨64排CT低劑量掃描及不同重建函數對圖像質量的影響

關麗明，李祥勝，李松柏，徐克

（1.中國醫科大學附屬第一醫院放射科，沈陽 110001；2.大連瓦房店市中心醫院放射科，遼寧 大連 116300）

顳骨64排CT低劑量掃描及不同重建函數對圖像質量的影響

關麗明1，李祥勝2，李松柏1，徐克1

（1.中國醫科大學附屬第一醫院放射科，沈陽 110001；2.大連瓦房店市中心醫院放射科，遼寧 大連 116300）

目的旨在評價不同重建函數的低劑量64排CT的顳骨圖像質量。方法 選取臨床懷疑顳骨病變而來放射科行64排CT檢查的患者63例并隨機分為2組：重建函數為FC30組和FC81組，均以30mA管電流進行掃描，其他掃描條件固定。雙盲法測量各組重建圖像的噪聲、評價圖像質量及各解剖結構的顯示情況并進行統計學分析。結果 隨著管電流量的降低，各組圖像噪聲均增加，同一重建函數的軸位圖像噪聲大于冠狀位圖像噪聲，FC30圖像噪聲低于FC81噪聲，各組內以及組間差異具有統計學意義（P<0.05），而各組間圖像評價和各解剖結構評分卻無統計學差異（P>0.05）。結論顳骨采用64排CT低劑量掃描后圖像噪聲增加，且重建函數和重建方向對圖像噪聲影響較大，但是圖像質量和各解剖結構的顯示能夠滿足診斷要求。

顳骨；多層；體層攝影術，X線計算機；低劑量；重建函數

螺旋CT掃描具有簡單快捷、無影像重疊等優點，已經取代普通攝影檢查在顳骨的應用，但是常規CT掃描對眼晶狀體的輻射損傷也越來越引起醫患以及相關專家的重視［1～3］。在保證準確診斷的CT圖像質量的前提下優化掃描參數使患者所受的照射劑量最低是近年來的重要研究方向［3，4］。國內外關于64排CT顳骨低劑量掃描方面的研究還比較少［1～7］，重建函數對圖像質量的直接影響方面更缺乏量化的研究。本研究擬初步評價不同重建函數的低劑量CT圖像質量及其臨床意義。

1 材料與方法

1.1 研究對象及分組

收集2007年12月～2008年5月在我院行中耳CT掃描的患者63例，男29例，女34例，年齡15～70歲，平均37.5歲。所有患者根據CT掃描圖像重建參數不同分為2組：重建函數FC30組（35例）和重建函數FC81組（28例）。

1.2 方法

1.2.1 檢查方法：采用東芝公司Aquilion 64多排螺旋CT掃描儀。全部病例掃描參數如下：120kV，30mA，轉速為 0.5s，螺距為 41，準直為 0.5mm×64，采用s校正場，掃描范圍為乳突尖至鼓室蓋以上2cm，掃描基線平行于硬腭平面；重建參數：層厚1mm，間隔1mm，其中28例掃描圖像均采用FC30（骨算法）進行重建，32例采用FC81（高分辨算法）進行重建，所有圖像均采用QDS+進行濾過處理，并均進行冠狀面和水平軸位面重建。窗技術：骨窗，采用700/4000HU。

