64層雙源CT管電流自動調節技術配合降噪處理在胸部低劑量CT中的應用價值

陳淑君 徐裕金 王維軍 李賢興 江海濤

[摘要] 目的 探討64層雙源螺旋CT自動管電流調節技術配合降噪處理在胸部低劑量CT中的應用價值。 方法選取2014年3～7月參加我院胸部CT檢查的健康人群受檢者200名，抽取其中100名，接受低劑量螺旋CT檢查，作為A組；另100名接受常規CT平掃檢查，作為B組，由兩名胸部專業放射科醫師采用雙盲法對肺尖、中肺、下肺圖像進行圖像質量評分（IQS），測量圖像標準差（SD）值，記錄容積CT劑量指數（CTDIvol），并進行統計學分析。結果 肺尖、中肺、下肺的圖像標準差SD值，A組分別是（34.34±2.17）、（30.63±0.74）、（30.74±1.21）；B組分別是（36.82±2.51）、（34.15±1.98）、（31.69±1.93）。肺尖，中肺，下肺的圖像質量評分的IQS值，A組分別是（1.83±0.36）、（1.59±0.38）、（1.64±0.34）；B組分別是（2.31±0.47）、（1.68±0.42）、（1.73±0.48）。在肺尖，A組的SD值和IQS低于B組（P<0.05）。 結論 在低劑量肺部CT檢查中應用管電流自動控制技術并配合降噪處理，將使輻射劑量分布趨于合理化，更有利于觀察肺尖的結構，提高該部位疾病的檢出率。

[關鍵詞] 低劑量；體層攝影術；X線計算機；自動管電流調節；圖像質量

[中圖分類號] R816.4 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2015）10-0113-04

在2014年公布的中國惡性腫瘤2010年發病與死亡的年報中，肺癌的發病率和死亡率均位于第一[1]。胸部低劑量CT是肺癌篩查的有效手段， 隨著CT技術的日益更新， 根據輻射防護最優化原則也稱ALARA（as low as reasonably achievable，ALARA）原則，即在得到優質圖像的前提下，將一切輻射照射保持在可合理達到的盡可能低的水平，根據不同廠家設備的軟件和硬件條件，將掃描參數進行個性化設置，使受檢者接受的輻射劑量降低，同時使圖像質量不受到影響，是目前臨床研究的重要方向之一。

本研究利用西門子CareDose 4D管電流自動控制技術配合降噪處理的個性化掃描方案在胸部低劑量檢查中應用，與日常使用常規劑量且固定管電流的掃描方案進行對比研究，分析對圖像質量的影響。

目前，針對體檢人群的胸部低劑量 CT 掃描方案是研究的熱點之一，在目前眾多的掃描方案中，常用的掃描方案是固定管電流50 mA[2]。但此類掃描方案忽略了不同個體以及同一個體的組織密度結構差異，造成對某些部位，如肺尖照射量不足，而另一些部位，如中肺則可能存在照射量過多，降低了圖像質量和穩定性，使診斷準確率下降。自動管電流調節技術可根據由人體不同組織結構差異的分布不同造成對射線吸收的差別，計算出個體化的有效管電流量，并對管電流量進行自動調節，從而降低輻射劑量。本研究將對在低劑量肺部CT檢查中應用管電流自動控制技術并配合降噪處理的方法進行初步探討。以期優化胸部低劑量CT檢查的掃描方案，使輻射劑量分布趨于合理化，且不降低圖像質量。

1 資料與方法

1.1一般資料

選取2014年3～7月于我院接受低劑量螺旋CT檢查的受檢者100例，作為A組，均簽署胸部CT低劑量體檢知情同意書，排除掃描范圍內有心臟起搏器、胸骨內固定物等金屬固定物者。A組男49例，女51例，年齡41～68歲，中位年齡55.1歲。另選取2014年3～7月于我院接受常規劑量CT平掃檢查的健康人群受檢者100例，作為B組，排除掃描范圍內有心臟起搏器、胸骨內固定物等金屬固定物者。B組男52例，女48例，年齡39～86歲，中位年齡61.7歲。

