低管電壓聯合快速迭代重建技術在副鼻竇CT檢查中的應用

胡文業，郭文強

（山西大同大學醫學院,山西大同，037009）

隨著CT 檢查在臨床的廣泛應用，副鼻竇CT 檢查逐漸取代常規X 線平片，成為副鼻竇首選影像檢查方法。但副鼻竇CT 檢查時的放射輻射問題，成為醫師和患者關注的焦點。在保證圖像滿足診斷要求前提下，最大限度降低輻射劑量成為關鍵問題。輻射劑量的降低伴隨著圖像噪聲的增加，圖像質量下降。快速迭代重建（iDose）是近年開發的一種全新的CT圖像重建算法，能夠有效降低CT圖像的噪聲。國內外許多學者在胸部、腹部、CTA 等檢查進行相關研究，取得了理想效果[1-4]。也有一些學者研究副鼻竇低劑量CT，但在降低輻射劑量的方式及降低程度等方面存在差異[5-6]。本研究嘗試采用80 kV 低管電壓的掃描方式，聯合應用iDose 重建算法對副鼻竇進行CT 掃描，通過對圖像質量進行分析，評價方法的可行性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集大同市第三人民醫院2020 年5 月—2021 年12 月行副鼻竇CT 檢查的患者100 例，男49 例，女51例，年齡1～85歲，平均34.86±5.31歲。

1.2 設備與方法

采用Philips Brilliance 256 層iCT 掃描儀。掃描前讓患者去除頭部金屬外物，掃描采用Helical 模式。依據掃描參數分為A、B 兩組，低劑量（A）組采用80 kV、220 mAs 作為實驗組，常規劑量（B）組采用常規120 kV、220 mAs 作為對照組。掃描結束，采集圖像資料傳至EBW4.0 Workstation 工作站,對圖像進行測量與分析。

1.3 圖像分析與評價

1.3.1 主觀評價

在雙盲前提下，由兩位高級職稱影像醫師在工作站各自對圖像進行質量評估與分析，以軸位和冠狀位對圖像進行觀察。采用4分制評價對竇口鼻道復合體（osteoma eatal complex，OMC）的顯示情況：4 分，OMC結構顯示完整清晰、鼻竇骨壁顯示清晰，咽部軟組織層次顯示清晰；3 分，OMC 結構顯示完整、邊界尚清晰，鼻竇骨壁顯示完整，咽部軟組織層次欠清晰，可滿足診斷要求；2 分，OMC 結構顯示完整、邊界不清，鼻竇骨壁顯示完整，咽部軟組織層次模糊，不能滿足診斷要求；1 分，OMC 結構顯示及邊界不清，鼻竇骨壁不完整，咽部軟組織層次模糊，不能滿足診斷要求。

1.3.2 客觀評價

通過圖像噪聲值（SD 值）、信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）和對比噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）進行評價。選取同一層面（顯示翼內外肌層面），分別測量翼外肌、顳下窩脂肪、鼻咽部空氣CT 值。以翼外肌CT 值的標準差作為圖像噪聲值（SD 值）。信噪比（SNR）的定量計算：SNR=CT翼外肌/SD翼外肌。對比噪聲比（CNR）的定量計算：CNR=（CT翼外肌-CT顳下窩脂肪）/SD鼻咽部空氣，SD鼻咽部空氣為鼻咽部空氣CT值的標準差，代表背景噪聲值。

1.4 輻射劑量

記錄所有檢查的CT 劑量指數（CT dose index of volum,CTDIvol）、劑量長度乘積（dose length product，DLP），計算個體檢查時接受的有效劑量（effective dose，ED），ED=DLP×K，K為轉換系數，頭頸部K=0.021。

1.5 統計學分析

采用SPSS 19.0統計分析軟件，計量資料采用xˉ±s表示。對兩組間的圖像的主觀評價（圖像評分）和客觀評價參數（右側翼外肌CT 值，圖像SD 值、右側顳下窩脂肪CT 值、背景SD 值、SNR、CNR），輻射劑量進行統計學分析，采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05 為有統計學意義。