1.2.2 圖像分析：（1）由放射科醫生分別在冠狀位和水平橫軸位圖像上進行噪聲測量：水平橫軸位圖像取內聽道和錘砧關節同時顯示層面，把感興趣區（regional of interest，ROI）置于距離顳骨和枕骨各約12mm的區域，ROI直徑約6～8mm；冠狀位在內聽道與垂直半規管弓狀隆起同時顯示的層面，把ROI置于距離鼓室蓋與顳骨鱗部各約10mm的區域，ROI直徑約6～8mm；均記錄其CT值的標準差值，以此作為噪聲；（2）由2位耳鼻喉科專家雙盲評價圖像質量：冠軸位均以鼓室骨壁為評價對象，分為優異（骨壁連續完整、銳利、無偽影，計為2分）、中等（骨壁連續、不銳利有偽影、但可以分辨，計為1分）和差（骨壁出現錯層、中斷，骨壁嚴重偽影，計為0分），其中圖像質量為中等以上可用于診斷，如果成像質量介于兩個標準之間，以低標準列入統計；（3）由兩位副高職放射診斷醫師采用雙盲法獨立閱片，觀察、分析各組圖像并進行評分。評分根據顯示程度分為：清晰顯示，2分；顯示，但不清晰，1分；未顯示，0分。評價內容（結合觀察原始圖像）：卵圓窗、圓窗、耳蝸底圈、蝸軸、錘骨、砧骨、鐙骨、水平半規管、錐隆起、面神經管。左右兩側分別記分，每一側最高分為20，最低分為0，取其平均分。如有病變或骨質破壞的請與手術所見，記錄與手術所見的符合與否，即符合或不符合。最后計算符合率。

1.3 統計學分析

所有數據采用SPSS 11.5統計分析軟件進行統計分析，圖像噪聲、CT劑量參數及非腫瘤病例各組顳骨巖部各結構評分采用獨立樣本的t檢驗，各組顳骨巖部圖像質量評價間比較采用秩和檢驗，P<0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組病例臨床與影像診斷結果的符合性

FC30組15例未見異常，4例腫瘤病例經手術治療或耳鏡檢查證實，16例炎癥性病變，為影像診斷；FC81組10例未見異常，4例腫瘤病例經手術治療或耳鏡檢查證實，14例炎癥性病變，為影像診斷。

2.2 各組CT掃描相關劑量參數

各組劑量參數值及統計結果見表1，組間比較總掃描時間、總掃描層數、T mAs和輻射劑量長度均無統計學差異（P>0.05）。

表1各組顳骨64排C T掃描劑量參數（±s）T a b.1D o s e p a r a me t e r s o f 64-d e t e c t o r C To f t h e p e t r o u s b o n e（±s）Group T mAs（mA·s） T time（s） T DLP（mGy·cm） T slice（n）FC30 262.56±75.72 6.97±1.52 47.16±11.86 4.97±1.03FC81 284.81±52.02 7.27±1.08 49.53±11.96 4.86±0.85

2.3 圖像噪聲

各組橫軸位重建圖像和冠狀位重建圖像見圖1，噪聲測量結果見表2。t檢驗結果表明：無論橫軸位重建圖像還是冠狀位重建圖像，重建函數FC30圖像噪聲明顯低于FC81；同一重建函數，橫軸位重建圖像噪聲明顯大于冠狀位重建圖像噪聲；各組間及組內噪聲比較結果見表2。

表2各組顳骨重建圖像噪聲（±s）T a b.2 R e c o n s t r u c t e d-i ma g en o i s e so f64-d e t e c t o rC To ft h e p e t r o u s b o n e（±s）Group Noise（axis） Noise（coronary）FC30 153.71±26.11 117.01±19.432）FC81 209.64±42.911） 159.26±36.911），2）1）P ＜ 0.05vs FC30group；2）P ＜ 0.05vs the same group Noise（axis）.

2.4 圖像質量評價

耳鼻喉科專家對各組圖像質量均認定為中等，無1例病例評分為差或優，圖像質量無明顯差別。各組病例相應圖像結構評分結果：各組陰性病例和炎癥病例圖像結構評分結果見表3，以鐙骨、錐隆起顯示較其他結構欠清晰，陰性病例和炎癥病例重建函數為FC30的圖像結構平均評分略高于重建函數FC81圖像評價結果，但結果表明其差異無統計學意義（P>0.05）。共計8例腫瘤病例影像所見顳骨各骨性結構的破壞與手術所見一致，符合率為100%。

表3各組非腫瘤病例顳骨各解剖結構圖像質量評分（±s）T a b.3S c o r e so f a n a t o mi c a l l a n d ma r k so f t h ep e t r o u sb o n ei n l o w-d o s e 64-d e t e c t o r C Ti ma g e s o f t h e n o n-t u mo r c a s e s Group Scores（normal） Scores（inflammatory）FC30 16.27±2.89 14.56±2.83FC81 14.40±3.17 13.50±2.85

