胸部CT檢查中iDose4迭代重建聯(lián)合管電流自動調節(jié)技術的應用

信 瑞,孫海峰,劉純巖,劉建華,劉 洋,曲丹華

(吉林大學第二醫(yī)院 1.放射科;2.呼吸與危重癥醫(yī)學科，吉林 長春130041)

計算機斷層掃描(CT)技術的發(fā)展使得CT機體積更大、分辨率更高、噪音更低，但這也增加了輻射暴露的風險[1]。在快速發(fā)展的多層螺旋CT領域，為了提高圖像質量、診斷準確性，輻射劑量的問題可能已經被忽視了[2]。近年來，國內外主要醫(yī)療公司引入的迭代技術受到了各臨床醫(yī)院的關注，飛利浦2011年引入的第四代迭代技術，即iDose4迭代技術就是其中之一[3]。本研究目的是使用飛利浦256層螺旋CT結合iDose4迭代重建與管電流自動調節(jié)技術來評估圖像質量和輻射劑量。

1 材料與方法

1.1 一般材料

回顧性分析2019年5月至2019年7月在我院行256層胸部CT掃描的患者60例。其中第一組30例使用iDose4迭代重建與管電流自動調節(jié)技術行進胸部CT非增強掃描。男性患者13例，女性患者17例，年齡范圍52-71歲，平均年齡64.56±9.78歲，平均身體質量指數(BMI)20.53 kg/m2。第二組30例使用常規(guī)固定管電壓和管電流方法。男性患者16例，女性患者14例，年齡范圍58-69歲，平均年齡61.23±6.35歲，平均BMI為 20.65 kg/m2。兩組患者的年齡，體重，身高以及BMI均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。納入標準包括咳嗽、呼吸困難、發(fā)熱、根據臨床醫(yī)生的建議或影像學檢查發(fā)現(xiàn)異常的患者,這些患者進行非增強的胸部CT檢查。排除不能配合檢查和年齡小于18歲同時要求身體質量指數在18.5 kg·m2

1.2 儀器設備與掃描方法

使用飛利浦256層Brilliance iCT256。掃描部位設置為胸部CT檢查，掃描范圍為標準的從肺尖到肋膈角。所有患者均取仰臥位、頭先進頭尾方向掃描，雙臂上舉舉過頭頂。語音自動指令指示所有患者在成像過程中深呼吸并屏住呼吸。所有患者都在腹股溝處使用了鉛屏蔽。第一組掃描條件如下：管電壓120 Kv，管球旋轉速度0.5秒，螺距為1，管電流自動調節(jié)開啟，層厚與層間距為5 mm，使用iDose4迭代重建技術。第二組掃描條件如下：管電壓120 Kv，管球旋轉速度0.5秒，螺距為1，管電流250 mAs,層厚與層間距為5 mm。

1.3 圖像質量評價

降主動脈的選擇我們手工繪制了一個大約120 mm2的感興趣圓形區(qū)域(ROI)，ROI的選擇標準應該盡量避開軟斑塊、鈣化及條狀偽影，從而獲得降主動脈CT衰減值的平均值(Hu)，并以其標準差為背景噪聲。肌肉組織的選擇在椎體旁肌肉繪制一個大約25 mm2圓形感興趣區(qū)避開肌間隙并記錄其CT衰減值。每個CT衰減值都可以通過改變感興趣位置的方式測量4次并取其平均值。肺窗寬度(WW)=1150 HU，窗位(WL)=-550HU，縱隔窗寬度(WW)= 400HU,窗位(WL)=35HU，顯示圖像。圖像評估由兩名在放射線科工作10年以上工作人員獨立閱片。觀察者可以根據實際情況修改設置，以獲得更清晰的圖像。對所有圖像進行評估，以明確肺窗中的支氣管和血管，以及縱隔窗中的縱隔、肺血管、胸壁和主動脈。采用3分制[5]對主觀圖像質量進行定量評價。3分：優(yōu)秀，無模糊或人為干擾診斷;2分：中度、中度模糊或噪聲，圖像評價受到輕微限制;1分：不能接受，支氣管及血管邊緣模糊，噪音過大或無法診斷。

