双源CT上腹部低千伏扫描应用价值的研究

杜煜 时高峰 王琦 王亚宁 李月考

·论著·

双源CT上腹部低千伏扫描应用价值的研究

杜煜 时高峰 王琦 王亚宁 李月考

目的 利用双源CT(dual source computed tomography,DSCT)探讨低千伏在上腹部增强扫描中的应用价值。方法选择40例患者行DSCT上腹部强化扫描扫描，其中男22例，女18例。扫描完成后取得3组数据， A组融合图像(相当于120 kV)重建函数为D30(反投影滤过重建算法)，B组和C组为80 kV数据，重建函数分别为D30和I30(迭代重建算法)。3组数据的动脉期及门静脉期图像分别测量腹主动脉、门静脉主干、肝脏、脾脏、胰腺、腹膜后脂肪及肌肉的平均CT值及噪声，并计算信噪比(SNR)。对3组影像质量评级评分。结果A组和C组的噪声比较差异无统计学意义(P>0.05)，且均高于B组(P<0.05)；门静脉主干、主动脉、脾脏的平均CT值B组和C组差异无统计学意义(P>0.05)，高于A组(P<0.05)； 门静脉主干、主动脉、脾脏的SNR A组和B组差异无统计学意义(P>0.05)，均低于C组(P<0.05)。肝脏、胰腺的平均CT值3组差异无统计学意义(P>0.05)，A、C组SNR差异无统计学意义(P>0.05)，且均高于B组(P<0.05)。A组和C组图像满足诊断率均为100%，高于B组(P<0.05)。结论80 kV管电压结合迭代重建算法可得到质量满意的上腹部强化扫描图像。

体层摄影术，X线计算机；管电压；增强扫描

CT检查作为目前最常用的影像学检查方法之一，已广泛应用于上腹部病变的诊断及疗效评估[1，2]。随着CT检查的广泛应用，患者受X线辐射危害的风险也日益增大，特别是对一些需要定期行CT复查的肿瘤或慢性疾病患者。双源CT(DSCT)在一次扫描中能同时获得高、低管电压及融合图像数据，本研究利用DSCT的优势，通过对DSCT的上腹部增强扫描80 kV数据与融合图像数据比较，合理减少患者的辐射剂量。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2013年4至7月我院行DSCT上腹部强化扫描患者40例，其中男22例，女18例；年龄35～75岁，平均年龄(55±21)岁。其中原发性肝癌10例，胰腺癌2例，胃癌15例，肺癌肝转移5例，肝癌介入术后5例，胆管细胞癌3例。

1.2 CT检查方法 所有检查在DSCT(SOMATOM Definition Flash,Siemens,Germany)上完成。患者仰卧位，扫描定位像后常规上腹部平扫，然后应用DE模式行上腹部增强扫描；扫描范围膈顶至肝脏下缘水平。采用高压注射器经肘前静脉注射非离子型对比剂(碘海醇，300 mg/ml)，1.5 ml/kg体重，速率3 ml/s。注射开始后，利用自动触发软件(Bolus tracking)，设定主动脉CT值达+100 Hu后自动触发并延迟5 s行动脉期扫描，动脉期扫描结束后延迟40 s行门静脉期扫描。双源扫描参数：A、B个球管的管电压分别为140、80 kV，同时使用自动毫安秒技术(CARE DOSE 4D)，参考管电流分别为178、261 mAs(机器设定值)，探测器宽度0.6 mm×32，球管旋转时间0.5 s，螺距0.6，图像矩阵512×512，重建层厚及层间隔5 mm。

1.3 图像分析 增强扫描完成后取得3组数据，其中A组融合图像(相当于120 kv)重建函数为D30(反投影滤过重建算法)，B组和C组为80-kVp数据，重建函数分别为D30和130(迭代重建算法)。将3组数据分别传输至工作站进行图像评估。2名从事影像诊断6年以上的医师采用双盲法对图像进行评估；诊断意见不同时,以最后讨论结果为准。

