雙源CT低劑量掃描在副鼻竇檢查中的應用

楊靖逸，陳加源，陶客言

四川省醫學科學院·四川省人民醫院放射科，四川成都 610072

放射實踐中應嚴格遵循ALARA（as low as reasonably achievable)原則[1]。近年來，隨著CT技術的迅速發展，副鼻竇CT圖像擁有精確的解剖學定位和優質的密度分辨率，目前已經逐步取代X線平片成為診斷副鼻竇病變的主要檢查方法。但副鼻竇鄰近晶狀體、甲狀腺及骨髓，這些器官及組織對X線均十分敏感。在副鼻竇CT掃描過程中，甲狀腺及骨髓可以通過鉛防護而避免接受過多放射劑量，但晶狀體在副鼻竇檢查時很難實現有效防護。因此，很多學者倡導兒童及成人的副鼻竇CT掃描過程中采用合理的低劑量掃描技術來減少對晶狀體等重要器官的損傷。國內外已有一些關于副鼻竇CT低劑量掃描技術的研究報道，但均限于64層或以下的多層 CT 掃描機[2]。 雙源 CT（dual-source computer tomography，DSCT）具有掃描速度快、層面薄及各向同性等優點,能夠獲取副鼻竇高分辨率優質圖像。因此，DSCT技術在副鼻竇病變診斷中具有廣闊的應用前景。本研究旨在討論DSCT副鼻竇成像技術的最優劑量及其臨床應用的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性選擇我院2010年2～7月來我科行副鼻竇DSCT檢查的臨床疑診急性鼻竇炎患者120例，其中，男52例，女68例，年齡17～75歲，中位年齡41.5歲。將所有掃描對象隨機分為6組，每組20例，分別采用不同管電壓和（或）管電流對不同組病例進行副鼻竇DSCT成像，第1組采用120 kV，200 mAs；第 2組采用 120 kV，100 mAs；第 3組采用 120 kV，50 mAs；第 4組采用 100 kV，100 mAs；第 5組采用 100 kV，50 mAs；第6組采用80 kV，100 mAs。掃描前征得患者的知情同意，如影像質量達不到診斷要求則改用常規劑量，即應用第一組的掃描條件重新采集圖像1次。

1.2 儀器與方法

掃描設備為DSCT掃描儀（SIEMENS SOMATOM DESINITION）。患者仰臥位于檢查床上，聽眥線垂直于床面，用鉛圍裙和鉛圍脖對非檢查部位進行遮蓋防護，掃描范圍為上頜竇的下方至額竇上方。每組給予預先設定的不同的管電壓和管電流。其他掃描參數均固定：覆蓋范圍為1.2 mm×24 mm，旋轉速度1.0 r/s，顯示視野15 cm。獲得的原始數據在SIEMENS SOMATOM DESINITION DSCT工作站上進行數據重建，重建層厚1.2 mm，包括副鼻竇常規標準軸位及冠狀位圖像重建。窗技術：軟組織窗采用50/280 Hu，骨窗采用300/2500 Hu。

1.3 輻射劑量觀測

設定所選的掃描參數后，DSCT機自動計算采用單次掃描的容積CT權重劑量指數CTDIvol（mGy），并顯示于掃描程序設定欄和CT檢查后的患者信息欄內。分別記錄各組患者掃描窗口顯示的容積CTDIvol值。

1.4 影像質量評價

由2名影像科副主任醫師以雙盲法對所有副鼻竇DSCT重建圖像進行圖像質量評分并取其平均值。圖像質量評分依據4個較為重要的副鼻竇解剖結構，即鉤突、篩漏斗、額隱窩、篩骨小凹的圖像清晰度進行半定量評分。每一解剖結構的圖像清晰顯示評分2分；能夠顯示但邊緣模糊評分1分；顯示不清評分0分。左、右側單獨記分，雙側總得分范圍為0～16分。由2名主任醫師以雙盲法將所有重建圖像分為以下3個等級：①無明顯偽影的優質圖像；②少許偽影，但不影響診斷；③圖像質量不能滿足診斷要求。

1.5 統計學方法

采用SPSS 11.0軟件進行統計學處理，計量資料數據以均數±標準差（）表示，對各組的得分情況進行單因素方差分析和兩兩間的Dunnet-t檢驗。對不同組重建圖像的質量等級進行χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況