3 討論

多層螺旋CT被認為是顯示顳骨尤其是耳部解剖結構的最佳成像方式。眼晶體對射線非常敏感，過量照射容易導致白內障等疾患。研究表明：在頭頸部CT掃描中，顳骨掃描給予的眼晶體輻射劑量最大［1，2］。因此在滿足診斷目的的CT圖像質量基礎上盡量降低眼晶狀體輻射劑量是顳骨巖部低劑量CT 研究的方向［3，4］。Lutz等［5］認為一定范圍內低劑量的64排CT圖像質量能夠滿足顳骨巖部解剖標志的識別。本組研究結果表明：當管電流量減少為15mAs時，FC30和FC81兩組間CT機提供的4個劑量參數無統計學差異，各解剖結構評分以及圖像質量評價也無統計學差異，對各解剖結構的顯示能夠滿足診斷要求，臨床與影像診斷的符合性也比較好，但FC30（骨函數）重建圖像的噪聲明顯小于FC81（高分辨骨函數），同一重建函數的軸位重建圖像的噪聲明顯大于冠狀位圖像噪聲。

顳骨巖部含有氣腔、軟組織、微細骨結構等，各解剖結構之間密度差別很大，臨床診斷主要是追求圖像的空間分辨率，而對密度分辨率的要求相對降低。管電流量與輻射劑量之間呈線性關系，降低管電流量能明顯減少CT輻射劑量，但增加圖像的噪聲［7，8］，降低密度分辨率，對空間分辨率的影響相對較小，因此優化CT掃描參數、降低管電流量就是最常選用的顳骨低劑量研究方法［4］。結合文獻［1～6］及臨床工作，本組研究選用的優化參數120kV，30mA，轉速為0.5s，螺距為41，準直為0.5mm×64，采用s校正場，掃描范圍為乳突尖至鼓室蓋以上2cm，因此相對于臨床常規掃描而言，影響輻射劑量的參數主要是管電流量。本組研究選用的管電流量（15mAs）與臨床常規采用的管電流量（110mAs）相比有著明顯的減少，患者眼晶體所接受的輻射劑量明顯降低。FC30和FC81兩組之間影響劑量因素包括重建函數和患者個體差異。CT提供的劑量參數主要有總掃描時間（T time）、總掃描層數（T slice）、總毫安量（TmAs）和輻射劑量長度（TDLP）等，FC30和FC81兩組之間前述4個參數的差別不具有統計學意義，除去患者個體差異，說明重建函數對輻射劑量的影響很小［8］。

CT重建函數是利用矩陣的卷積功能將圖像數據進行數字濾波，使圖像產生變化。選擇不同的重建函數就是改變濾波器的截止頻率，選擇骨函數（FC30）是提高截止頻率，高頻率數據（骨組織及其病變信息）能夠通過，這樣圖像的空間分辨率提高［8］，圖像噪聲增加，而密度分辨率卻降低；如果選用高分辨函數（FC81）則使圖像更為銳利，噪聲也更大幅度的增加。本研究無論軸位還是冠狀位重建圖像，FC30的圖像噪聲均低于FC81的圖像噪聲，就是一個很好的證明。CT圖像質量受CT的分辨率、噪聲、偽影及窗口顯示技術等多種因素影響［8］。選用高分辨函數（FC81）的CT圖像空間分辨率比骨函數（FC30）增加，其噪聲也明顯增加。因此，為了更好的觀察中內耳微小結構，需要采用更大的窗寬、更高的窗位來適當的降低圖像噪聲，使圖像的密度分辨率有所增加。