1.3.1 3组数据的动脉期及门静脉期图像：分别测量腹主动脉、肝脏、脾脏、胰腺、腹膜后脂肪及肌肉(选取竖脊肌)的平均CT值及噪声，其中门静脉期图像再测量门静脉主干的平均CT值及噪声(标准差)。测量非血管组织器官时，兴趣区(ROI)选择需避开血管、出血、坏死、囊变、钙化等区域。每个组织器官均需测量三次并取平均值。计算各组织器官的信噪比(SNR)，计算公式[3]：SNR =血管平均CT值/标准差(SD)。

1.3.2 影像质量评级评分[4]：Ⅰ级:组织器官及病变显影清晰,边缘光滑锐利，图像对比度良好，图像无肉眼可见噪声及伪影;Ⅱ级: 组织器官及病变显影良好,边缘欠光滑锐利，图像对比度尚可，图像无肉眼可见噪声及伪影;Ⅲ级:组织器官及病变显影不清,边缘模糊，图像对比度较差，图像存在较多噪声及伪影。Ⅰ级影像属优影像、Ⅱ级属良影像、Ⅲ级属差影像。Ⅰ、Ⅱ级影像定为满足诊断图像。

2 结果

2.1 3组图像中动脉期及门静脉期的主动脉(选取门静脉主干水平)、肝脏、门静脉(门静脉期)、脾脏、胰腺、腹膜后脂肪及肌肉的平均CT值及噪声 A组(融合图像组)和C组(80 kV,130)的噪声比较差异无统计学意义(P>0.05)，且均高于B组(80 kV，D30)(P<0.05)。门静脉主干、主动脉(动脉期、门静脉期)、脾脏(动脉期、门静脉期)的平均CT值B组和C组差异无计学意义(P>0.05)，高于A组(P<0.05)； 门静脉主干、主动脉(动脉期、门静脉期)，脾脏(动脉期、门静脉期)的SNR A组和B组差异无统计学意义(P>0.05)，均低于C组(P<0.05)。

动脉期、门静脉期肝脏、胰腺的平均CT值3组差异无统计学意义(P>0.05)，A、C组SNR差异无统计学意义(P>0.05)，且均高于B组(P<0.05)； 动脉期、门静脉期的腹膜后脂肪和竖脊肌平均CT值3组差异无统计学意义(P>0.05)，A、C组SNR差异无统计学意义(P>0.05)，且均高于B组(P<0.05)。见表1、2，图1。

组织器官A组CT值噪声SNRB组CT值噪声SNRC组CT值噪声SNR主动脉240±20 14±518±6 342±26 23±616±5 340±2612±430±6 肝脏50．6±10．611．5±4．34．2±2．051．3±8．9 21．5±5．62．4±3．151．9±9．810．2±3．64．6±1．8脾脏62．3±12．511．3±4．24．3±2．579．5±13．518．2±5．54．2±2．175．6±10．37．9±3．58．6±2．9胰腺75．6±13．812．4±5．55．7±2．292．5±14．622．5±5．44．2±2．691．3±12．510．9±4．88．8±3．1腹膜后脂肪-107．5±12．6 9．3±2．5-9．8±2．2 -112±11．8 16．5±5．6-5．8±4．1 -118±12．9 7．5±3．5-12．8±3．5 竖脊肌54．9±6．9 10．8±3．56．1±1．654．3±9．3 17．0±3．53．4±2．355．1±7．2 12．4±2．95．7±1．3

