腰椎椎间盘多层螺旋CT低剂量扫描方式的改进

何建成，罗鲁贤，钟志辉，杜 康

腰椎椎间盘多层螺旋CT低剂量扫描方式的改进

何建成，罗鲁贤，钟志辉，杜 康

目的：探讨多层螺旋CT低剂量扫描在腰椎中的应用及其适宜的低剂量扫描条件。方法：选择60例30～65岁腰椎椎间盘退行性病变患者，随机分成A、B、C、D、E、F 6组，每组10例，采用不同的多层螺旋CT扫描参数进行扫描，并记录随机的容积CT剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）及剂量长度乘积（dose-length product，DLP）。采用自定标准盲式评估方法，对6组获得容积再现（volume rendering，VR）重组及Batch重组图像进行图像质量评分，由2位高年资主治医师依据空间分辨率、噪声、伪影及辐射剂量将图像分为好、中、差3级。结果：通过改变管电流（mA）、螺距及机架旋转速度，各组CTDIvol值、DLP值均存在明显统计学差异（P＜0.05）。相对于A组，B组CTDIvol值下降了14.29%，DLP值下降了12.64%；C组CTDIvol值下降了67.87%，DLP值下降了65%；D组CTDIvol值下降了62.49%，DLP值下降了58.45%；E组CTDIvol值下降了50%,DLP值下降了48%；F组CTDIvol值增加了24.86%，DLP值增加了29.7%。结论：正确调节管电流、螺距，可以在确保图像质量的同时，降低受检者所受辐射剂量。采用管电流350 mA、管电压120 kV、螺距1.375∶1，可降低58.45%的辐射剂量。

多层螺旋CT；辐射剂量；腰椎；螺距

0 引言

腰椎是人体躯干活动枢纽，腰椎间盘是身体主要负重结构。随着年龄的增长加上长期的外力劳损，导致椎间盘的变性及突出[1]。临床上，大多数腰椎病变患者在腰部呈不同姿势角度时会产生不同的临床症状[2]，主要表现为腰痛，常局限于腰骶部附近；L3-S1棘突间局限性压痛，并向患侧大腿后侧、小腿外侧、足跟部或足背部外侧放射。临床试验中，直腿抬高或加强呈阳性。其常规检查方法首选磁共振，无辐射，但因其费用昂贵，加之CT检查已非常普及，价格也相对便宜，故绝大多数患者会选择CT检查，这样就带来了辐射安全问题。据统计，腰椎CT检查辐射剂量比其他部位常规CT检查辐射量都要高。随着多层螺旋CT的临床应用，辐射剂量较早期大为降低，关于腰椎椎间盘低剂量CT扫描，国外专题研究已有个别报道[3]。本文对多层螺旋CT常规剂量与低剂量腰椎椎间盘扫描进行对比，寻求不影响腰椎间盘CT图像质量的合理低剂量扫描方法。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选取腰腿痛门急诊检查患者60例，其中男性31例、女性29例；年龄30～65岁。病程3个月到数年不等，所有患者都进行CT检查。主要临床症状表现：腰痛、L3-S1棘突间局限性压痛，并向患侧大腿后侧、小腿外侧、足跟部或足背部外侧放射。临床试验中，直腿抬高或加强呈阳性。

1.2 检查方法

将60例患者随机分成A、B、C、D、E、F 6组，每组10例。采用GE LightSpeed 64排VCT扫描仪。分别对6组采用不同的扫描参数进行图像采集：A组采用CT机原始扫描参数120 kV，350 mA，螺距0.516∶1，层厚、层间距均为5 mm，机架旋转速度0.8 s/r作腰椎螺旋容积扫描；B组其他扫描参数不变，管电流减小为300 mA；C组管电流为300 mA，增大螺距为1.375∶1，其他不变；D组螺距为1.375∶1，管电流为350 mA，其他不变；E组其他参数不变，降低机架旋转速度为0.4 s/r；F组增加机架旋转速度为1 s/r，其他不变。CT扫描范围：自胸12椎体下缘至骶1椎体，采用标准算法重组。所有病例均采取仰卧位。

1.3 图像质量分析

将所有原始图像进行1.25 mm拆分后，传输至GE AW 4.4工作站进行后处理，采用容积再现（volume rendering，VR）重组获得腰椎椎体容积图像；应用批处理（Batch）重组方法分别重组L3～4、L4～5、L5～S1椎间盘图像，重组层厚/层间距：3 mm/3 mm，窗宽/窗位：350 HU/40 HU。由2位高年资主治医师采用自定标准盲式评估方法，依据空间分辨率、噪声及伪影对6组不同扫描参数所获得的图像以及每个患者扫描所受到的总的辐射剂量进行综合评估打分，重点评估不同扫描参数下椎间盘病变显示的清晰度、诊断的可靠性及受到的辐射剂量。

