640層CT頭顱平掃不同掃描模式的對比研究

潘晨暄王世威喻迎星周科峰

640層CT頭顱平掃不同掃描模式的對比研究

潘晨暄王世威喻迎星周科峰

計算機體層攝影容積掃描；劑量；圖像質量

隨著640層螺旋CT的面世，對各種腦部疾病的診斷更具優越性[1]。由于晶狀體對射線非常敏感[2]，合理選擇掃描計劃，使患者受到的劑量減少并保證診斷圖像質量具有臨床意義。本研究通過對640層螺旋CT容積掃描與螺旋掃描模式的對比，探討容積掃描模式在成人頭顱檢查中的優劣，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選擇我院自2016年1月—2016年4月因頭暈待查行頭顱CT掃描的成人患者200例，男108例，女92例。年齡28～65歲，平均45.3歲?；颊吲R床表現為不同程度頭暈，均無意識障礙、瞳孔散開、對光反射消失、嚴重呼吸功能不全等癥狀，無外傷、梗死、腦出血、甲亢病史。依據劑量參數設定和掃描模式，利用中心隨機系統（central randomization）動態隨機化原則分為容積模式組50例、優化劑量容積模式組50例、螺旋模式組50例、優化劑量螺旋模式組50例。各組患者年齡、性別差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。本研究經我院倫理委員會批準通過并在其監督下進行，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 排除標準排除躁動無法配合檢查的患者，排除有其他血液病、免疫性疾病、精神疾病、腫瘤疾病者，有嚴重心肝腎功能障礙者，明顯運動性、感覺性功能障礙、偏癱等癥狀者。

表1 四組患者一般資料比較

表1 四組患者一般資料比較

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1.3 儀器與方法使用Aquilion ONE 640層螺旋CT?；颊呔雠P，下頜內收，兩外耳孔與臺面等距。頭顱和身體正中矢狀面于臺面中線重合。兩組患者均采用聽眥線作為橫斷面掃描基線[3]，由基線開始連續由下向上逐層掃描，直至腦實質掃描完為止。

常規劑量組：容積掃描采用120kV，自動毫安調節技術，探測器寬度采用0.5mm×80，重建層厚1mm，層間隔1mm，X線管旋轉速度為0.75s/rot，矩陣為512×512；螺旋掃描采用120kV，使用自動毫安調節技術，探測器寬度為0.5mm×32，重建層厚1mm，層間隔1mm，X線管旋轉速度為0.75s/rot，矩陣為512×512（容積掃描和螺旋掃描的定位片條件均設定為80kV，50mA。臨床實踐發現準直器設置太寬會導致散射線過多并降低圖像質量，準直器設置太小會導致掃描速度減慢[4-5]，本研究選擇80排探測器使得圖像質量好的同時能夠與重建函數相匹配）。優化劑量組：采用120kV，150mA，探測器、重建數據、球管旋轉速度、矩陣等數據同常規劑量組。

1.4 圖像質量分析（1）主觀分析：由兩位具有豐富讀片經驗的醫學影像科診斷醫生采用BARCA顯示器，應用固定的腦實質窗（窗寬90，窗位40）分別盲選兩組圖像進行評分，觀察顱骨邊緣清晰度、灰白質對比度、腦室邊緣顯示的清晰程度、腦溝的顯示度。評分標準[6-7]：噪聲大、圖像不符合診斷要求為1分；噪聲略大、圖像不符合診斷要求為2分；噪聲勉強能接受，圖像符合診斷要求為3分；噪聲較小，圖像符合診斷要求為4分；噪聲少，圖像完全符合診斷要求為5分。（2）客觀分析：根據人眼的主觀視覺系統建立數學模型，并通過具體的公式計算圖像的質量。在每一例腦實質窗圖像經胼胝體干的橫斷層設置2.0mm×2.0mm左右的感興趣區使用CT值及標準差測定工具，同時測量同層面同面積的扣帶回及腦脊液的CT值及標準差，利用公式計算得到信噪比（signal noise radio，SNR）及對比噪聲比（contrastto-noise ratio，CNR）。統計劑量長度乘積（dose-lengthproduct，DLP）和劑量指數（computed tomography dose index，CTDI）。采用頭顱換算ED=DLP×k（k=0.002mSv（mGy﹒cm）計算患者有效輻射劑量（effective dose，ED）。

1.5 統計學方法應用SPSS11.5統計學軟件，統計CTD、DLP、ED、標準偏差（standard deviation，SD）、腦脊液及腦灰質的CT值。采用Kappa一致性檢驗評價評分結果，用Spearman線性相關分析觀察掃描劑量與圖像主觀評分間的關系。用χ2檢驗比較各組不同圖像質量的構成比，并以SNK法進行組間比較。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

200例患者均順利完成檢查，診斷評分如下：診斷醫生甲對常規劑量容積掃描、常規劑量螺旋掃描、優化劑量容積掃描、優化劑量螺旋掃描主觀評分平均分分別為：4.17、4.05、3.25、3.08分；診斷醫生乙分別對應為4.25、4.16、3.37、2.98分。兩位醫生打分說明在常規劑量及優化劑量下容積掃描主觀圖像質量均優于螺旋掃描。

