管电流调制技术在减少上气道CT检查法时辐射剂量的可行性研究

北京市朝阳区安贞医院介入诊疗科(北京 100029)

李 军 刘伟宾 邱 威

管电流调制技术在减少上气道CT检查法时辐射剂量的可行性研究

北京市朝阳区安贞医院介入诊疗科(北京 100029)

李 军 刘伟宾 邱 威

目的讨论CT在检查上气道时应用管电流调制技术以减少辐射剂量的可行性。方法选取2014年3月到2015年2月间于我院住院治疗的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者共60例，采用随机数字表法分为3组，每组20例，均行上呼吸道CT检查。常规组：管电流为250mA；Doser ight组：管电流选取系统推荐剂量；Z-DOM组：管电流在人体Z轴方向自动调节。前两组管电流始终恒定，Z-DOM组随扫描变化；计算噪声比(CNR)，正中矢状面所成像质量使用5分法进行评价。对3组剂量长度乘积(DLP)、辐射剂量指标CT剂量指数(CTDI)以及主观评价指标行统计学分析。结果三组在辐射剂量方面具有统计学意义(P＜0.05),Doser ight组较常规组高出15%，Z-DOM组为Doseright组的20%,是常规组的25%；三组CNR值比较不具备统计学意义(P＞0.05)；主观评价比较差异具有统计学意义(P＜0.05)，两两比较，常规组与Doseright组比较不具有统计学意义(P＜0.05)，Z-DOM组比其他两组比较均具有统计学意义。结论将Z-DOM技术应用于上气道CT检查中，可大幅度降低辐射剂量。

CT；辐射剂量；上气道；综合评价法

据近年来中外文献报道，约有5%的中年男性及3%的中年女性患有阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征，在我国，该疾病在普通人群中的发病在1.5%～4.3%之间，其中肥胖者发病率更高[1]。该疾病可对机体多个重要器官造成渐进性的伤害，基于此，越早确诊即可减少患者越少的痛苦。多排螺旋CT(MDCT)可以将上气道解剖平面的各径线长度及横截面积精准计算，提供更多数据以便对患者进行手术治疗。而CT检查大剂量辐射对人体所造成的危害也愈发的被重视。随着医疗水平的不断发展，CT扫描仪的不断创新，薄层扫描、超范围扫描、容积扫描以及重叠扫描等多种扫描形式也使患者受辐射剂量急剧增加[2]。其中，肥胖者受上气道CT检查所占比例较大，扫描范围包括直径较大的颅底区域、直径较小的颈部；这些部位临近眼晶体、甲状腺等对射线及其敏感的器官，因此控制辐射剂量显得尤为重要。因气道内有大量空气，使其与周围组织存在天然的对比，主要诊断目的为狭窄度的测量，从而为降低辐射剂量提供了有利条件。本文讨论如何在满足临床诊断需求的同时降低患者所受辐射剂量。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2014年3月到2015年2月间于我院住院治疗的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者共60例,以随机分组的方式将其均分为3组，每组20人。常规组：男患者14例，女患者6例，年龄分布在17～74岁之间，平均年龄(43.5±9.2)岁；Doser ight组：男患者16例，女患者4例，年龄分布在21-63岁之间，平均年龄(39.5±9.3)岁；Z-DOM组：男患者17例，女患者3例，年龄在19～71岁之间，平均(43.5±12.2)岁。

排除标准：有假牙者；存在吞咽等运动伪影者；有金属植入者；不满16岁者。

1.2 扫描方法 本次试验选用飞利浦64层螺旋CT，受检者应在检查前进行如下准备：将扫描范围内高密度异物及金属佩戴物取下；受检者应将对其体重影响较大的衣物脱去；受检者于颈托上取仰卧位，让检查床长轴中心线与正中矢状面相对，台面与听眦线垂直；嘱咐受试者禁做咀嚼或吞咽动作；训练受检者用鼻吸气缓缓均匀呼气。

1.3 扫描及重组参数3组扫描参数均为120 k V，螺距为1.172，旋转时间为0.75s，准直器选用64×0.625，由颅底扫描至声门。常规组：管电流预设为250mAs，并保持不变；Doseright组：管电流量由扫描范围及定位像计算得出，保持不变；Z-DOM组：管电流由定位像在人体Z轴方向实时调节，扫描过程中实时改变。图像均应用滤波反投影重建，软组织算法的s tandar d(B)为滤过函数，层厚及间隔均为0.9mm，保持视野尽量最小[3]。

1.4 图像重组正中矢状面图像使用CTVi ewe r软件进行重组。层厚选3mm，Acerage模式。

1.5 客观评价画出圆形感兴趣区(ROI)于正中矢状面图像中的二腹肌前腹中间，计算标准差(Sd)以及均值(Av)；改变图像窗口为肺窗，于甲状软骨前方画出圆形ROI，同时计算标准差Sd1以及均值Av1。根据结果计算CNR。