1.4 有效劑量評價

每次掃描結束后，記錄CT機自動生成劑量長度乘積(DLP)和容積CT劑量指數(CTDIvol)。同時公式根據DLP×W等于患者的有效劑量(ED)，單位為mSv，W為組織權重因子。胸部的組織權重因子為 0.014 mSv/mGy[6,7]，計算患者的有效劑量。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用SPSS軟件(version 24,SPSS)進行統(tǒng)計分析。年齡、體重、CT衰減值、DLP 、CTDIvol、ED等連續(xù)變量以均值±標準差表示，主觀圖像質量評分使用數據的頻率表示。采用獨立樣本t檢驗對連續(xù)變量進行評價。對所有分析P<0.05顯示統(tǒng)計學意義。沒有估計觀察者內的變異性，因為每個放射科醫(yī)生只評估一次圖像。成像質量分數使用獨立性檢驗。κ值小于0.20被認為是表示輕微的一致;κ值為0.21 -0.40,表示中低等一致;κ值為0.41-0.60,表示中等一致;κ值為0.61-0.80,表示中高等一致;當κ值高于0.81時，表示兩者幾乎一致。

2 結果

2.1 患者劑量的比較

兩組患者在掃描長度無統(tǒng)計學差異，第一組(325.27±31.24)cm對比第二組(327.12±38.28)cm(P=0.073)。第一組CTDIvol(9.81±1.1)mGy 對比第二組CTDIvol(16.9 mGy) (P<0.001)具有明顯的統(tǒng)計學差異。第一組的DLP(389.76±45.78)mGy×cm和ED(5.46±0.97)mSv也比第二組的DLP(676.56±42.36)mGy×cm和ED(9.47±0.64)mSv(P<0.01)顯著降低,差異均有統(tǒng)計學意義,見表1。

表1 掃描劑量

2.2 兩組患者圖像的客觀比較

降主動脈的平均CT值 第一組(42.23±6.06)Hu，第二組(39.08±6.37)Hu(P=0.071),兩組無統(tǒng)計學意義。第一組肌肉組織(52.38±8.15)Hu，第二組(48.82±8.89)Hu(P=0.115),噪音第一組(7.58±1.44)Hu，第二組(7.77±1.35)Hu(P=0.386)均無統(tǒng)計學差異，見表2。

表2 圖像CT值

所有掃描的圖像都被兩位放射科醫(yī)生評為優(yōu)秀或中等(圖1)。第一組與第二組獲得的掃描圖像平均質量分數沒有顯著差異。兩位獨立閱片者對兩組患者的圖像主觀評估幾乎一致，第一組(κ=0.793)，第二組(κ=0.918)。

圖1 第一組非增強軸位胸部圖像縱隔窗(A)和肺窗(B)，第二組非增強軸位胸部圖像縱隔窗(C)和肺窗(D)。顯示第一組和第二組在縱隔窗(A和C)和肺窗(B和D)圖像質量基本相當。

3 討論

計算機斷層掃描是醫(yī)學檢查上電離輻射的主要來源[7,8]。由于其較高的時間分辨率和密度分辨率，已被廣泛接受用于體檢，特別是胸部CT[9]。為了減少CT成像過程中的輻射暴露，醫(yī)學工作者采用了多種方法，包括降低管電壓，增加螺距，使用管電流自動調節(jié)系統(tǒng)(ATCM)，使用迭代重建算法。其中ATCM系統(tǒng)現(xiàn)在普遍用于減少輻射暴露[10-14]。在保持圖像的真實性的前提下,iDose4迭代重建技術可以提高密度分辨率和空間分辨率,同時,結合其獨特的過濾函數來減少噪聲,從而達到低劑量的高質量圖像[15-17]。

低輻射檢查一直是CT研究的重點。雖然降低管電壓是最簡單和最直接的方法，但是較低的管電壓會導致圖像質量的降低，因為較低的管電壓會產生更多軟的X光，這可能導致患者受照劑量的增加。同時低管電壓只適用于身體質量指數較低的患者[18]。目前，大多數文獻報道通過降低管電流來實現(xiàn)患者輻射劑量的降低。盡管管電流可以減少輻射劑量，但也減少了到達探測器的光子數量，從而減少了探測器接收的光子數量，并因此降低了圖像質量。值得一提的是雖然CT是一種相對高輻射劑量的模式，但在某些情況下，CT已經取代了高輻射暴露的模式，如肺部血管造影或支氣管造影。

在本研究中，我們使用256層螺旋CT進行胸部成像。同時應用iDose4迭代重建結合管電流自動調節(jié)技術對患者的輻射劑量和圖像質量進行分析。結果表明，在使用與未使用iDoes4結合管電流自動調節(jié)技術的情況下圖像質量的主觀和客觀評價沒有顯著差異。與此同時，使用iDose4結合管電流自動調節(jié)技術對成人胸部CT成像具有明顯降低劑量的作用。

簡而言之，iDose4與自動管電流調節(jié)技術相結合，可以有效降低輻射劑量，滿足圖像質量要求。突破CT低輻射成像的瓶頸，使CT技術得到更好的應用。