CareDose 4D技术在头颅CT检查中的价值

钟智勇 汤伟军 李 克

CT问世于20世纪70年代，随着CT设备的普及与技术进步，CT的临床应用日趋广泛，同时CT剂量的问题也日益受到重视。头部检查是CT检查频率最高的项目之一。本研究将探讨CareDose 4D技术在成人头颅扫描中降低辐射剂量的价值以及其对图像质量的影响。

方 法

1. 一般资料

选择在我们医院因各种原因进行头颅CT检查的患者100例，随机分为A、B两组，每组各50例。A、B组中男、女性别患者的数量之比均为3:2。

2. 扫描技术

使用西门子6层SOMATOM Emotion螺旋CT机，患者采取仰卧位头先进，扫描基线采用眶耳线，序列扫描方向由颅底至颅顶。扫描参数：A组，管电压130kV，管电流280mAs，层厚和层间距9mm，采集模式6×3.0mm；B组，管电压130kV，使用自动剂量CareDose 4D控制技术，质量参考毫安为240mAs，扫描结束后记录其有效毫安，其他扫描参数同A组。

3. 剂量评估

辐射剂量包括剂量长度乘积（dose length product，DLP）和CT容积剂量指数（CT dose index volume, CTDIvol），这些数值均记录自控制台Syngo Navigator计算机的实时自测值。

4. 图像噪声评价

A、B两组头颅CT扫描后的图像选择颅顶、蝶上池及颅底层面感兴趣区（region of interest, ROI）进行CT值的测量并计算图像的信噪比，在颅顶层面取半卵圆中心，鞍上池层面取颞叶，颅底层面取小脑半球进行CT值测量，ROI的选择尽量避开病变区域，ROI的面积约为4cm2，背景噪声ROI的测量放置于图像背景无图像区域，记录标准差（SD）。然后计算图像信噪比（SNR）=平均CT值/SD。

5.图像分级

根据图像空间分辨率、噪声水平及伪影程度将图像分为好、一般、差三级。好：图像无伪影，灰白质分界清晰，粒子噪声小；一般：图像分辨率可以，可见少许伪影，有轻微的噪声，但不影响诊断；差：图像分辨率差，粒子噪声大，有明显伪影，影响诊断。所有的图像分颅顶、蝶鞍及颅底层面由2位高年资主治医师进行盲法阅片、分级评判， 有争议的评估经2位医师讨论判定。

6. 统计学处理

A、B两组患者接受的剂量（DLP和CTDIvol）的差异，A、B两组图像信噪比的差异采用t检验进行分析，A、B两组图像质量的差异采用卡方检验进行分析。所有的统计学分析均在SPSS18软件上完成。

结 果

1. X线辐射剂量比较

A、B两组头颅CT扫描的有效毫安及患者接受的剂量的比较见表1。A组头颅CT扫描的平均CTDIvol为61.94mGy，平均DLP为669 mGy·cm；B组的平均CTDIvol为43.32mGy，平均DLP为467.88mGy·cm。采用CareDose4D技术后，B组的辐射剂量较A组下降约30%。经t检验显示两组患者间接受的辐射剂量差异有显著统计学意义，P<0.001。

2.图像信噪比的比较

A、B两组图像信噪比的计算结果见表2。A组图像的信噪比在颅顶、鞍上池和颅底层面分别为24.08、23.53和22.18，均高于B组相应层面，23.13、21.83和20.22。经t检验显示在鞍上池和颅底层面，两组间信噪比的差异有统计学意义(t=3.02，t=3.27，P<0.05)，但在颅顶层面，差异没有统计学意义（t=1.82，P>0.05）。

图1 A. 颅底层面，常规头颅CT扫描，清晰显示右侧小脑半球血肿，图像信噪比23.1。 B. 颅底层面，采用CareDose 4D技术，有效毫安139mAs，较清晰显示左侧小脑半球出血灶，图像信噪比21.2。C. 鞍上池层面，常规头颅CT扫描，清晰显示左侧颞叶小血肿，图像信噪比24.3。D. 鞍上池层面，采用CareDose 4D技术，有效毫安134mAs，清晰显示左侧额颞脑挫裂伤，蛛网膜下腔出血，图像信噪比21.9。E. 颅顶层面，常规头颅CT扫描，清晰显示双侧脑室旁梗塞灶，图像信噪比25.8。F. 颅顶层面，采用CareDose 4D技术，有效毫安112mAs，清晰显示左侧脑室旁梗死灶，图像信噪比24.9。