1.6 主观评价指标评分时，邀请4位具有多年临床经验的诊断医师行双盲法进行评分。其中需观察，鼻咽顶后壁软组织、会厌游离缘、噪声、舌根、软腭。评分标准为：边界清晰2分，比较清晰1分，不清晰0分；噪声低2分，较低1分，噪声较高0分。图像最终总分数为5个内容分数之和。

1.7 统计学分析将结果存入电脑中，应用SPSS15.0软件进行统计学分析。满足正态分布的计量资料用(±s)表示，不满足正态分布的使用四分位数间距以及中位数表示。剂量长度、CNR、CT剂量指数使用单因素方差法进行统计学分析，认为P＜0.05为具有统计学意义。当总体间差异存在统计学意义时，进行两两对比，记P＜0.015时结果具有统计学意义。

2 结 果

2.1 辐射剂量三组辐射剂量DLP与CTDI均值结果经计算，其差异均存在统计学意义(P=0.000)。Z-DOM组与前两组相比明显较低，为Doser igh t组的20%,常规组的25%，如表1。

表1 三组上气道CT辐射剂量对比

表2 三组上气道CT的CNR对比

表3 三组上气道CT图像质量主观评价对比

2.2 客观测量指标三组图像于正中矢状面上CNR比较不存在统计学意义。将三组进行两两对比：常规剂量组与Dose r ight组对比，其差异不存在统计学意义(P=0.501,P＞0.015)；Z-DOM组与前两组相比，其差异均不具统计学意义(P值分别是0.327、0.229，P＞0.015)，如表2。现截取三组同一层面矢状面图像，比较如下图1-3所示。

2.3 主观评价指标三组于主观评价指标一项上对比，具有统计学意义。两两比较：常规组较Doser ight组偏高，但结果不具有统计学意义(χ2=0.109，P=0.552)；Z-DOM组与前两组相比，其差异具有统计学意义(χ2值分别是40.167和37.528，P值为0.000，P＜0.015)，如表3。

3 讨 论

随着MDCT技术的不断创新，在遵循最低剂量原则的基础上将扫描方案进行优化、减少患者所受辐射剂量变得更为复杂。患者接受辐射剂量一旦达到或超过致癌剂量，就很有可能导致受辐射部位产生癌变。检查中应在辐射防护ALARA三原则(辐射防护正当化、辐射防护最优化、限制个人当量剂量)的基础上尽量减少患者所受辐射[4]。除仪器的调整外，还需要诊断医师、CT技师以及医学物理师按操作指导使用仪器自动曝光控制(AEC)，实现精确扫描。

Do s e r i g h t技术可以简化mAs个性化的设置，使得技师在对参数进行调节时，操作更为简单[5]。扫描定位像及确定范围后，系统依照受检者体型、扫描部位及X线的衰减进行计算，并给出推荐mAs值。本文中Doser ight组平均剂量较常规组来说明显较高，但其离散程度也较大，可适合更多不同体型的患者。Doser ight组在主观指标及客观指标上均较常规组高，在不具备Z-DOM技术的医院内，此种扫描方式为最佳。

Z-DOM技术可以精准判断所扫描部位组织结构在X线衰减系数以及尺寸的变化[6]。行上气道CT扫描时，扫描范围由鼻腔顶至声门水平，其中包括了骨质较多、直径较大的颅底区，也包括了骨质较少、直径较小的颈部，此时固定的mAs无法满足扫描要求。在应用Z-DOM技术进行扫描时，系统会根据定位像自动计算出每一条扫描线上的加权线性衰减系数，实时改变Z轴方向上的mAs，这样可以弥补相同mAs无法将密度不同部位清晰成像的不足[7]。该技术可以提高不同部位的成像质量，同时实时调整mAs也大幅度降低的患者所受辐射剂量。

Z-DOM技术可将患者所受辐射剂量大幅度降低，但其CNR较其他扫描方法低[8]，产生这种现象的原因是在重组算法相同时，辐射剂量变化趋势与CT图像质量的客观评价间存在正相关；该扫描法于主观评价方面得分较高，即诊断医师认为，Z-DOM在上气道CT观察指标中，质量最好足以满足诊断要求[9]。对图像质量的评价过程综合性强，目前为止还未出现一种客观评价方法能够准确主观评价图像[10]。本院质量控制小组综合多种因素，最终得出结论：Z-DOM图像在各个方面均满足诊断要求，适用临床诊断。