1.2儀器與方法

采用SIEMENS SOMATOM DIFINITION 64層雙源螺旋CT掃描成像系統。掃描前對受檢者進行憋氣訓練，受檢者吸氣末一次屏氣完成掃描，掃描范圍從肺尖到肋膈角（包括全部肺）。A組低劑量掃描及重建方案：120 kV，30 mAs，增加CareDose技術，層厚5 mm，層間距5 mm，螺距1.0，重建薄層圖像，采用ASA卷積系數（kernel值）重建進行降噪處理，層厚和層間距均為1.0 mm，層間隔為0；B組常規劑量掃描及重建方案：120 kV，110 mAs，層厚5 mm，層間距5 mm，螺距1.0，重建薄層圖像，采用標準算法，層厚和層間距均為1.0 mm，層間隔為0。

1.3圖像分析

所有圖像均傳輸至SIEMENS專用診斷工作站，由胸部專業放射科醫師在專用監視器上觀察圖像，進行測量分析及后處理。采用標準肺窗[窗寬/窗位：（1600～2000） Hu/（-600～-700）Hu]、縱隔窗[軟組織窗，（350～380） Hu/（10～15）Hu]及骨窗（2000/400）Hu進行觀察。

1.3.1 圖像噪聲的主觀評價及方法 采用雙盲法評分： 由兩位高年資胸部專業放射科醫師在不顯示掃描參數的情況下，分別獨立從診斷工作站專業監視器上閱片并進行圖像質量評分（image quality scores，IQS），其中一位為副主任醫師以上職稱。評分標準見表1。

表1 IQS評分標準

1.3.2 圖像噪聲的客觀評價及方法 ①測量方法：不同層面圖像標準差（standard deviation，SD）值測定方法：在每位受檢者的重建縱隔窗圖像上，選取指定層面的均勻組織進行測量：在肺尖，選取胸鎖關節層面的均勻肌肉組織進行測量；在中肺，選取氣管隆突下水平層面的升主動脈進行測量；在下肺，選取膈上層面的降主動脈進行測量，感興趣區劃分面積為（200±10）mm2。②對比方法：對選定層面在左、右、后各取3個位點，分別測其SD值，取其均值作為該層面SD值。

1.4 劑量

開啟CT的“Dose Report（劑量報告）”功能，記錄掃描時的各劑量參數，包括容積CT劑量指數（CTDIvol），并儲存傳輸至PACS。

1.5統計學分析

應用統計軟件SPSS 17.0進行分析。運用Kappa檢驗的方法評價兩名醫師IQS的一致性，若兩名醫師一致性較高，則任取一名醫師的評分作為IQS。各取兩組研究對象的指定對應層面，比較低劑量與常規劑量的SD均值。采用獨立樣本t檢驗的方法比較兩組的SD值和IQS。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩組劑量對比分析

受檢者低劑量掃描和常規掃描CTDIvol 容積CT劑量指數分別為2.06 和8.50。低劑量肺部CT 掃描吸收劑量約為常規劑量的1/4，有顯著差異。

2.2 兩名胸部專業影像診斷醫師IQS評分結果的一致性分析

Kappa一致性檢驗的結果：在對肺尖、中肺、下肺IQS評分中，兩名醫師的一致性均較高（Kappa值均>0.75，P均>0.05），故采用其中任一名醫師的評分結果作為標準評價圖像質量。

2.3 兩組圖像質量對比分析

在肺尖層面，A組的IQS低于B組（P<0.05），說明A組的圖像質量優于B組；而在中肺和下肺層面，A、B兩組IQS比較差異無統計學意義（P均>0.05），說明兩組圖像質量無明顯差異，見表2。

表2 A、B兩組肺尖、中肺和下肺的IQS比較（x±s）

2.4兩組對應的層面圖像SD值比較結果

在肺尖和下肺層面，A組SD值低于B組（P<0.05），即A組圖像噪聲低于B組；在中肺層面，A、B兩組SD值比較差異無統計學意義（P>0.05），即兩組圖像噪聲無明顯差異，見封三圖5～7、表3。