噪聲是指在均勻物質影像中，給定區域CT值相對其平均值的變異［9］，常用感興趣區內物質CT值的標準差來表示，其單位為HU。噪聲是CT圖像質量的重要影響因素，直接影響CT圖像密度分辨率，噪聲減小則圖像密度分辨率增大。本研究相同掃描條件下的冠狀位重建圖像的噪聲明顯高于軸位重建圖像，其原因可能在于二者選取的測定位置不同：軸位圖像選取后顱窩，巖骨、嵴、枕內粗隆等引起的線條狀或放射狀偽影的干擾使得圖像噪聲增加，而冠狀位的噪聲感興趣區選在中顱窩，沒有上述偽影的影響，噪聲明顯減低。因此相同掃描條件下不同體位的重建圖像噪聲是不同的，與Niu等［3］研究結果一致，而冠狀位重建圖像因其噪聲相對較低而成為比較理想的低劑量CT圖像層面選擇。

總之，對于64層螺旋CT顳骨巖部掃描而言，適當降低管電流、選擇合適的重建函數和窗寬窗位技術，盡管圖像噪聲有所增加，但可以滿足各解剖結構的觀察，又不影響診斷，卻明顯降低了患者所受的輻射劑量，因而具有重要臨床應用意義。

［1］Tan JS，Tan KL，Lee JC，et al.Comparison of eye lens dose on neuroimaging protocols between 16-and 64-section multidetector CT：achieving the lowest possible dose［J］.AJNR，2009，30（2）：373-377.

［2］Neufang KFR，Zanella FE，Ewen K.Radiation doses to the eye lenses in computed tomography of the orbit and the petrous bone［J］.Eur J Radiol，1987，7（3）：203-205.

［3］Niu Y，Wang Z，Liu Y，et al.Radiation dose to the lens using different temporal bone CT scanning protocols ［J］.AJNR，2010，31（2）：226-229.

［4］Kalra MK，Maher MM，Toth TL，et al.Strategies for CT radiation dose optimization［J］.Radiology，2004，230（3）：619-628.

［5］Lutz J，J覿ger V，Hempel MJ，et al.Delineation of temporal bone anatomy：feasibility of low-dose 64-row CT in regard to image quality［J］.Eur Radiol，2007，17（10）：2638-2645.

［6］嚴超貴，彭謙，范淼，等.應用64排螺旋CT低劑量技術檢查兒童顳骨結構的探討［J］.影像診斷與介入放射學，2008，17（6）：245-247.

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［8］Christoph S，Chen XY.Dose optimization in pediatric CT：current technology and future innovations［J］.Pediatr Radiol，2002，32（10）：729-734.

［9］劉景鑫，梅海山.螺旋CT圖像噪聲影響因素的實驗分析［J］.中華放射學雜志，2000，34（1）：9-11.

（編輯武玉欣，英文編輯王又冬）

Effects of Different Function Convolution on Image Quality in Low-dose 64-Detector Computed Tomography of Petrous Bone

GUAN Li-ming1，LI Xiang-sheng2，LI Song-bai1，XU Ke1
（1.Department of Radiology，The First Hospital，China Medical University，Shenyang 110001，China；2.Department of Radiology，The Central Hospital of Wafangdian，Dalian 116300，China）

ObjectiveTo evaluate the image quality of the petrous bone using low-dose scans of 64-detector computer tomography with different function convolution（FC）.MethodsTotally 63cases of the petrous bone examined by Toshiba Aquilion 64-detector CT were collected and divided into 2groups（FC30and FC81）randomly.Other scan parameters were fixed.The image noises and quality as well as the visualization of anatomical landmarks of the petrous bone were evaluated by two advanced radiologists with double-blind method.ResultsFollowing the reduction of the tube current，the image noise increased in both groups.There were significant statistical differences of image noise not only between the axial images and coronal images of the same FC but also the images of different FC （P<0.05）.Moreover，there were no statistical difference in the scores of image and anatomical landmarks between the two groups （P>0.05）.ConclusionThe use of low-current protocol resulted in a significant increase in the image noise in petrous bone CT，which was also affected by FC，with the satisfied diagnosticResults.

petrous bone；multislice；tomography；X-ray computer；low dose；function convolution

R764；R816.96

A

0258-4646（2011）02-0149-04

doiCNKI：21-1227/R.20110212.0953.013

遼寧省科學技術計劃項目（2008225009-18）

關麗明（1971-），女，副教授，博士.E-mail：guanlm@sohu.com

2010-11-29