3. 图像质量的比较

由2位高年资主治医师对A、B两组的图像进行盲法阅片，根据图像空间分辨率、噪声水平及伪影程度评判图像质量，详细结果见表3、图1。以结果为好和一般作为图像优良计算，A组的平均优良率97.3%，B组为94.6%，差异无明显统计学意义。在不同层面，图像的优良率有所不同，在颅顶层面，A组的优良率为100%，B组为100%；在鞍上池层面，A组的优良率为98%，B组为94%；在颅底层面，A组的优良率为94%，B组为90%。A组均好于B组，但两组图像质量之间的差异没有明显的统计学意义（χ2= 0.21，χ2=1.52，χ2=2.62，P>0.05）。

表1 A、B两组患者接受辐射剂量的比较

表2 A、B两组头颅CT图像在不同层面上信噪比的比较

表3 A、B两组图像质量的分级比较

讨 论

CT技术的成熟和普及使得医院在诊断中越来越多地使用CT进行检查。因此，CT是目前医疗辐射的主要来源。过高的辐射对患者的伤害较大，有诱发肿瘤的危险[1-2]。头颅是应用最早的CT检查部位，也是至今CT检查频率最高的部位之一。在很多脑外伤患者或者脑部术后的患者通常需要多次的复查和随访。如何来控制和降低头颅CT检查的辐射剂量显得极为重要。

CareDose技术是西门子公司最早提出的自动剂量控制技术，它利用的是噪声关联Z轴管电流调制技术，但存在X、Y轴方向上不能调节容易产生左右方向分布的条状伪影的缺点。CareDose 4D技术是为了克服上述缺点而设计的一个自动曝光控制系统[3-4]。它能够基于操作者定义的图像质量参考毫安秒，根据患者身材和脏器的解剖厚度、形态，通过X、Y、Z轴及时间四维空间对受检对象进行实时分析，根据不同角度衰减的差异实时调整管电流获得最佳的X线强度分布，使得在较低的射线剂量水平上提供稳定的图像质量。

我们的研究结果显示对于头颅CT扫描，采用了CareDose 4D技术后，B组的辐射剂量较A组降低了约30%，而B组图像质量的优良率（94.6%）较A组（97.3%）仅略有下降，两组图像质量的差异无明显统计学意义，能够满足临床诊断的需要。

对于头颅的解剖来说，从颅顶到颅底结构趋于复杂，颅顶层面只有脑实质和脑室，到了鞍上池层面除了脑实质还包含了脑池、脑室、蝶鞍和部分颞骨的骨性结构，颅底层面则以骨性结构为主，包含含气的乳突结构，脑实质以脑干和小脑为主。因此，对于常规头颅CT检查来说，颅底层面的图像质量略低于颅顶层面，为了满足颅底图像的需要，通常要采用较高的条件进行扫描。采用CareDose 4D后，在结构简单的颅顶采用相对较低的mAs，而在结构复杂、骨性成份较多的颅底采用相对较高的mAs，可以降低整体的辐射剂量。

我们的研究结果显示在颅顶层面，采用CareDose 4D的之后，B组的图像信噪比与A组的差异没有统计学意义，不过在鞍上池和颅底层面，由于管电流调节作用，相对降低了剂量，图像的信噪比有所降低，B组与A组间的差异具有统计学意义。但是从图像质量的角度来看，从颅顶到颅底层面的图像质量的差异在A、B两组之间没有统计学意义，这与CareDose 4D在胸部CT检查中的情况类似[5]。因此，我们认为CareDose 4D技术能够在降低头颅CT辐射剂量的同时保证图像质量，满足临床诊断的需要。

结 论

综上所述，CareDose 4D技术具有实时在线调节mAs作用，可以在降低辐射剂量、提高射线的利用效率的同时保证图像质量，在头颅CT扫描中，特别是脑外伤或术后反复的CT随访中具有显著的临床应用价值和意义，值得在临床中推广应用。

[1] Brenner D, Elliston C, Hall E, et al. Estimated risks of radiationinduced fatal cancer from pediatric CT. AJR, 2001, 176: 289-296.

[2] Golding SJ, Shrimpton PC. Commentary. Radiation dose in CT: are we meeting the challenge? Br J Radiol, 2002, 75: 1-4.

[3] Lee CH, Goo JM, Ye HJ, et al. Radiation dose modulation techniques in the multidetector CT era: from basics to practice. Radiographics, 2008,28: 1451-1459.

[4] 张 晖. 自动剂量控制技术的探讨. 医疗卫生装备, 2009, 30: 108-109.

[5] 吴爱琴, 郑文龙, 许崇永, 等. CARE Dose 4D 技术降低成人胸部扫描剂量的临床价值. 中华放射医学与防护杂志, 2011, 31: 98-101.