120例患者的診斷結果：副鼻竇未見異常52例；炎癥63例；疑診腫瘤5例。第6組患者中有4例患者的重建圖像質量達不到診斷要求而進行二次掃描，其中，3例為疑診腫瘤患者。

2.2 輻射劑量與DSCT圖像評分比較

第1～6組患者所受的輻射劑量依次為24.97、12.48、6.24、7.49、3.74、3.48 mGy。第 2～6 組的 CTDIvol值與第 1 組比較分別減少50%、75%、70%、85%、86%。第1～5組圖像質量評分差異無統計學意義（P＞0.05）；第6組圖像質量評分最低，與其他各組比較有統計學差異（P＜0.05），見表1。

表1 不同輻射劑量組的掃描參數及其圖像質量評分比較（）

表1 不同輻射劑量組的掃描參數及其圖像質量評分比較（）

注：與 1～5 組比較，*P＜0.05

組別 kV mAs CTDIvol（mGy） 評分（分）1 組（n＝20）2 組（n＝20）3 組（n＝20）4 組（n＝20）5 組（n＝20）6 組（n＝20）12012012010010080200100501005010024.9712.486.247.493.743.4811.40±1.0511.25±1.0710.95±0.8311.10±1.079.98±1.096.60±0.99*

2.3 不同輻射劑量組的DSCT圖像等級比較

由2名主任醫師以雙盲法將所有重建圖像分為3等，第1～5組重建圖像均能滿足診斷要求；第6組有16例的重建圖像能滿足診斷要求。隨著掃描劑量降低，CT圖像噪聲略有增加（圖 1）。

圖1 DSCT圖像

2.4 不同輻射劑量組DSCT圖像質量分類比較

第1～6組不同等級DSCT圖像比較差異有統計學意義（χ2＝28.211，P＝0.002）；但第 1～5 組不同等級 DSCT 圖像質量比較差異無統計學意義（χ2＝3.922，P＝0.417），見表 2。

3 討論

副鼻竇主要由骨、空氣及軟組織組成，具有較好的DSCT組織密度對比度。但由于副鼻竇臨近晶狀體，而晶狀體對射線較為敏感，因此CT檢查所造成輻射劑量增加的危害也越來越受到廣泛地關注[3]。竇口鼻道復合體（ostiomeatal complex，OMC）是以篩漏斗為中心并包括篩漏斗、篩泡、鉤突、半月裂孔、中鼻甲及其基板、中鼻道、前中組篩竇、額竇和上頜竇自然開口等一系列附近的區域[4]。準確顯示OMC的解剖結構對于臨床了解病變范圍和選擇手術方式有著重要的意義。本研究依據4個較為重要的副鼻竇解剖結構（鉤突、篩漏斗、額隱窩、篩骨小凹）的圖像清晰度所制定的半定量評分系統來評價圖像質量，尋求降低放射劑量的方法并保證圖像質量達到診斷要求的最優DSCT劑量及其臨床應用的可行性。

表2 不同輻射劑量組DSCT圖像質量分類比較[n（%）]

3.1 DSCT副鼻竇掃描的技術優勢及其輻射劑量表達

與其他多層CT比較，DSCT掃描速度快、X線利用率相對較高，有利于實現更低劑量的副鼻竇CT成像。DSCT掃描采用CTDIvol來反映整個掃描容積范圍內的平均輻射劑量，是DSCT專用的一個重要劑量指標。該指標可間接反映受檢者所接受的相對輻射劑量，筆者以這一指標為依據優化DSCT副鼻竇掃描方案。