图1 常规剂量组矢状面图像。图2 Doseright组矢状面图像。图3 Z-DOM组矢状面图像，综合图像质量较高。

本文中，三组DLP分别为(453.78±32.63)mGy.cm、(513.48±103.27)mGy.cm、(136.32±69.12)mGy.cm，CTDI分为别：(15.82±0.00) mGy、(15.38±3.12)mGy、(4.58±2.13)mGy，其在辐射剂量方面差异具有统计学意义(DLP 与CTDI的F值分别为273.12和379.78，P＜0.05)，Doser ight组较常规组剂量高出15%，而Z-DOM组与前两组相比明显较低，为Doser ight组的20%,常规组的25%。该结果表明于上气道CT检查时应用Z-DOM技术可显著降低患者所受辐射剂量，且该技术所成图像，经评价足以满足临床诊断上气道疾病时所需要求。

综上所述，在上气道的CT检查中，Z-DOM技术辐射剂量小，图片质量高，能完全满足临床诊断要求，值得在临床中进一步推广使用。

[1]Vennel le M, White S,RIha RL,et al.Randomized control led t rial of var iable-p ressure ver sus i x ed-p r es su r e c on t i nuous pos i t i ve a i rway p r es su r e t reatment for pat ients wi th obs t r u c t i ve s l eep apnea/ h y p o p n e a s y n d r ome[J]. Sleep,2013,33(3):267-271.

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[3]Niu YT,Olszewski ME,Zhang YX,et a l.Expe r imen t a l St udy and Optimization of Scan Parameters That Inf lunce Radiation Dose in Temporal Bone High-Reolut ion Mu l t i de t e c t o r Row CT[J]. AJNR,2011,32(4):1784-1793.

[4]Rehani MM,Ef fects of low level ionizing radiations[J].Indian JBiochem Biophys,2013,23(2):352-360.

[5]Kal ra MK,Naz N,r izzo SMR,et a l.Comp u t e d Tomo g r a p h y Radiat ion Dose Opt imizat ion Scanning Protocols and Cl inical App l i ca t ions of Au t oma t i c Exposure Cont rol[J].Cur r Probl Diagn RAdiol,2013,22(6):342-349.

[6]韩德民,倪道凤.促进阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征临床研究的发展[J].中华耳鼻喉科杂志,2012,13(6):312-317.

[7]刘勇,张华.ALARA理论及CT低剂量应用研究进展[J].中国医学影像技术,2008,24(12):17-21.

[8]马彦.利用局部相位量化实现图像质量评价的方法[J].计算机应用于软件,2013,13(12):284.

[9]卢伟光,曾怡群,赖焕泉,等.16层螺旋CT低剂量扫描在儿童头部检查中价值的探讨[J].中国CT和MRI杂志,2015,13(3):33-36.

[10]刘伟伟,李军.低剂量扫描技术在三维CT测量DDH股骨颈前倾角中的临床应用研究[J].中国CT和MRI杂志,2014,12(3):100-102.

(本文编辑: 唐润辉)

The Feasibility Research to Reduce the Radiation Dose In the Upper Airway CT Examination by the Tube Current Modulation Technology

LI Jun, LIU W ei-bin, Q IU W ei． Department of Interventional, Anzhen Hospital of Beijing Chaoyang District, Beijing 100029, China

ObjectiveTo discuss the feasibility to reduce the dose of radiation in CT exam ination of upper airway by CT current modulation technique．Methods60 patients With obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome (OSAHS) adm itted in our hospital from March 2014 and February 2015 were selected as study object, which were random ly divided into three groups, 20 patients in each group, all the patients underwent upper airway CT exam ination． Conventional Group: tube current of 250mA, Doseright group: tube current used recommended dose from selection system, Z-DOM group: Tube current automatically adjusted in the Z-axis direction of the human body, the tube current were constant in the former groups, the tube current were changed With the scan in Z-DOM group, calculated noise ratio (CNR), the median sagittal image quality used 5 points methods for evaluation (DLP), CT dose index (CTDI) and subjective evaluation index were analyzed statistically．ResultsThere were statistically significant differences in radiation dose among the three groups (P＜0．05), doseright group 15% higher than the conventional group, the Z-DOM group was 20% of the doseright group, 25% of the conventional group, the CNR values of the three groups w ere not statistically significant (P＞0．05)． Subjective evaluation of the difference was statistically significant (P ＜0．05),comparison by two pairs, there was no statistically significant difference between the conventional group and the doseright group (P＜0．05),compared With the other two groups, the Z-DOM group was statistically significant．ConclusionThe Z-DOM technology in the upper airway CT exam ination, can significantly reduce the radiation dose．

CT; Radiation Dose; The Upper Airway; Comprehensive Evaluation

R816.4

A

10.3969/j.i s sn.1672-5131.2016.12.037

李 军

2016-10-24