升高迭代率对降低婴幼儿腹部增强CT辐射剂量的效果分析

于子川，谢双双，季倩，沈文（.天津医院放射科，天津 3004；.天津市第一中心医院放射科，天津 3009）

儿童的预期寿命长、细胞分裂比例高，同等暴露剂量所致辐射风险会远远高于成人。因此，在CT 检查中应尽可能降低辐射剂量［1-3］。降低管电压和采用图像重建技术均为降低CT 扫描辐射剂量的有效方法［4-5］。自适应迭代重组（adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR）-V 为新一代迭代重建技术，同时具有降低辐射剂量、提高图像质量和系统重组速度快的优点［5-6］。本研究将降低管电压与升高ASIR-V 迭代率对婴幼儿腹部增强CT 扫描的辐射剂量和图像质量影响进行比较，旨在探讨降低管电压与升高ASIR-V 迭代率对婴幼儿患者辐射剂量影响的对比关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 常规组：回顾性分析本院2016 年7 月—11 月 拟行或已行活体肝移植而行腹部增强CT 检查评估肝脏血管和肝实质情况的20 例婴幼儿患者影像资料（组1）。纳入标准：① 病例资料齐全，能获取年龄、性别和体重信息；② 体质量＜15 kg。排除标准：① 图像有严重运动伪影；② 因检查时患儿移动导致检查失败，影像资料不齐全。

1.1.2 低剂量组：连续收集2016 年12 月— 2017 年 12 月拟行或已行活体肝移植而需行腹部增强CT 检查评估肝脏血管及肝实质情况的婴幼儿患者40 例，纳入和排除标准同常规组。将患儿分为降低管电压组和升高迭代率组2 个亚组。低剂量组各亚组的年龄、性别及体重与常规组匹配（表1）。

1.2 检查方法：患儿均行腹部三期（动脉期、门静脉流入期、门静脉期）增强扫描。采用美国GE Healthcare Revolution CT 扫描机。取仰卧位，CT 机纵轴定位光标线对准身体正中矢状面，侧面对准腋中线，上下扫描范围16 cm（以膈顶为起点），轴扫模式，扫描参数：X 线管旋转速度0.35 s/周，层厚 5.00 mm，层间距5.00 mm，重组层厚1.25 mm，自动 管电流调制技术（10 ～300 mA），噪声指数为13，管电压：常规组和升高迭代率组采用80 kVp，降低管电压组采用70 kVp。ASIR-V：常规组和降低管电压组采用40%，高迭代率组采用60%。对比剂采用碘佛醇 （含碘320 mg/ml），注射流率为0.7 ml/s，剂量为1.5 ml/kg。采用阈值触发技术，ROI 置于胸主动脉下段，自动触发阈值100 HU，触发后延迟6 s 开始扫描动脉期、门静脉流入期（动脉期结束后18 s）和门静脉期（门静脉流入期结束后18 s）。

表1 各组患儿一般资料比较和扫描条件

1.3 图像分析

1.3.1 辐射剂量参数记录及计算：参照扫描结束后机器自动生成的剂量表，记录每例患儿单期扫描的CT 容积剂量指数（CT dose index，CTDI）和剂量长度乘积（dose length product，DLP）。考虑到三期扫描各期的辐射剂量相等，只记录单期的辐射剂量用于统计学分析。同时由1 名具有2 年腹部影像诊断经验的放射科医师在同一PACS 工作站上测量所有患儿扫描范围中间位水平腹部的前后径（anterior posterior dimension，AP）和左右径（lateral dimension，LAT），计算患儿的体型特异性剂量评估 值（size-specific dose estimate，SSDE） 和 有 效剂量（effective dose，ED）。计算公式为：SSDE=f×CTDI，其中f 为f-s 换算系数，根据AP 和LAT之和在AAPM 204 号报告（AAPM 204 report，2011）中查阅。ED=k×DLP，其中k 为有效剂量权重因子，平均值为0.049（0 ～ 1 岁）或0.03（1 ～ 5 岁）。

1.3.2 图像质量评分：先随机选取5 例患者影像资料，由2 名分别具有2 年和5 年腹部影像诊断经验的放射科医师共同在PACS 工作站上采用5 分法对各组的三期图像质量进行评分训练，其中5 分为图像非常好，无伪影，血管显示十分清晰；4 分为血管显示好，噪声和伪影少；3 分为可供诊断需要；2 分为伪影严重，影响诊断；1 分为检查失败，无法诊断［7］。30 d 后2 名医师在同一PACS 工作站采用上述评分标准分别对所有入组患儿的影像资料进行独立评估，评分过程中隐藏所有患儿的一般信息及扫描信息。三期图像评分的平均值代表该患儿的图像质量评分。

1.4 统计学分析：采用SPSS 21.0 软件进行统计学分析。采用Kolmogorov-Smirnov 检验评价剂量资料是否符合正态分布，符合正态分布的计量资料用均数±标准差（±s）表示。采用χ2检验（性别）和单因素方差分析（月龄、体重）比较一般资料在3 组间的差异；采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）评价2 名放射科医师图像质量评分的一致性，ICC 为0 ～0.40 为一致性低，0.41 ～0.60 为一致性中等，0.61 ～1.00 为一致性高。采用方差分析比较各剂量指标及图像质量评分在 3 组间的差异，差异有统计学意义时采用Bonferroni法进行两两比较。P ＜0.05 为差异有统计学意义。