2 结果

2.1 辐射剂量评价

6组不同管电流、螺距及旋转速度得到的辐射剂量见表1。

表1 CT原始扫描参数与改变扫描参数后辐射剂量的对比

由表1可知，改变管电流、螺距及旋转速度可使患者所受到的辐射剂量有明显的改变。采用SPSS 13.0对不同扫描参数各组容积CT剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）、剂量长度乘积（dose-length product，DLP）值进行统计学分析，各组间差异具有统计学意义（P＜0.05）。相对于A组原始扫描参数，B组CTDIvol值下降了14.29%，DLP值下降了12.64%； C组CTDIvol值下降了67.87%，DLP值下降了65%；D组 CTDIvol值下降了 62.49%，DLP值下降了58.45%；E组CTDIvol值下降了50%，DLP值下降了48%；F组CTDIvol值增加了24.86%，DLP值增加了29.7%。

2.2 图像噪声与辐射剂量比较

对6种不同条件下CT扫描的图像噪声（如图1（a）～（f）所示）与辐射剂量进行比较，由2位高年资主治医师对6组图像进行盲式阅片评价，结果见表2。

注：腰部前后径194.6 mm，采用350 mA、0.516∶1、0.8 s/r扫描条件，图像椎间盘、脊髓、硬膜囊、神经根显示清楚，但辐射剂量高（a）A组CT图

注：腰部前后径200.6 mm，采用300 mA、0.516∶1、0.8 s/r扫描条件，图像椎间盘、脊髓、硬膜囊、神经根显示清楚，辐射剂量较A组低（b）B组CT图

注：腰部前后径200.7 mm，采用300 mA、1.375∶1、0.8 s/r扫描条件，图像椎间盘、脊髓、硬膜囊、神经根对比度略差，图像噪声增加，但辐射剂量低（c）C组CT图

注：腰部前后径164.2 mm，采用350 mA、1.375∶1、0.8 s/r扫描条件，图像椎间盘、脊髓、硬膜囊、神经根显示较好，辐射剂量低（d）D组CT图

注：腰部前后径200.7 mm，采用350 mA、0.516∶1、0.4 s/r扫描条件，图像椎间盘、脊髓、硬膜囊、神经根显示较好，辐射剂量低（e）E组CT图

图1 腰椎椎间盘CT图像

表2 图像噪声及辐射剂量的评价比较

2.3 患者体型与扫描剂量的关系

60例患者前后径测试结果，最大的211.9 mm，最小的148.7 mm；以160、190 mm为界将患者分为偏瘦型、匀称型、偏胖型。实验证明，在同等扫描条件、同等扫描层数下，偏胖型、匀称型和偏瘦型其CTDIvol值、DLP值均相同，由此说明，当扫描条件一定时，辐射剂量也就确定了。

3 讨论

随着多排螺旋CT的发展，CT在检查过程中获取大量影像信息的同时，也不可避免地给患者带来了更多的辐射危害。除设备本身性能外，放射科技师的不同操作对辐射的影响也是不容忽视的。

设备是实现低剂量扫描的基础[4]，扫描参数又决定着辐射剂量[5]。CT机在安装、调试到正式使用过程中，各家公司为了获得更理想的图像，通常都会提高扫描参数作为常规扫描条件，以提升产品的竞争力，因此常规扫描条件有着很大的压缩空间。根据国际放射防护委员会（ICRP）规定的合理使用尽可能低的剂量放射检查原则，每一位放射技师都有责任、有义务在不影响诊断的前提下，尽可能调整扫描参数，来降低公众所受到的电离辐射剂量[6]。从本研究中可以看出，通过改变扫描参数，即管电流、螺距和机架旋转速度可以改变辐射剂量。A组选用原始扫描参数；F组在原始扫描参数基础上提高了旋转速度，其图像质量最好，但辐射最高；B组次之；C组降低了管电流，增大了螺距，其图像质量最差，但剂量最低；D组、E组一个是增大螺距，一个是降低旋转速度，其图像质量均较好，能够满足临床诊断需求，但辐射剂量相比较A组原始扫描参数降低了50%以上。同时，通过本研究发现，60例腰椎椎间盘多层螺旋CT扫描的患者当中，腰部前后径最大的274.6 mm，最小的148.7 mm，在同组扫描参数相同的条件下，CTDIvol值和DLP值是相同的，说明人体所接收的辐射剂量是由扫描条件决定的，与个体胖瘦无关。

