640层CT头颅平扫不同扫描模式的对比研究

潘晨暄王世威喻迎星周科峰

640层CT头颅平扫不同扫描模式的对比研究

潘晨暄王世威喻迎星周科峰

计算机体层摄影容积扫描；剂量；图像质量

随着640层螺旋CT的面世，对各种脑部疾病的诊断更具优越性[1]。由于晶状体对射线非常敏感[2]，合理选择扫描计划，使患者受到的剂量减少并保证诊断图像质量具有临床意义。本研究通过对640层螺旋CT容积扫描与螺旋扫描模式的对比，探讨容积扫描模式在成人头颅检查中的优劣，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料选择我院自2016年1月—2016年4月因头晕待查行头颅CT扫描的成人患者200例，男108例，女92例。年龄28～65岁，平均45.3岁。患者临床表现为不同程度头晕，均无意识障碍、瞳孔散开、对光反射消失、严重呼吸功能不全等症状，无外伤、梗死、脑出血、甲亢病史。依据剂量参数设定和扫描模式，利用中心随机系统（central randomization）动态随机化原则分为容积模式组50例、优化剂量容积模式组50例、螺旋模式组50例、优化剂量螺旋模式组50例。各组患者年龄、性别差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。本研究经我院伦理委员会批准通过并在其监督下进行，所有患者均签署知情同意书。

1.2 排除标准排除躁动无法配合检查的患者，排除有其他血液病、免疫性疾病、精神疾病、肿瘤疾病者，有严重心肝肾功能障碍者，明显运动性、感觉性功能障碍、偏瘫等症状者。

表1 四组患者一般资料比较

表1 四组患者一般资料比较

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1.3 仪器与方法使用Aquilion ONE 640层螺旋CT。患者均仰卧，下颌内收，两外耳孔与台面等距。头颅和身体正中矢状面于台面中线重合。两组患者均采用听眦线作为横断面扫描基线[3]，由基线开始连续由下向上逐层扫描，直至脑实质扫描完为止。

常规剂量组：容积扫描采用120kV，自动毫安调节技术，探测器宽度采用0.5mm×80，重建层厚1mm，层间隔1mm，X线管旋转速度为0.75s/rot，矩阵为512×512；螺旋扫描采用120kV，使用自动毫安调节技术，探测器宽度为0.5mm×32，重建层厚1mm，层间隔1mm，X线管旋转速度为0.75s/rot，矩阵为512×512（容积扫描和螺旋扫描的定位片条件均设定为80kV，50mA。临床实践发现准直器设置太宽会导致散射线过多并降低图像质量，准直器设置太小会导致扫描速度减慢[4-5]，本研究选择80排探测器使得图像质量好的同时能够与重建函数相匹配）。优化剂量组：采用120kV，150mA，探测器、重建数据、球管旋转速度、矩阵等数据同常规剂量组。

1.4 图像质量分析（1）主观分析：由两位具有丰富读片经验的医学影像科诊断医生采用BARCA显示器，应用固定的脑实质窗（窗宽90，窗位40）分别盲选两组图像进行评分，观察颅骨边缘清晰度、灰白质对比度、脑室边缘显示的清晰程度、脑沟的显示度。评分标准[6-7]：噪声大、图像不符合诊断要求为1分；噪声略大、图像不符合诊断要求为2分；噪声勉强能接受，图像符合诊断要求为3分；噪声较小，图像符合诊断要求为4分；噪声少，图像完全符合诊断要求为5分。（2）客观分析：根据人眼的主观视觉系统建立数学模型，并通过具体的公式计算图像的质量。在每一例脑实质窗图像经胼胝体干的横断层设置2.0mm×2.0mm左右的感兴趣区使用CT值及标准差测定工具，同时测量同层面同面积的扣带回及脑脊液的CT值及标准差，利用公式计算得到信噪比（signal noise radio，SNR）及对比噪声比（contrastto-noise ratio，CNR）。统计剂量长度乘积（dose-lengthproduct，DLP）和剂量指数（computed tomography dose index，CTDI）。采用头颅换算ED=DLP×k（k=0.002mSv（mGy﹒cm）计算患者有效辐射剂量（effective dose，ED）。

1.5 统计学方法应用SPSS11.5统计学软件，统计CTD、DLP、ED、标准偏差（standard deviation，SD）、脑脊液及脑灰质的CT值。采用Kappa一致性检验评价评分结果，用Spearman线性相关分析观察扫描剂量与图像主观评分间的关系。用χ2检验比较各组不同图像质量的构成比，并以SNK法进行组间比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

200例患者均顺利完成检查，诊断评分如下：诊断医生甲对常规剂量容积扫描、常规剂量螺旋扫描、优化剂量容积扫描、优化剂量螺旋扫描主观评分平均分分别为：4.17、4.05、3.25、3.08分；诊断医生乙分别对应为4.25、4.16、3.37、2.98分。两位医生打分说明在常规剂量及优化剂量下容积扫描主观图像质量均优于螺旋扫描。

常规剂量容积模式组平均剂量指数、剂量长度乘积分别为（45.3±12.0）mGy.cm，（688.2±60.2）mGy. cm；螺旋模式组分别为（63.5±10.1）mGy.cm，（961.8± 67.5）mGy.cm，平均辐射剂量降低28.45%。优化剂量容积模式组分别为（22.3±8.5）mGy.cm，（304.1±35.4） mGy.cm，优化剂量螺旋模式组分别为（39.3±9.3）mGy. cm，（535.8±47.8）mGy.cm，平均辐射剂量降低43.2%。说明容积扫描在常规及优化剂量下都能大幅降低患者所受辐射，具有临床意义。