1.5 伦理学：本研究符合医学伦理学标准，得到医院伦理委员会审批（审批号：2018N118KY）。

2 结 果

2.1 辐射剂量（表2）：降低管电压组和升高迭代率组的单期CTDI、DLP、SSED 和ED 均明显低于常规组（P ＜0.001），两组的CTDI 分别降低33.3%和39.2%，DLP 分 别 降 低34.6% 和38.1%，SSED分别降低33.9%和40.9%，ED 分别降低12.2%和17.8%。升高迭代率组的各辐射剂量指标均稍低于降低管电压组，但差异无统计学意义（P ＞0.05）。

2.2 图像质量评分：两名医师对图像质量评分的一致性高（ICC=0.933）。3 组平均图像质量评分均≥ 3 分，满足临床诊断需求（图1）。常规组的平均图像质量评分明显高于各低剂量亚组（P ＜0.001），低剂量组间（降低管电压组比升高迭代率组）的平均图像质量评分无统计学差异（P=0.262）（表2）。

3 讨 论

3.1 降低管电压和增加ASIR-V 迭代率对婴幼儿腹部增强CT 辐射剂量的影响：前期研究中儿童腹部CT 扫描的管电压为70 ～ 120 kVp 不等［8-9］。ASIR-V 相关研究显示其最佳迭代率为40%或50%，且60%的图像质量与50%无差异［5，9］。因此，本研究在本单位常规采用80 kVp 和ASIR-V 迭代率40%扫描的基础上，将管电压降低至70 kVp 或调节ASIR-V 迭代率至60%。研究结果显示，在其他扫描条件不变的情况下，降低管电压和升高ASIR-V 迭代率均能明显降低婴幼儿腹部增强CT 的辐射剂量（12.2% ～ 40.9%不等），当管电压降低10 kVp 时，其辐射剂量与升高20% ASIR-V迭代率无统计学差异，说明ASIR-V 迭代率增加20%对婴幼儿辐射剂量的减低程度与管电压降低 10 kVp 可达到类似效果。

表2 不同扫描条件单期辐射剂量及平均图像质量结果比较（±s）

表2 不同扫描条件单期辐射剂量及平均图像质量结果比较（±s）

注：两两比较显示单期CTDI、DLP、SSED、ED 和平均图像质量评分在常规组与降低管电压组、常规组和升高迭代率组间的差异均有统计学意义（P ＜0.001），在低管电压组与高迭代率组间的差异无统计学意义（P 值分别为0.465、0.465、0.075、0.194、0.262）

主观评分（分）常规组 20 0.51±0.06 8.94±1.40 1.15±0.12 0.35±0.08 4.26±0.30降低管电压组 20 0.34±0.03 5.85±0.72 0.76±0.06 0.26±0.05 3.74±0.28升高迭代率组 20 0.31±0.04 5.53±0.75 0.68±0.07 0.21±0.03 3.50±0.53 F 值 87.178 59.234 133.127 20.100 19.377 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001分组 例数（例） CTDI（mGy）DLP（mGy-cm）SSED（mGy）ED（mSv）

图1 A-C 为女，15 个月，活体肝移植术后，腹部三期增强扫描条件为80 kVp 和40%ASIR-V，可见血管显示好，边缘清晰，噪声和伪影少。D-F 为女，8 个月，活体肝移植术后，腹部三期增强扫描条件为70kVp 和40%ASIR-V；G-I 为女，13 个月，活体肝移植术后，腹部三期增强扫描条件为80 kVp 和60%ASIR-V，均见血管边缘略毛糙，噪声和伪影仍较少

图像质量主观评分比较显示，将低管电压组与升高迭代率组的图像质量评分明显低于常规组，但均能满足临床诊断需求（≥3 分），且低管电压组与高迭代率组的图像质量评分无差异，说明ASIR-V 迭代率增加20%与管电压降低10 kVp对图像质量的影响程度也类似。因此，在临床中采用自动管电压技术进行个体化扫描时，如果扫描对象体质量过大，机器给出的管电压较高，这时可以通过在一定范围内增加ASIR-V迭代率来达到降低辐射剂量的 效果。

3.2 本研究的局限性及今后研究方向：纳入的研究对象未配对，在今后的研究中笔者会收集临床需要多次随访的婴幼儿患者，在多次随访扫描中采用不同低剂量扫描条件，进行配对比较，除去个体差异对研究结果的影响。

综上所述，采用低管电压和高ASIR-V 迭代率均能明显降低婴幼儿腹部增强CT 扫描的辐射剂量，在常规采用80 kVp，ASIR-V 40%的基础上，管电压降低10 kVp 与ASIR-V 迭 代 率 增 加20% 辐射剂量减低相似，且获得的图像质量亦相似，均能满足诊断 需求。