3.2 DSCT副鼻竇掃描輻射劑量優化方案

本研究采用降低管電流和管電壓來減少DSCT副鼻竇掃描輻射劑量。在其他掃描參數不變的情況下，曝光量和管電流成正比。降低管電流即減少X線量，使影像的噪聲增加，信噪比降低，影響圖像的質量。但對于高對比部位，如鼻竇、顳骨、胸部等的DSCT圖像影響不大[5]。本研究顯示管電壓在120 kV時，X線量從200 mAs降到50 mAs后，DSCT圖像顆粒稍顯粗糙，但副鼻竇的細微解剖結構均清晰可見也證實了這一點。管電壓的大小主要反映X線束能量的高低，低能量的X線束穿透力較弱，相當一部分被濾過或被組織吸收，到達探測器的光子數減少，進而降低曝光劑量。管電壓與輻射劑量呈指數關系,降低管電壓可顯著降低輻射劑量，但隨著管電壓的降低，使得X射線強度也降低，直接導致圖像噪聲增加并影響軟組織對比度。本研究顯示，管電壓從120 kV降到100 kV時DSCT圖像質量并沒有明顯降低。盡管輻射劑量降低的同時DSCT圖像噪聲略有增加，但DSCT副鼻竇圖像仍能夠清楚地顯示出鼻竇黏膜增厚、竇腔內的軟組織影及氣液平面影，但管電壓降至80 kV時圖像噪聲增加顯著，OMC解剖結構的邊界模糊、部分病例竇口難于分辨、黏膜圖像顆粒明顯增粗，對疾病的準確診斷造成一定的影響。低劑量CT檢查副鼻竇常用于急性鼻竇炎，如果腫瘤破壞骨壁則不宜用低劑量掃描。本研究第6組患者中有4例患者的重建圖像質量達不到診斷要求而進行二次掃描，其中3例為疑診腫瘤患者也證實了這一點。因而在臨床應用中可以考慮有選擇性地降低管電流和（或）管電壓以減少輻射劑量。

3.3 DSCT副鼻竇掃描輻射劑量優化的意義

X線電離輻射致癌機制已經闡明，物質受X線輻射后，可引起DNA鏈斷裂和堿基損傷，X線也可直接電離DNA，大多數輻射所致損傷可快速修復，但有些錯位修復可以誘發癌變，尤其是兒童。CT電離輻射主要增加癌癥的發生概率[3]，可能引發嚴重的醫療和社會問題。因此，CT電離輻射劑量控制已經引起國內外的廣泛關注。放射實踐中嚴格遵循ALARA原則可有效降低X線電離輻射，從而有效保護敏感組織。據文獻報道，能夠誘發晶狀體混濁導致白內障的輻射劑量是0.5～2.0 Gy[5]。雖然普通劑量副鼻竇CT掃描對眼眶的輻射劑量遠低于這個水平，但其所至的累積效應不應忽視。Sohaib等[6]的研究表明，使用低劑量CT副鼻竇掃描技術可在不影響圖像質量的前提下，讓患者的眼眶所接受的輻射劑量平均降低至3 mGy。此外，低劑量掃描減少了CT球管和探測器的損耗，延長了CT球管和探測器的使用壽命，節約了CT運行成本。本研究表明DSCT副鼻竇掃描中，輻射劑量可以進行優化，對DSCT在副鼻竇病變的應用中具有重大的臨床實用意義。

3.4 局限性

本研究未進行眼眶輻射劑量的測定，也未對不同毫安秒對特定疾病診斷的精確性比較研究，尤其是低劑量CT在顯示副鼻竇骨壁破壞的能力是否與常規劑量DSCT相同尚有待進一步研究。

3.5 結論

在副鼻竇DSCT檢查中采用恰當的管電流及管電壓成像，可以保證圖像質量并顯著降低患者輻射劑量。本研究表明，（80 kV，100 mAs）～（120 kV，200 mAs）均是 DSCT 副鼻竇掃描條件優化的可調范圍。同時本研究提示，100 kV，50 mAs（輻射劑量僅為3.74 mGy）可能是DSCT副鼻竇掃描的最佳條件。

[1]Slovis TL.The ALARA concept in pediatric CT:myth or reality[J].Radiology,2002,223(1):5-6.

[2]Schell B,Bauer RW,Lehnert T,et al.Low-dose computed tomography of the paranasal sinus and facial skull using a high-pitch dual-source system--first clinical results[J].Eur Radiol,2011,21(1):107-112.

[3]Einstein AJ,Henzlova MJ,Rajagopalan S.Estimating risk of cancer associated with radiation exposure from 64-slice computed tomography coronary angiography[J].JAMA,2007,298(3):317-323.

[4]李源,許庚.內窺鏡鼻竇外科應用解剖[J].中華耳鼻咽喉科雜志,1994,29(4):311-315.

[5]Brem MH,Zamani AA,Riva R,et al.Multidetector CT of the paranasal sinus:potential for radiation dose reduction[J].Radiology,2007,243(3):847-852.

[6]Sohaib SA,Peppercorn PD,Horrocks JA,et al.The effect of decreasing mAs on image quality and patient dose in sinus CT[J].Br J Radiol,2001,74(878):157-161.