sn150 kVp能谱纯化技术在颞骨CT低剂量扫描中的研究

王青云，汪时雨，覃达贤，李晓丹，郭宏伟，陈书筱，伍珊珊

（中山大学附属东华医院放射科 广东 东莞 523220）

空间高分辨CT扫描对颞骨病变显示有其独特优势，但颞骨周围有晶状体、甲状腺等射线敏感器官，降低辐射剂量尤其重要[1]，而第三代双源CT系统能谱纯化技术可降低辐射剂量[2]。本研究目的是比较能谱纯化技术和常规方案之间辐射剂量和颞骨解剖结构显示差异，探讨颞骨低剂量扫描可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

前瞻性连续收集我院2020年10月—2021年1月期间行颞骨CT扫描患者50例，随机分为常规剂量组和能谱纯化组，每组25例。其中能谱纯化组男12例，女13例，年龄21～57岁，平均34岁；常规剂量组男19例，女6例，年龄24～49岁，平均31岁。排除标准：有可能产生伪影的金属义齿、牙齿矫正器及金属耳环；已怀孕女性。检查前所有患者均签署知情同意书。

1.2 检查方法

所有颞骨CT扫描均在西门子第三代双源CT（SOMATOM Definition Force；Siemens Healthcare，Forchheim，Germany）上完成。常规剂量组管电压开启CARE Dose4D和CARE kV（Quality mAs 114，Ref kV 130）；能谱纯化组开启CARE Dose4D，管电压sn150kVp，Quality mAs 200。其它扫描参数和重组参数均相同：准直器64×0.6 mm，机架旋转时间1.0s，Pitch值0.8，骨窗和软组织窗的轴位和冠位图像重建层厚1 mm，间隔1 mm，骨窗Kernel值Ur77，FOV 150 mm×150 mm，重建算法采用高级建模迭代重建算法（advanced modeled iterative reconstruction, ADMIRE），强度3。

1.3 图像质量分析

图像传输到sygo.via专用工作站，每个患者仅评估一侧颞骨，两组共50个颞骨纳入评价。

（1）图像质量客观评价

在颞骨轴位图像上选取外耳道空气、内耳道软组织、乳突气房内空气和颞骨鳞部骨质，尽量避开非相关结构，记录所测CT平均值和标准差，计算SNR。

（2）图像质量主观评价

由两位放射诊断医生（7年和8年诊断经验）对图像进行评价。评价内容包括：内耳道、乳突气房、听小骨、图像整体质量。评分标准分为5级[3]：1分解剖结构不可识别；2分解剖结构可识别但细节模糊；3分可识别解剖结构并可评估；4分解剖结构轮廓清晰；5分解剖结构轮廓显示非常好。

1.4 记录辐射剂量

记录CTDIvol和DLP，用转换系数0.0031计算有效辐射剂量。

1.5 统计分析

正态分布计量资料采用（±s）表示,独立样本t检验用于组间客观图像质量以及辐射剂量的差异统计，非参数Wilcoxon符号秩和检验用于主观图像质量比较,观察者间一致性用Cohen’s kappa检验评价[4]。采用SPSS 19.0软件，P＜0.05认为存在统计学差异。

2 结果

2.1 两组患者间一般资料比较

50例患者均顺利完成检查，两组间性别和年龄均无统计学差异。

2.2 图像客观评价

两组颞骨图像质量测量结果，乳突气房和外耳道SNR的组间统计学无差异，内耳道和颞骨鳞部SNR有统计学差异，见表1。

表1 两组患者图像质量客观比较（±s）

表1 两组患者图像质量客观比较（±s）

客观指标 常规剂量组 能谱纯化组 P内耳道SNR 0.54±0.15 0.38±0.22 0.000外耳道SNR 14.05±1.53 13.57±3.24 0.736乳突气房SNR 11.95±2.21 12.41±1.89 0.714颞骨鳞部SNR 14.87±4.37 10.31±1.52 0.000

2.3 图像主观评价

图像主观评价结果见表2。两组图像质量均满足诊断要求，见图1；观察者间一致性检验参数Kappa=0.82（P＜0.05），表明观察者间评价几乎完全一致。

图1 两组图像质量

表2 两组患者图像主观评分结果（±s）

表2 两组患者图像主观评分结果（±s）

主观指标 常规剂量组 能谱纯化组 P内耳道 5.0±0.0 5.0±0.0 1乳突气房 5.0±0.0 5.0±0.0 1听小骨 4.0±0.0 4.0±0.0 1整体图像 4.3±0.23 4.1±0.49 0.738

2.4 辐射剂量

两组扫描方案辐射剂量比较结果见表3。与常规剂量组相比较，能谱纯化组的辐射剂量明显降低，有效剂量约为常规剂量组的60%。

表3 两组患者辐射剂量比较（±s）

表3 两组患者辐射剂量比较（±s）

辐射剂量 常规剂量组 能谱纯化组 P ED（mSv） 0.24±0.06 0.15±0.04 0.00

3 讨论

CT是观察颞骨病变必不可少的成像手段之一。本研究结果表明，能谱纯化技术可以明显减低颞骨CT的辐射剂量，而不会降低CT图像可诊断性。

降低辐射剂量方法有多种，比如降低管电流和管电压、高级迭代降噪算法、自动管电压和管电流等技术，或者多种方法的组和。在儿童颞骨检查时，用低电压、低电流和正弦确定迭代算法组和，可以把电压及电流降低到100 kVp和80 mAs而不牺牲图像质量[5]。另外研究表明，自动管电压选择技术可以降低辐射剂量[6]。近来普及的高级迭代降噪算法[7,8]，不但优化了因降低辐射剂量升高的噪声，而且图像质量也均能满足诊断。

第三代双源CT能谱纯化技术是一种新的降低辐射剂量方式[9]。该技术把无效且低能射线光子大部分被剔除，提高射线整体平均能量。在一项儿童胸部能谱纯化技术扫描研究中[10]，辐射剂量较传统条件降低了92%，而肺窗图像诊断质量没有统计学差异。在本研究中，实际管电压虽然从120 kVp增加到150 kVp，电压上升25%，由于应用能谱纯化技术，辐射剂量反而下降40%。从结果看，被剔除低能光子的高能射线，图像质量不亚于常规剂量组，这说明对人体有害的低能光子对图像质量贡献较小，降低其在整体射线中比重能让患者从中受益。

本研究也有其局限性：（1）样本量相对较小；（2）纳入对象均为成人，对于发育中儿童成像参数是否适用未知；（3）病种相对单一，均为临床拟诊乳突炎。

综上所述，能谱纯化技术能在保证颞骨图像诊断质量前提下，维持和常规剂量组相当信噪比水平，同时又有效降低患者辐射剂量，对减少公众受照射平均剂量值和患者个人辐射剂量，尤其降低晶状体和甲状腺等射线敏感器官的受照射量，具有一定的临床意义和实用价值。