容积模式组脑灰质信噪比为（10.5±3.3），螺旋模式为（9.5±2.8），平均高出10.5%（P＜0.05）左右。优化剂量容积模式组分别为（9.7±2.45），优化剂量螺旋模式为（5.7±1.9），平均高出44.7%。容积模式较螺旋模式能提高图像信噪比，为诊断头颅细节病变带来便利，为临床诊断提供更加准确的影像分析。

3 讨论

3.1640 层CT头颅容积扫描的意义与局限性640层螺旋CT是当今已应用于临床的最先进的影像检查设备之一，具有0.5mm×320排探测器排列，采用容积扫描模式，只需要0.35s旋转1周就可以覆盖160 mm范围，球管旋转一周能覆盖人体大部分器官并获得0.5mm层厚的各向信息，相比常规扫描，减少了扫描床的移动，为头颅成像带来新的方向。在容积扫描模式下，总扫描时间相对减少了3s左右，这对于容易产生运动伪影，特别是针对脑外伤病人的头颅扫描成功率有了很大的提升，同时也降低了患者受到的辐射。而且因为剂量较螺旋扫描少，对球管的损耗也较小[8]，提高了经济效益。因为螺旋CT扫描成像两点之间的数据差值，必须在所有的投射角度之间进行，所以螺旋扫描的起始和结束相比容积扫描需要额外增加半个旋转周期，锥形射线束越大，图像重建所需数据采集的半径越大，因此相比较而言，容积扫描能进一步降低剂量。

但是美中不足的是容积扫描模式因射线呈扇形束，在纵轴方向的边缘不形成一个直角，而是平滑的类似于铃形状，其剂量的分布比标称层厚宽，引起了扫描剂量分布的变化并产生额外的散射线，而且因为图像首末段量子噪声大，易产生屋型伪影。

3.2 头颅优化剂量容积扫描的优劣为了降低剂量，本研究在优化剂量组中降低了管电流，从而使到达探测器的X光子数减少，单位体素内光子密度下降，从而影响低对比分辨力，导致图像均匀度下降，噪声增加。为了降低噪声，本研究容积扫描组采用AIDR-3D自适应容积迭代降噪重建技术，可以将原始数据中的噪声在每次迭代算法中进行抑制和消除，对原始图像进行主重建并对原始数据进行精准的图像校正，从而可以在数据不完全和低信噪比条件下降低CT辐射剂量，减少图像的噪声，增加低对比分辨率。参与本文研究的两位诊断医生对灰白质界线、基底节、脑室系统等部位清晰度、噪声的影像等综合评分后认定两种扫描方式常规剂量下在图像成像及病灶的显示能力上无明显的差异性；优化剂量下容积扫描模式图像质量优于螺旋扫描。

优化剂量扫描相对常规剂量，减少了患者的射线量，降低了患者因生物效应造成的自身伤害，但降低了图像的密度分辨率的同时增加了图像的噪声，对诊断而言不利，对于病变复查、病变密度较高或较低的特殊患者可采用优化剂量方案，但是对以发现和筛查病变为检查目的的患者建议用常规剂量方案。

总体而言，640层螺旋CT选择头颅容积扫描，相比螺旋扫描，在常规及优化剂量下，能够满足防护最优化原则，获得更好的成像质量，降低患者的受辐射剂量，减少扫描时间，提高扫描成功率，有较好的可行性。

［1］戴贵东，肖正远，兰永树，等.扫描方式对64层螺旋CT头颅CTA图像质量和辐射剂量影响的研究［J］.放射学实践，2012，27（11）：1271-1273.

［2］曾宪春，康绍磊，谢晓洁，等.离体头颅标本眼眶MSCT低剂量技术的应用研究［J］.实用放射学杂志，2014，30（1）：1002-1004.

［3］朱源义，张毅，马万辉，等.探讨成人颅脑CT检查的低剂量扫描条件［J］.中国医学影像技术，2012，28（9）：1748-1751.

［4］安瑞金，黄岗.CT图像质量和辐射剂量的影响因素研究［J］.生物医学工程与临床，2009，13（2）：92-95.

［5］彭文献，彭天舟，叶小琴，等.CT扫描参数对人体组织CT值影响的研究［J］.中华放射医学与防护杂志，2010，30（1）：79-81.

［6］潘昌杰，王涛，钱农，等，等渗低浓度对比剂冠状动脉CT低剂量成像的初步研究［J］.中华放射学杂志，2014，10（48）：800-804.

［7］刘玥，彭芸，李剑颖.等.应用模拟低剂量法行新生儿头颅CT扫描［J］.中华放射学杂志，2009，43（7）：684-687.

［8］孙泽栋，陈仕新，付伟，等.小儿头颅外伤CT低剂量扫描的临床应用［J］.实用放射学杂志，2013，29（11）：1669-1671.

（收稿：2016-06-16修回：2016-08-13）

浙江省中医院医学放射科（杭州311002）

潘晨暄，Tel：15088663821；E-mail：404853204@qq.com