双层探测器光谱CT智能剂量调控技术在低剂量胸部体检中的应用价值

欧阳佳裕 罗娜 李刚 贺露瑶 向青 中山大学附属第三医院放射科 （广东 广州 510000）

内容提要： 目的：探讨双层探测器光谱计算机体层成像（Computed Tomography，CT）智能剂量调控技术在低剂量胸部体检中的应用价值。方法：选取2021年8月～2022年2月在中山大学附属第三医院行双层探测器光谱CT低剂量胸部体检的成人60例，年龄35～65岁，平均（51.6±10.2）岁，随机分为智能剂量调控技术扫描组（观察组）和常规固定50mAs管电流扫描组（对照组），每组各30例。比较两组图像在肺尖、中肺、下肺三个层面的SD值、信噪比SNR以及比较两组图像的容积CT剂量指数CTDIvol值。2名医师独立双盲采用5分法评价观察组和对照组肺尖、中肺、下肺的图像质量。结果：观察组肺尖的SD值低于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像中肺、下肺的SD值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。观察组肺尖的SNR值高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像中肺、下肺的SNR值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。观察组体重指数≥27kg/m2时CTDIvol值高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像体重指数＜27kg/m2时CTDIvol值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。观察组肺尖的主观评分高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像中肺、下肺的主观评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：在对健康体检者应用双层探测器光谱CT智能剂量调控技术行低剂量胸部扫描时，可以对个体差异以及胸部不同部位进行智能调控，从而保证了胸部整体的图像质量。

目前，肺癌在我国的发病率和病死率都位居前列，低剂量胸部计算机体层成像（Computed Tomography，CT）体检是检出早期肺癌最简单、最有效的方法，并可降低死于肺癌的风险[1,2]。随着人们对健康问题的重视，把胸部CT平扫作为高危人群筛查体检项目已经越来越普遍，但随之带来的辐射问题也应引起大家的重视，故在保证图像质量的前提下降低辐射剂量是临床需要迫切解决的问题[3,4]。在常规低剂量胸部CT体检时，一般是用固定50mAs管电流进行扫描，但通过这样的方式很难做到对胸部各部位结构差异的呈现，且无法保证图像质量[5]。光谱CT通过双层探测器在每次扫描时都会同步进行高低能量信息的采集，在临床实践中发挥了很大作用，其中智能剂量调控技术（Dose Right Index，DRI）也为临床胸部体检筛查带来了更多的解决方案[6]。本文将探讨双层探测器光谱CT智能剂量调控技术在低剂量胸部体检中的应用价值。

1.资料与方法

1.1 临床资料

选取2021年8月～2022年2月在中山大学附属第三医院行双层探测器光谱CT低剂量胸部体检的成人60例，年龄为35～65岁，平均（51.6±10.2）岁，随机分为智能剂量调控技术扫描组（观察组）和常规固定50mAs管电流扫描组（对照组），每组各30例。观察组男性18例，女性12例，其中20例体重指数≥27kg/m2，10例体重指数＜27kg/m2；对照组男性19例，女性11例，其中16例体重指数≥27kg/m2，14例体重指数＜27kg/m2。两组患者一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。该研究方法符合医学伦理学规定，所有患者均已签署知情同意书。纳入标准：①无重大疾病者；②无CT扫描禁忌症者。排除标准：①无法配合呼吸训练者；②有胸部金属异物者；③图像质量不合格者。

1.2 方法

应用双层探测器光谱CT扫描仪。扫描前已做好呼吸训练，取头先进仰卧位进行检查，扫描范围为肺尖至肋膈角层面，包含全肺。观察组扫描参数：管电压120kV，智能剂量调控管电流，螺距1.015，探测器宽度64×0.625mm，X射线球管旋转速度0.27s/周，FOV为512×512；对照组扫描参数：管电压120kV，固定50mAs管电流，螺距1.015，探测器宽度64×0.625mm，X射线球管旋转速度0.27s/周，FOV为512×512。将扫描结束后获得的光谱图像基数据包（Spectral Base Images，SBI）传入Philips Intelli Space Portal工作站进行后处理，重建出层厚和层间距均为1mm的胸部图像。在肺尖、中肺、下肺三个肺组织层面画出感兴趣区，感兴趣区面积均为120mm2，测量出图像CT值和标准差SD值，SD值为感兴趣区噪声值，以此计算出图像信噪比SNR，SNR=CT值/SD值，并且记录下两组图像的容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。

1.3 观察指标

比较两组图像在肺尖、中肺、下肺三个肺组织层面的SD 值、信噪比SNR 以及比较两组图像的容积CT 计量指数CTDIvol值。

1.4 判定标准

主观评判标准：由2名具有丰富胸部诊断经验的影像医师采取双盲法阅片方式评分，当2名诊断医师评分结果不一致时，由第3名高年资医师决定最终结果并进行后续分析。胸部主观评分根据肺纹理清晰程度、支气管和纵隔解剖结构、以及图像伪影进行评估，采用5分法进行评价，图像评分越高表示质量越好。

1.5 统计学分析

2.结果

2.1 两组图像的SD值比较

观察组的肺尖SD 值为19.31±4.49，低于对照组的27.68±5.11，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像的中肺、下肺SD值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1.两组图像的SD值比较(n=30,±s)

表1.两组图像的SD值比较(n=30,±s)