2 結果

A組與B組圖像質量主觀評分分別為3.58分、3.72分（t=-1.407,P＞0.05），A組評分略低于B組，均能滿足診斷要求，差異無統計學意義。

客觀評價結果見表1，兩組各統計值比較，A 組的CT顳下窩脂肪、SNR 及CNR 高于B 組，CT翼外肌、圖像SD 值低于B 組，差異均無統計學意義（P＞0.05），僅背景SD比較有統計學差異（P＜0.05）。

表1 兩組圖像質量客觀評價比較

圖1 中A、B 為80 kV、120 mAs 掃描條件下橫斷面圖像和冠狀位重組圖像；C、D 為120 kV、120 mAs掃描條件下橫斷面圖像和冠狀位重組圖像；兩組圖像均能清晰顯示副鼻竇結構，完全滿足臨床診斷要求。

圖1 低劑量與常規劑量掃描圖像對比

輻射劑量統計結果，A、B 兩組CTDIvol 分別為8.78 mGy、29.06 mGy，A 組較B 組降低了69.79%，ED 分別為3.80±0.16 mSv、12.13±0.97 mSv，A 組較B組降低了約69.68%。

3 討論

由于副鼻竇結構復雜，X線平片檢查組織重疊較多，許多結構和病變不易顯示，而且需要采用多種體位才能顯示全部副鼻竇，臨床現已很少應用。MRI的優勢是對軟組織結構和病變顯示良好，但對于骨骼、鈣化的顯示不及CT，而且在有可疑金屬異物時禁止MRI 檢查，且檢查時間較長。故對于副鼻竇病變臨床現在多數采用CT 檢查。現在臨床應用的CT 機幾乎都是螺旋CT，完全實現了各向同性成像，一次的軸位容積掃描獲得數據后，可重組任意平面的圖像，對副鼻竇進行多方位的觀察，能夠更好地顯示其解剖結構及病變。尤其是可以清晰顯示竇口鼻道復合體（OMC）的解剖結構及其變異，與功能性內窺鏡鼻外科手術（functional endoscopic sinus surgery,FESS）手術野相似，已成為術前手術方案的確定及術后復查的首選檢查方法[7-8]。但是在副鼻竇CT 掃描過程中不可避免地會掃及眼球，尤其是晶狀體對X 射線非常敏感，過量的X 線照射會導致不同程度的輻射損傷，甚至導致白內障，尤其是嬰幼兒更為敏感[9]。因此在保證圖像質量滿足臨床診斷要求的前提下，就需要盡可能降低副鼻竇CT 掃描時的輻射劑量。

減少受檢者輻射劑量的方法可以是降低管電流、降低管電壓、增加螺距等，現大多數采用的技術是自動管電流調控法，通過降低管電流的方法減少輻射劑量。采用降低管電壓的掃描技術報道較少。根據光電效應的公式，輻射劑量與管電流成正比，而與管電壓的平方成正比，理論上降低管電壓對輻射劑量的減少更明顯。副鼻竇的解剖學特點為含氣的骨性空腔，竇壁骨質薄，自然對比度好，這也是低劑量掃描的生理學條件。

隨著輻射劑量的降低，掃描圖像的噪聲相應就會增加。近年來迭代算法成為去除圖像噪聲的主要途徑，其中快速迭代技術（iDose）是基于噪聲及結構雙模型的雙數據空間迭代常見技術，能夠在同等輻射劑量條件下，大幅度降低噪聲，改善圖像質量[10-11]。但是隨著迭代重建等級的提高，圖像噪聲相應降低，圖像的銳利度會有所降低，甚至影響組織結構的顯示，尤其是對低對比的組織結構影響較大。本研究在其他參數不變的前提下，管電壓由120 kV 降低至80 kV，輻射劑量由29.06 mGy 降低至8.78 mGy，僅為原來的30.21%。但圖像的質量并沒有下降，兩組圖像主觀評分與客觀參數比較均無差異。這與國內外一些研究結果相近。

本研究的局限性：由于入組病例中兒童病例較少，未按照年齡對輻射劑量進行細化分組。

總之，采用80 kV 的低管電壓聯合快速迭代重建技術對副鼻竇進行CT 檢查，所獲得CT 圖像完全可以滿足臨床診斷要求，同時明顯降低受檢者的輻射劑量，避免了由于輻射效應可能產生的遠期不良效果，可作為副鼻竇的常規掃描在臨床應用。