综上所述，调整CT扫描参数可以降低辐射剂量，同时也会影响图像质量，但影响图像质量的因素是多方面的[7]，管电压固定时，管电流增大可降低图像噪声，图像质量好，辐射剂量高；但为了降低辐射剂量过多地降低管电流，会直接影响图像的信噪比，使得图像细微结构显示困难[4]；增大螺距可以减少曝光时间，从而降低辐射剂量，但螺距过大会导致Z轴分辨率下降，使得图像质量降低[8]。因此，对于腰椎椎间盘多层螺旋CT检查，建议采用D或E组扫描参数进行扫描，即增加螺距，降低旋转速度，适当降低管电流，既可满足诊断要求，又明显降低了辐射剂量。关于低剂量扫描，不同机型及其扫描技术和方法的差异可出现各种研究结果[9-10]，本研究仅在GE 64排VCT中得出，其他机器是否可行，有待进一步研究。

[1]Teplick J G，Haskin M F.CT and Lumbar disc herniation[J].Radiol clin North Am，1983，21（3）：282-295.

[2]彭宝淦，吴闻文，侯树勋，等.椎间盘源性下腰痛的发病机制[J].中华外科杂志，2004，42（12）：720-724.

[3]Bohy P，De Maertelaer V，Roquigny A，et al.Multidetector CT in patients suspected of having Lumbar disk herniation：comparison of standard-dose and simulated low-dose techniques[J].Radiology，2007，244（2）：524-531.

[4]何建成.X线、CT检查低辐射剂量防护研究[J].医疗卫生装备，2013，34（12）：117-118.

[5]刘泉源，刘伟.64层螺旋CT冠脉成像受检者辐射剂量与影像质量研究[J].中国辐射卫生，2010，19（3）：374-375.

[6]陈凯，殷放，洪国斌，等.腰椎低剂量CT检查的临床应用[J].中国辐射卫生，2010，19（3）：374-375.

[7]李敏，郑理华，张晨，等.双源CT图像质量与辐射剂量的关系与分析[J].医疗卫生装备，2013，34（12）：88-89.

[8]同泽俊，胡永胜.多层螺旋CT螺距，层厚和重建间隔关系对图像质量的影响[J].CT理论与应用研究，2008，17（1）：21-26.

[9]相爱华，囤荣耀，张光奎.螺旋CT低剂量扫描在育龄男女骨盆病变中的应用研究[J].医学影像学杂志，2009，19（10）：1 315-1 318.

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（收稿：2014-02-20 修回：2014-07-24）

Technological improvement of low-dose multi-slice spiral CT scanning for lumbar disc diseases

HE Jian-cheng,LUO Lu-xian,ZHONG Zhi-hui,DU Kang
(Department of Radiology,the 94th Hospital of the PLA,Nanchang 330002,China)

ObjectiveTo explore the application and conditions of low-dose multi-slice spiral CT scanning for lumbar disc diseases.MethodsTotally 60 lumbar disc degeneration patients,aged from 30 to 65 years old,were divided equally into 6 groups of A,B,C,D,E and F.All the groups underwent CT scanning with different parameters,with the values of CTDIvoland DLP recorded.Blind evaluation with self-developed standard was carried out for the reconstructed image quality by VR and Batch.Two senior physicians graded the images as high,moderate and poor quality according to the resolution,noise,artifact and radiation dose.ResultsThe values of CTDIvoland DLP were significantly different in the groups when changing the tube current,pitch and stand rotation speed,with P＜0.05.When compared with the value of group A,CTDIvolhad the value decreased by 14.29%in group B,by 67.87%in group C,by 62.49%in group D,by 50% in group E and increased by 24.86%in group F;DLP had the value decreased by 12.64%in group B,65%in group C, by 58.45%in group D,by 48%in group E and increased by 29.7%.ConclusionRadiation dose to the examinee can be reduced by appropriate adjustment of the tube current and pitch,with high quality image acquired,which can be reduced by 58.45%with 350 mA tube current,120 kV tube voltage and 1.375∶1 pitch.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（11）：80-82]

multi-slice spiral CT;radiation dose;lumbar vertebra;pitch

R318；R445

A

1003-8868（2014）11-0080-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.11.080

何建成（1968—），男，工程师，主管技师，主要从事医疗影像设备维修及放射影像技术方面的研究工作，E-mail：he1yi1@126.com。

330002南昌，解放军94医院放射科（何建成，罗鲁贤，钟志辉，杜 康）