组别 肺尖 中肺 下肺对照组 27.68±5.11 14.55±3.01 15.09±3.52观察组 19.31±4.49 14.73±2.86 14.74±2.97 t 5.45 -1.04 1.17 P＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.2 两组图像的信噪比SNR比较

观察组的肺尖SNR值为44.62±3.92，高于对照组的31.13±4.63，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像的中肺、下肺SNR值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2.两组图像的信噪比SNR比较(n=30,±s)

表2.两组图像的信噪比SNR比较(n=30,±s)

组别 肺尖 中肺 下肺对照组 31.13±4.63 59.22±2.13 57.10±2.49观察组 44.62±3.92 58.50±2.25 58.46±2.12 t 3.92 -1.14 1.32 P＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.3 两组图像的容积CT计量指数CTDIvol值比较

观察组容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。≥27kg/m2时，CTDIvol值为（6.80±1.01）mGy，高于对照组容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。≥27kg/m2的（4.70±0.43）mGy，差异有统计学意义（P＜0.05）；当容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。＜27kg/m2时，两组图像的CTDIvol值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3.两组图像的容积指数CTDIvol值比较(±s,mGy)

表3.两组图像的容积指数CTDIvol值比较(±s,mGy)

容积CT剂量指数值(CT Dose Index Volume，CTDIvol) 组别 n CTDIvol值 t P＜27kg/m2 对照组 14 4.50±0.24 -0.07 ＞0.05观察组 10 4.60±0.37≥27kg/m2 对照组 16 4.70±0.43 -5.18 ＜0.05观察组 20 6.80±1.01

2.4 两组图像的主观评分比较

观察组肺尖的主观评分为（4.28±0.39）分，高于对照组的（3.43±0.61）分，差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像中肺、下肺的主观评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4，图1。

表4.两组图像的主观评分比较(n=30,±s,分)

表4.两组图像的主观评分比较(n=30,±s,分)

组别 肺尖 中肺 下肺对照组 3.43±0.61 4.31±0.43 4.27±0.58观察组 4.28±0.39 4.50±0.35 4.34±0.46 t 6.12 1.62 0.93 P＜0.05 ＞0.05 ＞0.05

图1.应用智能剂量调控技术管电流行低剂量胸部CT 检查（注：图中体检者为女性，35 岁。1a.肺尖图像；1b.中肺图像；1c.下肺图像）

3.讨论

双层探测器光谱CT智能剂量调控技术DRI是一个计量控制软件包，基于同样的图像噪声水平，自动调整每一位患者的mAs的使用，并且每个诊断任务的图像质量根据不同扫描区域进行智能调节，以确保单次采集达成合适的辐射剂量与图像质量，从而实现整体的患者剂量优化控制，得到相同的图像质量。普通胸部CT扫描较少用于胸部体检是由于辐射剂量较大，但随着CT仪器技术的不断发展以及科学设置参数，可以确保体检者以最少的辐射剂量完成检查且不影响图像的质量[7-10]。低辐射剂量CT检查是当前胸部体检筛查的常用方法，在早期肺癌、肺结核等胸部疾病的诊断上具有很大优势，特别是在肺癌筛查方面检出率可达90%以上[11-13]。根据相关研究表明，通过容积CT指数CTDIvol值可以比较准确地反映组织器官所吸收的辐射剂量，而且扫描结束后仪器会直接显示出CTDIvol值，方便快捷[14]。低剂量扫描在胸部体检中具有可行性，不但可以大幅度降低辐射剂量，还能保证图像质量满足临床诊断的需求[15-17]。本研究对照组应用常规固定50mAs管电流扫描方式行低剂量胸部CT检查，观察组应用智能剂量调控技术管电流行低剂量胸部CT检查，结果显示，观察组肺尖的SD 值低于对照组，信噪比SNR 高于对照组，主观评分高于对照组，且差异具有统计学意义（P＜0.05）；而两组图像中肺、下肺的SD值，信噪比SNR及主观评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05），表明观察组在肺尖的图像质量上要优于对照组，而两组图像在中、下肺的图像质量差异不明显。观察组容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。≥27kg/m2时，CTDIvol值高于对照组，且差异具有统计学意义（P＜0.05）；两组图像容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。＜27kg/m2时CTDIvol值比较，差异无统计学意义（P＞0.05），表明体检者随着容积CT剂量指数值（CT Dose Index Volume，CTDIvol）。增长，观察组的辐射剂量也会随之增加，以此来保证图像质量。在常规固定管电流50mAs扫描方式下行胸部低剂量CT检查时，对个体差异以及胸部不同部位的吸收剂量不同，无法做到智能调控，如在肺尖扫描时，锁骨、肩胛骨、肋骨等吸收剂量较大，导致肺尖照射量偏低，从而影响了图像的质量，导致部分体检者的肺尖伪影过多而影响诊断；在中、下肺扫描时，由于肺部组织含较多空气，吸收剂量较小，导致过度照射，造成体检者辐射剂量升高。而在应用智能剂量调控技术行低剂量胸部CT扫描时，能够在有效降低整体辐射剂量的同时保证了图像质量，但需注意的是双层探测器光谱CT智能剂量调控技术的使用是基于定位相片，所以要避免定位像中有金属伪影，定位像摆位时床高位置要以患者受检部位中心为标准。

综上所述，在对健康体检者应用双层探测器光谱CT智能剂量调控技术行低剂量胸部扫描时，可以对个体差异以及胸部不同部位进行智能调控，从而保证了胸部整体的图像质量。