组织器官A组CT值噪声CNRB组CT值噪声CNRC组CT值噪声CNR主动脉125．0±15．813．0±5．68．5±2．4 170±13．821．9±6．37．6±2．9 171±14．511．4±4．214．2±4．1门静脉主干146．3±12．611．2±4．314．2±3．8 198．6±15．823．9±5．68．3±2．8205．1±16．210．9±3．316．5±3．9肝脏75．3±16．212．1±4．07．5±1．985．9±13．821．8±5．84．2±2．687．5±14．39．6±3．69．0±3．2脾脏105．0±21．412．5±4．39．6±3．8147．6±15．719．6±5．57．9±2．7 150±19．39．2±3．614．9±4．2胰腺74．6±15．313．5±4．25．29±2．3 86．6±17．224．9±7．33．6±1．987．9±16．311．4±5．28．1±2．6腹膜后脂肪-112．7±9．6 10．2±3．2-11．3±4．0 -117．5±9．2 18．3±2．6-6．8±3．2-115．3±9．5 8．0±3．5-12．6±2．9竖脊肌54．1±14．516．8±5．24．4±1．155．6±15．923．5±6．52．6±1．356．9±17．212．3±6．55．5±2．0

2.2 3组图像影像质量及满足诊断率 A组和C组图像满足诊断率均为100%，高于B组(P<0.05)。见表3。

3 讨论

CT已成为目前临床工作中最为常用的影像学检查方法。于此同时，X线辐射的潜在危害性也逐渐受到众多学者的关注[5]。上腹部增强CT在体部病变的诊断及疗效评估中具有重要的价值，得到了广泛应用，因此更有降低辐射剂量的必要。

图1 从左至右，分别为A(融合图像)、B(80kV D30)、C(80kV I30)3组的动脉期及门静脉期轴位图像

表3 3组图像影像质量及满足诊断率 例

注：与B组比较，*P<0.05

以往的研究中，降低扫描剂量的方法多为降低mAs[6],不同的患者体型差别较大，难以设定固定的mAs；而且本研究中采用自动毫安秒技术也可以在一定程度上降低辐射剂量。有研究利用体模进行不同kVp下扫描剂量的研究，管电压从120 kVp降至100 kVp，剂量下降39.8%，120 kVp降至80 kVp，剂量可减少约70.3%[7]；因此，低管电压扫描是降低扫描剂量较为有效的方法。

第二代双源CT具有两套独立的球管和探测器系统，可同时以不同的管电压采集数据；在不额外增加辐射剂量的同时，得到高、低电压和融合图像(相当于120 kV)的3组数据。本研究利用双源CT的这种性能，比较低管电压(80 kV)和融合图像的图像质量，从而判断80 kV应用于上腹部增强扫描的可行性。同时也避免了以往的国内外研究中采用单球管CT行低剂量扫描研究时存在扫描质量不符合诊断要求的风险。

使用80 kV球管发出的光子能量更接近于碘原子的K层电子跃迁能级(33 keV)，增大了光电效应的同时降低了康普顿散射，导致80 kV下碘造影剂的CT值较融合图像(相当于120 kV)显著增高[8]；因此80 kV获得的主动脉、门静脉和脾脏的CT值显著高于融合图像。实质脏器的强化是由于造影剂在血管外间隙的弥散所致，与血管及富含血窦的脾脏的强化特点有显

著差别[9]，因此增强扫描后肝脏、胰腺的CT值80 kV较融合图像有增加，但差异无统计学意义(P>0.05)。腹膜后脂肪和肌肉组织构成的原子序数较低，且均属于乏血供组织，因此80 kV和融合图像的CT值无显著差异。

80 kV(D30)组的图像质量及满足诊断率低于融合图像组，主要是由于噪声的显著增加降低了实质器官的对比度。迭代重建算法在降低噪声方面较常规的反投影滤过重建算法有明显的优势，常用于低剂量扫描中[10]。这也解释了本研究中80 kV(I30)组与融合图像组的噪声比较差异无统计学意义，且显著低于80 kV(D30)组。

DSCT只能测定A、B两个球管的共同X线剂量，因此本研究未能定量分析不同管电压辐射剂量的差别，进一步研究中拟采用单球管低电压扫描模式对辐射剂量进行定量分析比较；迭代重建算法较反投影滤过重建算法所需的重建时间显著延长，降低了临床工作效率[11]。使用较低的管电压可在有效地降低辐射剂量的同时提高图像的对比度。

1 付俊杰，吴桠楠，白人驹，等.肝转移瘤的64层螺旋CT多期增强扫描的初步研究.天津医科大学学报，2011,17:413-415,419.