表3 A、B兩組對應的不同層面圖像的SD值比較結果（x±s）

3 討論

肺癌在早期階段的臨床癥狀并不明顯，不具有典型特異性，而肺癌患者的預后效果又較差，在能夠確診時超過一半的患者已經為腫瘤晚期，延誤了最佳治療時期[3，4]，已成為當前中老年人主要的死亡原因之一。有研究表明，對肺癌的早期準確診斷有助于進行腫瘤完整切除手術，最大限度延長患者的存活時間[5]。因此，對肺癌患者進行早期準確診斷，能使患者及時得到治療，保障其生命安全。通過影像學檢查方法進行普查是發現早期或無癥狀的亞臨床期肺癌的最有效方法。目前，最常用的影像學檢查方法是普通胸部X線攝片和胸部多層螺旋CT[6，7]。其中多層螺旋CT分辨率極高，有很高的臨床診斷價值，但其缺點是輻射劑量太大，會對患者身體造成一定程度損傷。在胸部體檢中，低劑量 CT 因輻射劑量較低而得到較廣泛的應用，尤其是在肺癌篩查方面，其檢出率要大大高于 X 線胸片。相對于胸部X線片，螺旋CT對肺癌的早期診斷有明顯的優勢[8，9]。隨著公眾健康意識的提高，健康體檢年受檢量不斷上升[10]。多層螺旋CT的問世及低劑量CT掃描技術的成熟為肺癌的CT普查創造有利條件[11]。韓偉等[12]對1 000 名健康體檢者分別進行普通平片和低劑量胸部 CT 平掃，結果顯示胸片異常發現率20.18%，低劑量CT胸部平掃異常發現率 46.17%。王甦等[13]報道低劑量 CT 是檢測早期無癥狀肺癌的有效方法，可提高檢出率，實現疾病的早期診斷和治療。鄭文龍等[14]報道多層螺旋 CT 成人胸部低劑量掃描，既不影響胸部疾病的診斷，又能顯著降低掃描劑量，具有顯著的防護價值。據報道，低劑量胸部CT檢查可使肺癌的死亡率降低20%[15]。

本研究在對比了低劑量CT和常規劑量CT后，結果顯示：在肺尖，A組圖像質量優于B組；在中肺，兩組SD值及IQS均無統計學意義的差異；在下肺，A組SD值低于B組，而兩組IQS差異無統計學意義，但A組的管電流低于B組。由此可見，管電流自動調節技術提高了圖像質量和均一性，在觀察肺尖的結構方面更有優勢，提高了該部位疾病的檢出率，而在吸收劑量上A組優勢明顯，幾乎只相當于B組的1/4。

CT圖像的質量取決于高對比分辨率、低對比分辨率和噪聲。在一定的劑量下，不同厚度的物體對X線的衰減程度不同，厚度越大的物體，重建出來的圖像的噪聲較大。骨骼多的地方其噪聲要比軟組織多的地方噪聲大，為了使噪聲水平趨于一致，可在骨骼多的地方加大劑量，而在軟組織多的地方減少劑量。如人體縱軸方向的厚度和衰減程度差異較大，在縱軸方向就可以很好地實施劑量降低技術。本研究中采用CAREDOES 4D西門子優勢技術，根據定位片中恒定管電流下縱軸衰減程度差異，達到自動調整劑量減少患者的曝光劑量、但不降低圖像質量的結果。

除了應用管電流自動調節技術使劑量分布合理化，本研究中還對比了低劑量CT掃描和常規劑量掃描對圖像質量的影響，發現在以肺部為主要觀察部位的圖像中，低劑量CT 并未明顯降低圖像質量（見封三圖8）。管電流降低引起圖像質量的下降主要是降低了低對比分辨力， 而高對比分辨力幾乎不會因此下降。量子噪聲的升高與mA 值的平方根成反比。病變與周圍正常肺組織形成對比是顯示肺部病變的基礎，噪聲水平的升高將降低其顯示質量。充氣的肺組織平均CT 值在 -810～-860 Hu。在低劑量胸部CT掃描中，大血管和胸壁軟組織是引起影像圖像質量降低的主要因素，肺組織中病變受噪聲影響不大。

低劑量螺旋CT 體檢解決了群體輻射劑量過大的問題。適用于高危人群普查早期肺癌。而在低劑量肺部CT檢查中使用管電流自動控制技術并配合降噪處理，將使輻射劑量分布進一步趨于合理化，更有利于觀察肺尖的結構，提高該部位疾病的檢出率。隨著CT檢查的普及，在保證圖像質量可用于診斷疾病的前提下，盡可能降低群體輻射劑量是醫務工作者的重要責任和研究方向。

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（收稿日期：2014-12-01）