常規劑量容積模式組平均劑量指數、劑量長度乘積分別為（45.3±12.0）mGy.cm，（688.2±60.2）mGy. cm；螺旋模式組分別為（63.5±10.1）mGy.cm，（961.8± 67.5）mGy.cm，平均輻射劑量降低28.45%。優化劑量容積模式組分別為（22.3±8.5）mGy.cm，（304.1±35.4） mGy.cm，優化劑量螺旋模式組分別為（39.3±9.3）mGy. cm，（535.8±47.8）mGy.cm，平均輻射劑量降低43.2%。說明容積掃描在常規及優化劑量下都能大幅降低患者所受輻射，具有臨床意義。

容積模式組腦灰質信噪比為（10.5±3.3），螺旋模式為（9.5±2.8），平均高出10.5%（P＜0.05）左右。優化劑量容積模式組分別為（9.7±2.45），優化劑量螺旋模式為（5.7±1.9），平均高出44.7%。容積模式較螺旋模式能提高圖像信噪比，為診斷頭顱細節病變帶來便利，為臨床診斷提供更加準確的影像分析。

3 討論

3.1640 層CT頭顱容積掃描的意義與局限性640層螺旋CT是當今已應用于臨床的最先進的影像檢查設備之一，具有0.5mm×320排探測器排列，采用容積掃描模式，只需要0.35s旋轉1周就可以覆蓋160 mm范圍，球管旋轉一周能覆蓋人體大部分器官并獲得0.5mm層厚的各向信息，相比常規掃描，減少了掃描床的移動，為頭顱成像帶來新的方向。在容積掃描模式下，總掃描時間相對減少了3s左右，這對于容易產生運動偽影，特別是針對腦外傷病人的頭顱掃描成功率有了很大的提升，同時也降低了患者受到的輻射。而且因為劑量較螺旋掃描少，對球管的損耗也較小[8]，提高了經濟效益。因為螺旋CT掃描成像兩點之間的數據差值，必須在所有的投射角度之間進行，所以螺旋掃描的起始和結束相比容積掃描需要額外增加半個旋轉周期，錐形射線束越大，圖像重建所需數據采集的半徑越大，因此相比較而言，容積掃描能進一步降低劑量。

但是美中不足的是容積掃描模式因射線呈扇形束，在縱軸方向的邊緣不形成一個直角，而是平滑的類似于鈴形狀，其劑量的分布比標稱層厚寬，引起了掃描劑量分布的變化并產生額外的散射線，而且因為圖像首末段量子噪聲大，易產生屋型偽影。

3.2 頭顱優化劑量容積掃描的優劣為了降低劑量，本研究在優化劑量組中降低了管電流，從而使到達探測器的X光子數減少，單位體素內光子密度下降，從而影響低對比分辨力，導致圖像均勻度下降，噪聲增加。為了降低噪聲，本研究容積掃描組采用AIDR-3D自適應容積迭代降噪重建技術，可以將原始數據中的噪聲在每次迭代算法中進行抑制和消除，對原始圖像進行主重建并對原始數據進行精準的圖像校正，從而可以在數據不完全和低信噪比條件下降低CT輻射劑量，減少圖像的噪聲，增加低對比分辨率。參與本文研究的兩位診斷醫生對灰白質界線、基底節、腦室系統等部位清晰度、噪聲的影像等綜合評分后認定兩種掃描方式常規劑量下在圖像成像及病灶的顯示能力上無明顯的差異性；優化劑量下容積掃描模式圖像質量優于螺旋掃描。

優化劑量掃描相對常規劑量，減少了患者的射線量，降低了患者因生物效應造成的自身傷害，但降低了圖像的密度分辨率的同時增加了圖像的噪聲，對診斷而言不利，對于病變復查、病變密度較高或較低的特殊患者可采用優化劑量方案，但是對以發現和篩查病變為檢查目的的患者建議用常規劑量方案。

總體而言，640層螺旋CT選擇頭顱容積掃描，相比螺旋掃描，在常規及優化劑量下，能夠滿足防護最優化原則，獲得更好的成像質量，降低患者的受輻射劑量，減少掃描時間，提高掃描成功率，有較好的可行性。

［1］戴貴東，肖正遠，蘭永樹，等.掃描方式對64層螺旋CT頭顱CTA圖像質量和輻射劑量影響的研究［J］.放射學實踐，2012，27（11）：1271-1273.

［2］曾憲春，康紹磊，謝曉潔，等.離體頭顱標本眼眶MSCT低劑量技術的應用研究［J］.實用放射學雜志，2014，30（1）：1002-1004.

［3］朱源義，張毅，馬萬輝，等.探討成人顱腦CT檢查的低劑量掃描條件［J］.中國醫學影像技術，2012，28（9）：1748-1751.

［4］安瑞金，黃崗.CT圖像質量和輻射劑量的影響因素研究［J］.生物醫學工程與臨床，2009，13（2）：92-95.

［5］彭文獻，彭天舟，葉小琴，等.CT掃描參數對人體組織CT值影響的研究［J］.中華放射醫學與防護雜志，2010，30（1）：79-81.

［6］潘昌杰，王濤，錢農，等，等滲低濃度對比劑冠狀動脈CT低劑量成像的初步研究［J］.中華放射學雜志，2014，10（48）：800-804.

［7］劉玥，彭蕓，李劍穎.等.應用模擬低劑量法行新生兒頭顱CT掃描［J］.中華放射學雜志，2009，43（7）：684-687.

［8］孫澤棟，陳仕新，付偉，等.小兒頭顱外傷CT低劑量掃描的臨床應用［J］.實用放射學雜志，2013，29（11）：1669-1671.

（收稿：2016-06-16修回：2016-08-13）

浙江省中醫院醫學放射科（杭州311002）

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