2 石磊，张欢，潘自来，等.双源双能量CT在晚期胃癌患者化疗疗效评价中的应用价值研究.中国医学计算机成像杂志，2013,19：28-32.

3 Guimares LS,Fletcher JG,Harmsen WS,et al.Appropriate patient selection at abdominal dual-Energy CT using 80 kV:relationship between patient size,image noise,and image quality.Radiology,2010，257:732-742.

4 Fletcher JG,Takahashi N,Hartman R,et al.Dual-energy and dual-source CT: is there a role in the abdomen and pelvis? Radiol Clin North Am，2009，47:41-57.

5 Manduca A,Yu L,Trzasko JD,et al.Projection space denoising with bilateral filtering and CT noise modeling for dose reduction in CT.Med Phys，2009，36:4911-4919.

6 Kondo H,Kanematsu M,Goshima S,et al.Body size indexes for optimizingIodine dose for aortic and hepatic enhancement at multidetector CT:comparison of total body weight,lean body weight,and blood volume.Radiology,2010,254:163-169.

7 Schindera ST,Diedrichsen L,Müller HC,et al.Iterative recontruction algorithm for abdominal multidetector CT at different tube voltages:assessment of diagnostic accuracy,image quality,and radiation dose in a phantom study.Radiology,2011,260:454-462.

8 Bae KT.Intravenous contrast medium administration and scan timing at CT:considerations and approaches.Radiology,2010，256:32-61.

9 彭晋，张龙江,周长圣,等.对比剂注射流率对双源CT上腹部虚拟平扫图像质量的影响.放射学实践,2010,25:215-218.

10 Hara AK,Paden RG,Silva AC,et al.Iterative reconstruction technique for reducing body radiation dose at CT: feasibility study.AJR Am J Roentgenol,2009,193:764-771.

11 胡奕，郭启勇．双源CT双能量扫描技术在腹部的应用．中国临床医学影像杂志，2011，22：109-110．

Studyontheapplicationvalueofdualsourcecomputedtomographywithlowtubevoltageinenhancementscanninginepigastricregion

DUYu,SHIGaofeng,WangQi,etal.TheFourthHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050011,China

ObjectiveTo investigate the application value of dual source computed tomography (DSCT) with low tube voltage in enhancement scanning in epigastric region.MethodsForty patients (22 males & 18 females) underwent contrast-enhanced abdominal DSCT.The obtained data were reconstructed as three groups: group A,fused image reconstructed with D30 ( filter back projection FBP) ;group B,80kV image reconstructed with D30 and group C,80kV image reconstructed with I30 (iterative reconstruction IR).The mean CT numbers,noise and SNR of abdominal organs were assessed quantitatively and qualitatively in each group.The image quality was scored in three groups.ResultsThere was no significant difference in noise between group A and group C (P>0.05),however,which in both groups was obviously higher than that in group B (P<0.05).There was no significant difference in CT average value in main portal vein,aorta and spleen between group B and group C (P>0.05),however,which in both groups was significantly higher than that in group A (P<0.05).There was no significant difference in SNR in main portal vein,aorta and spleen between group A and group B (P>0.05),however,which in both groups was significantly lower than that in group C (P<0.05).There was no significant difference in CT average value in liver and pancreas among three groups (P>0.05).There was no significant difference in SNR between group A and group C (P>0.05),however,which in both groups was significantly higher than that in group B (P<0.05).The image satiation diagnostic rate in group A and group C was 100%,which was significantly higher than that in group B (P<0.05).ConclusionThe iterative reconstruction method with 80kV tube voltage can obtain satisfactory enhancement scanning image in epigastric region.

tomography,X-ray computer;tube voltage;enhancement scanning

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.03.006

050011 石家庄市，河北医科大学第四医院

R 814.42

A

1002-7386(2014)03-0339-03

2013-11-06)