颈部CT检查中体位优化减少带状伪影的研究*

李丹妮 马亚光 崔 湧 李晓婷 具海月 刘玉良 孙应实*

[文章编号] 1672-8270(2017)05-0010-04 [中图分类号] R816 [文献标识码] A

颈部CT检查中体位优化减少带状伪影的研究*

李丹妮①马亚光①崔 湧①李晓婷①具海月①刘玉良①孙应实①*

[文章编号] 1672-8270(2017)05-0010-04 [中图分类号] R816 [文献标识码] A

目的：探索检查体位优化技术对减少颈部CT带状伪影的应用价值。方法：选取30例因临床需要复查颈部CT患者，使用自身对照试验来对比优化体位与传统体位的差异。优化体位，即肩部外展上提法；传统体位，即标准摆位方法。对优化体位和传统体位的图像伪影进行三分制盲法评分，即严重伪影、中等伪影及轻度或无伪影，并使用秩和检验对评分进行比较。测量图像噪声值，记录检查的容积CT剂量指数(CTDIvol)，使用配对t检验对两种体位的辐射剂量和图像噪声进行评估。结果：优化体位的评分为(2.94±0.243)分，显著高于传统体位的评分(2.03±0.3)分，差异有统计学意义(Z=-5.396，P＜0.001)；优化体位的图像噪声(7.91±1.17)明显低于传统体位图像噪声(10.62±2.20)，差异有统计学意义(t=6.682，P＜0.01)；优化体位和传统体位的CTDIvol平均值分别为(8.80±1.29)mGy和(8.77±1.24)mGy，差异无统计学意义(t=0.304，P=0.763)。结论：颈部CT检查中，通过外展上提肩部的优化体位可减少下颈部的带状伪影，明显提高图像质量。

带状伪影；颈部CT；检查体位

[First-author’s address]Key laboratory of Carcinogenesis and Translational Research, Ministry of Education. Department of Medical Radiology, Beijing Cancer Hospital & Beijing Institute for Cancer Research, Beijing 100142, China.

下颈部CT扫描范围内解剖结构比较特殊，由于颈肩连接处体厚不均匀，组织密度不均，肩关节平面骨质较多，X射线在侧向上衰减明显，因光子饥饿效应常在下颈部图像中引起暗带状伪影，影响解剖结构观察[1-3]。本研究通过优化患者检查体位，探索减少或避免下颈部CT图像中的带状伪影和提高图像质量的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年6月至2016年6月北京大学肿瘤医院30例接受颈部增强CT扫描的恶性肿瘤患者，其中男性18例，女性12例；年龄35～77岁，平均年龄54.4岁；30例患者中16例原发病为鼻咽癌，8例淋巴癌，6例甲状腺癌，为评价疗效需在12个月内行颈部增强CT复查。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①由于临床诊疗需要复查颈部增强CT的患者；②依从性良好，能够顺利配合两种检查体位的患者；③所有患者均知晓本研究并签署知情同意书。

(2)排除标准：①有明显过敏史、哮喘病史或对碘造影剂有不良反应史患者；②肝脏和肾功能障碍患者；③精神疾病患者；④孕期、哺乳期患者；⑤昏迷、外伤等无法配合检查的患者。

1.3 仪器设备与材料

颈部CT使用GE Discovery CT 750 HD(美国，GE Medical Systems)进行扫描；体位优化辅助工具采用自制长方体海绵垫，其长35 cm，宽20 cm，自然高度8 cm，压缩高度4 cm，如图1所示。

图1 优化体位辅助工具示图

1.4 扫描参数

管电压120 kV，采用自动射线电流调制技术(AutomA+SmartmA)，管电流80～280 mA，球管转速0.8 s/r，螺距0.984，噪声指数为8，应用自适应统计迭代算法(ASIR)进行重建，权重值取40%。扫描范围为胸锁关节至颅底(观察鼻咽病变需扫至副鼻窦)，尾头向扫描。增强扫描采用注射对比剂后60 s行单期增强扫描，对比剂应用300 mg I/ml碘海醇注射液(欧乃派克，通用电气药业)，用量1.5 ml/kg，注射速度为2.5 ml/s，以高压注射器于肘正中静脉注射。

