器官劑量調制技術在兒童鼻旁竇CT掃描中的應用

莊勛慧，李偉凱，鹿 松，宋修峰

(青島市婦女兒童醫院影像科，山東 青島 266000)

圖1 鼻旁竇掃描區域(藍線框)及ODM技術定位區域(紫色框)示意圖 圖2 勾畫玻璃體、顳下窩脂肪區域及鼻腔內ROI示意圖

鼻旁竇結構復雜，變異較多。對于鼻旁竇病變，CT是常規而可靠的影像學檢查方法[1]，但掃描范圍中存在對放射線高度敏感的眼晶狀體，過量輻射可誘發晶狀體混濁，導致放射性白內障[2-3]，亦可增加發生眼眶腫瘤的概率[4-5]。兒童對射線的敏感度是成人的10倍[6]，年齡越小越敏感。器官劑量調制(organ dose modulation, ODM)是一種新的CT掃描模式，通過調節淺表敏感器官區域的管電流而減少敏感器官輻射劑量。本研究旨在探討ODM技術在兒童鼻旁竇CT掃描中對眼眶區域輻射劑量及圖像質量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年1月—3月65例于青島市婦女兒童醫院接受鼻旁竇CT的疑診鼻旁竇病變患兒，按就診時間先后順序分為2組：對照組27例，男16例，女11例，年齡2～13歲，平均(5.9±2.6)歲，觀察組38例，男25例，女13例，年齡2～13歲，平均(6.3±2.4)歲。本研究經青島市婦女兒童醫院倫理委員會批準(批件號：QFELL-KY-2020-20)，父母或監護人均在知曉本研究方法和目的后簽署知情同意書，并陪同患兒接受檢查。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution 256排螺旋CT機。囑患兒仰臥，掃描過程保持頭顱和口咽固定，對無法配合檢查者給予鎮靜，掃描范圍自額竇頂至上頜竇底。對照組采用常規CT掃描方法，螺旋掃描模式，管電壓100 kV，自動管電流120～250 mA，噪聲指數為6.0，螺距0.984∶1，層厚2.5 mm，旋轉時間 1.0 s，視野15 cm×15 cm，窗寬2 000 HU，窗位500 HU；觀察組采用自動管電流(120～250 mA)+ODM技術，其余掃描參數與對照組一致，掃描定位相后開啟ODM技術，將ODM區域框置于眼眶處，范圍自眼眶上緣至下緣(圖1)。掃描結束后采用自適應迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction-V, ASiR-V)方法重建2組圖像，ASiR-V權重值設為30%。

1.3 圖像質量客觀評價 由1名具有5年以上頭頸部影像學診斷經驗的主治醫師選取顯示晶狀體良好的圖像層面，分別于兩側玻璃體、顳下窩脂肪區域及鼻腔處勾畫面積為5 mm2的ROI，測量其CT值及標準差(SD)，每個ROI測量3次，取其平均值為最后結果(圖2)。計算圖像對比噪聲比(contrast to noise ratio, CNR)，CNR=(CT值玻璃體-CT值脂肪)/SD氣體。

1.4 輻射量計算 記錄掃描時CT機自動生成的眼眶區管電流(前、左、后、右4個方向)及檢查后患兒容積CT劑量指數(volume CT dose index, CTDIvol)和劑量長度乘積(dose-length product, DLP)，根據公式計算有效劑量(effective dose, ED)。DLP(mGy·cm)=CTDIvol(mGy)×Length(cm)，ED(mSv)=DLP(mGy·cm)×k[mSv/(mGy·cm)]，k為換算因子[7],管電壓100 kv條件下，1歲、2～5歲、6～10歲及10歲兒童頭頸部k值分別為0.005 3、0．003 5、0．002 7及0．001 9 mSv/(mGy·cm)。

1.5 統計學分析 采用SPSS 17.0統計分析軟件。以±s表示計量資料。采用t檢驗比較2組年齡、管電流、CTDIvol、輻射劑量及CNR差異。P>0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2組患兒年齡差異無統計學意義(t=1.56,P>0.05)。對照組27例均為鼻旁竇炎，其中9例合并鼻竇囊腫，1例合并鼻息肉；觀察組38例中，36例為鼻旁竇炎，其中12例合并鼻竇囊腫，3例合并鼻息肉；2例CT正常。

2組間眼眶前方向的管電流差異有統計學意義(t=2.47，P=0.02)，眼眶后、左、右方向管電流差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1。2組間CTDIvol、ED及CNR差異無統計學意義(P均>0.05)，見表2及圖3、4。

表1 2組眼眶區域不同方向管電流比較(mA，±s)

表1 2組眼眶區域不同方向管電流比較(mA，±s)

組別眼眶管電流(mA)前方向左方向后方向右方向對照組(n=27)141.00±26.46160.56±38.06141.00±26.46160.56±38.06觀察組(n=38)127.39±17.99168.87±35.84143.05±13.88168.87±35.84t值2.47-0.90-0.38-0.90P值0.020.370.700.37

表2 2組輻射劑量和圖像質量比較(±s)

表2 2組輻射劑量和圖像質量比較(±s)

組別CTDIvol(mGy)ED(mSv)CNR(HU)對照組(n=27)15.71±0.110.57±0.1316.22±4.86觀察組(n=38)14.58±1.890.53±0.0917.75±2.37t值1.611.21-1.44P值0.110.210.17

圖3 對照組患兒男，6歲，鼻旁竇炎伴右上頜竇囊腫 A、B.鼻旁竇軸位CT圖像，CNR為13.92

圖4 觀察組患兒女，7歲，鼻旁竇炎伴右中鼻道鼻息肉 A、B.鼻旁竇軸位CT圖像，CNR為15.02

3 討論

鼻旁竇炎癥為兒科常見疾病之一，近年來發病率逐漸增加，且趨向低齡化。兒童鼻旁竇病變的檢查方法很多，各自存在不同程度的不足。MRI能較好顯示鼻旁竇軟組織病變，但難以評估竇壁及周圍骨性結構情況及發現細小鈣化，臨床應用受限。鼻旁竇CT已取代了既往的瓦氏位X線攝片，成為相關疾病的首選檢查方法而廣泛用于臨床[8-9]，但晶狀體位于掃描范圍內，受到過度照射可致其透明度下降，使得晶狀體輻射防護成為臨床關注的問題。

既往有3種方法用于降低晶狀體輻射劑量。①采用特殊防護屏蔽材料直接遮蓋眼部區域，可使圖像存在嚴重金屬硬化偽影[10]；②改變傳統掃描基線，使掃描野盡可能避開晶狀體，但針對鼻旁竇的掃描范圍自額竇至上頜竇，在此范圍內無法回避晶狀體；③通過自動管電流調制(automatic tube current modulation, ATCM)技術降低整個掃描區域的輻射劑量[11]。

ODM是一項新的CT掃描模式，是在ATCM技術基礎上發展而來的輔助掃描技術，通過調節患者淺表敏感器官區域的管電流而減少敏感器官輻射劑量，同時不影響靶器官圖像質量。ODM建立在智能毫安的基礎之上，強調保護患者前部的放射敏感器官所在位置，如眼睛和乳腺，通過精細微調技術校準參數，以維持總體圖像噪聲(標準偏差)[12]。CT系統于患者前、左、后、右方向計算管電流量，可直觀顯示ODM技術對保護區域管電流的影響。

本研究對照組不采用ODM技術，患兒前、后方向管電流相等；觀察組采用ODM技術后，患兒前方向管電流低于后方向，前方向管電流較對照組降低，眼眶后、左、右方向管電流與對照組差異均無統計學意義，表明ODM技術可有效減少前方向管電流，而對其他方向管電流的影響不大，提示其可有效減少患者晶狀體區域前方向的管電流。胡敏霞等[13]通過體模實驗發現CT輻射劑量與管電流呈正相關，提示采用ODM技術能有效減低晶狀體區域輻射劑量。本研究中觀察組有效劑量與對照組差異無統計學意義，即ODM技術并不能有效降低患兒輻射劑量，與既往研究[14-15]結果不一致，考慮主要原因在于本研究于自動管電流低劑量模式基礎上再次降低敏感器官區的輻射劑量，且ODM技術僅于兒童眼眶區域開啟，范圍小于成人，輻射劑量減低幅度相應減小，故不足以影響整體有效輻射劑量。本研究2組圖像質量差異無統計學意義。

綜上所述，兒童鼻旁竇CT掃描中應用ODM技術，可在不影響圖像質量的前提下，有效降低眼眶區域前方向局部管電流量，降低眼眶區域輻射劑量，保護敏感器官晶狀體。

本研究的主要局限性：①樣本量偏少；②患兒年齡范圍較大，但未以年齡進行分組，有待進一步研究。