1.5 摆位方法

研究采用自身前后对照试验来对比两种检查体位(优化体位：肩部外展上提法；传统体位：标准摆位方法)对下颈部CT图像中带状伪影的影响。30例患者2次颈部CT检查前后分别采用传统体位和优化体位。①传统体位：受检者采用仰卧体位，平躺于检查床上，双上肢置于躯体两侧，双肩自然下垂；②优化体位：将海绵垫置于检查床上与检查枕形成“T”字形。受检者采用仰卧体位，上背部躺于海绵垫上，使胸部略挺起，双肩自然向背部舒展。在此基础上，向头侧轻拉患者双侧肩部，使肩部向头侧提起(如图2所示)。

图2 传统体位与优化体位示意图

1.6 图像评价方法

将扫描所获得的容积数据进行0.625 mm层厚的薄层重建，并进行冠状位及矢状位重组，所有数据载入医学影像诊断工作站进行分析，由2名经验丰富的影像医师分别独立对两组图像进行盲法评价。

(1)主观评价。图像伪影评价标准分为：①1分，严重伪影，下颈部结构被伪影严重遮盖，伪影重叠区域解剖结构显示不清，影响诊断；②2分，中度伪影，下颈部部分器官组织局部、轻度的遮盖，伪影重叠区域图像显示欠佳，不影响诊断；③3分，无伪影或极轻度伪影，下颈部组织器官层次分明，显示良好，图像清晰。

(2)客观评价。于第7颈椎水平，测量记录伪影区锁骨内侧脂肪组织感兴趣区域(region of interest，ROI)的CT平均值和标准差(噪声值)，测量ROI为直径15 mm的圆形，ROI避开血管结构，尽量保证同一患者2次扫描图像测量的ROI位置相对一致。

1.7 辐射剂量测量

本研究采用自身前后对照试验的方法，且受检者2次扫描参数和范围一致，直接记录30例患者前后2次检查的容积CT剂量指数(CT dose index，CTDIvol)作为辐射剂量评价指标。

1.8 统计学方法

使用SPSS16.0对数据进行统计分析，定量数据以均数±标准差(x-±s)表示。采用Wilcoxon秩和检验比较两种体位的图像伪影评分分值，采用配对t检验比较两种体位的噪声值和剂量差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像主观评价

优化体位的图像伪影评价分值为(2.94±0.24)分，显著高于传统体位(2.03±0.3)分，差异有统计学意义(Z=-5.396，P＜0.01)，见表1。

优化体位与传统体位相比，使受检者的双侧锁骨在冠状和矢状均与水平面形成较大的角度(如图3所示)。优化体位下颈部图像中带状伪影得到显著的改善甚至消失(如图4所示)。

图3 传统体位和优化体位中锁骨形态的影像图

图4 传统体位和优化体位扫描所得颈部CT图像

2.2 图像客观评价

优化体位脂肪组织噪声为(7.91±1.17)HU，明显低于传统体位脂肪组织噪声(10.62±2.20)HU，差异有统计学意义(t=6.682，P＜0.01)，见表1。

2.3 辐射剂量评价

传统体位CTDIvol平均值为(8.77±1.24)mGy，优化体位CTDIvol平均值为(8.80±1.29)mGy，差异无统计学意义(t=0.304，P＞0.05)，优化体位与传统体位辐射剂量无明显差异，见表1。

表1 同组患者使用不同扫描体位图像评分、噪声值和辐射剂量的比较±s)

表1 同组患者使用不同扫描体位图像评分、噪声值和辐射剂量的比较±s)

体位伪影评价(分)脂肪组织噪声(HU)CTDIvol(mGy)优化体位2.94±0.247.91±1.178.80±1.29传统体位2.03±0.310.62±2.208.77±1.24 Z值Z=-5.396t=6.682t=0.304 P值＜0.01＜0.010.763

3 讨论

当过少的光子到达探测器元件时，X射线的高衰减路径上就会出现带状伪影而影响图像质量，这种光子饥饿效应常发生于颈肩部扫描中。由于下颈部解剖结构具有一定特殊性，从颈部到肩部过渡区域，体厚突增，组织密度增高，当X射线侧向穿过锁骨附近区域，形成X射线高衰减区产生噪声较大的投影。在数据重建过程中噪声放大，导致图像中形成横向的暗带状伪影[4-5]。

吕仁锋等[6]及汤素琼等[7]研究表明，利用自动射线电流调制技术可以减轻颈肩部的带状伪影。回顾性分析使用自动射线电流调制技术的常规颈部CT扫描100例，由于头颈部含有甲状腺、晶状体等对X射线敏感的器官，当限制自动管电流最大值为280 mA时，伪影消除效果下降，半数以上的受检者下颈部图像仍然存在不同程度的带状伪影[8-9]。另有学者使用外加牵引装置或强迫体位使肩部下移，通过改变体位以达到消除带状伪影的目的[10-12]。但使肩部下移的牵引装置和强迫体位对患者的配合要求较高，对颈肩部有手术和放射治疗史的患者具有一定局限性。使用一侧上肢上举，对侧肩下垂的游泳姿势可以减少下颈部带状伪影，但高举的上肢会给口咽、鼻咽部引入图像噪声和伪影，对鼻咽癌等扫描范围较大的患者存在一定局限性[13-15]。

本研究旨在设计一种操作性强、临床可应用程度较高的优化体位来减少颈肩部带状伪影。在常规颈部CT检查中，受检者双臂自然下垂平躺于检查床上，因检查床面为弧面向下凹形，双侧锁骨在冠状和矢状与水平面形成的角度较小。致密的双侧锁骨几乎在同一平面排列，形成射线高衰减区而产生带状伪影。肩部外展上提的优化体位，使受检者的双侧锁骨在冠状和矢状均与水平面形成较大的角度，避免了X射线高衰减区的形成，从而有效的减弱或去除带状伪影。

使用本研究设计的优化体位，在检查过程中患者舒适度较高，由海绵垫将背部垫高，使受检者轻松完成肩部外展上提的动作，30例患者均能良好配合。优化体位的操作简便易行，与常规体位相比仅需多花费1 min时间。辅助工具海绵垫成本低廉、材料普通易寻。两种体位检查的剂量统计学分析表明，使用优化体位并未增加辐射剂量，因此，优化体位具有安全、舒适、简便及快捷等特点，临床可操作性较高。

综上所述，使肩部外展和上提的优化体位可有效减少或避免射线高衰减区的形成，在不增加剂量的前提下减少光子饥饿效应，有效的减弱或消除下颈部带状伪影，提高颈部CT图像的诊断质量。

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Research of minimizing streak artifact by optimizing positioning strategy in neck CT for patient/LI Dan-ni, MA Ya-guang, CUI Yong, et al//China Medical Equipment,2017,14(5):10-13.

Objective:To explore the value of optimized technique of positioning strategy for minimizing streak artifact in neck computed tomography (CT) for patient. Methods: 30 outpatients that need follow up neck CT examinations were enrolled the study. Selfcontrol study was adopted to compare the two positioning methods (optimized positioning: pushed patients' shoulders outward and cephalad stretching; traditional positioning: standard positioning without particular optimization). The images artifacts were evaluated by blind trisection scale(severe, moderate, minimum or no artifact). Wilcoxon rank sum test was used to compare the scores of the optimized positioning and the traditional positioning. The image noise was detected and the volume CT dose index (CTDIvol) was recorded, and paired t test was used to compare and evaluate the differences for image noise and CTDIvol, respectively, between the two positioning methods.Results:The score of optimized positioning (2.94±0.24 points) was significantly higher than that of the traditional positioning score (2.03±0.3 points) (Z=-5.396, P＜0.001). The image noise of optimized positioning (7.91±1.17) was significantly lower than that of the traditional positioning (10.62±2.20) (t=6.682, P＜0.01). The average CTDIvolof optimized positioning and traditional positioning were (8.80±1.29)mGy and (8.77±1.24)mGy, respectively, and there was no significantdifference between the two methods (t=0.304, P=0.763).Conclusion:The optimized positioning strategy for patient can minimize the streak artifacts and improve image quality in the neck CT.

Streak artifacts; Neck CT; Positioning strategy

李丹妮,女,(1986- ),硕士，技师。北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科，恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室，从事医学影像技师工作。

2017-03-20

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.05.004

国家自然科学基金(61520106004)“高能效图像与视频处理技术：理论，实现和应用研究”

①北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科 恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室 北京 100142

*通讯作者：sys27@163.com