能谱CT与非能谱CT在腹部扫描检查中辐射剂量改变的对比研究

王 慧，李 睿，朱 力

（1宁夏医科大学附属自治区中医院放射科 宁夏 银川 750000）

（2宁夏中医医院暨中医研究院放射科 宁夏 银川 750000）

（3宁夏医科大学总医院放射科 宁夏 银川 750000）

CT扫描技术是临床最常见的影像学技术之一，已经普遍应用于临床，非能谱CT扫描可以得到分辨率高且图像较为清晰的图像，而能谱CT扫描技术得到的图像信息则更加完全、充足[1]。随着CT成像硬件技术和软件技术上的整体发展和临床需求的增加，以及后处理水平得到突飞猛进的发展，能谱CT成像日益成为研究热点[2]。与非能谱CT成像相比，其最显著的特征就是以多参数成像为基础的综合诊断模式，为临床应用和研究提供了更为先进的工具和手段。CT扫描在临床上的广泛应用的同时，电离辐射问题也愈来愈受到临床的关注，低辐射剂量的CT检查是大势所趋，但过于低的辐射剂量势必会影响到图像质量，所以如何在保证图像质量的前提下严格控制辐射剂量，一直是临床研究的热点问题。能谱CT临床应用时是否能够降低辐射剂量、同时获得较高的图像质量也获得了越来越多的关注。本研究的目的是对比腹部能谱CT扫描与腹部非能谱CT扫描辐射剂量，以探讨能谱成像广泛应用于临床的可能性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年12月—2022年6月在宁夏医科大学附属自治区中医院放射科使用GE Revolution CT行腹部能谱CT扫描及非能谱CT扫描的患者共30例，其中男性13例，女性17例；年龄44～72岁，平均年龄（59.94±9.66）岁；体质量指数（body mass index，BMI）为（21.63±2.50）kg/m2。本研究所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

使用GE Revolution CT，参数设置：非能谱CT扫描采用管电压120 kV，自动管电流200～720 mA。能谱CT扫描管电压80 kV/140 kV瞬时自动切换，ASSIST自动mA，探测器宽度80 mm，转速0.5 s/r，螺距0.992:1，扫描层厚、层间距均为5 mm。非能谱及能谱增描均设置迭代重建水平为40% ASIR-V。由file格式记录ROI的单能量的CT值及标准差（SD，图像噪声）等能谱信息。

1.3 图像质量评价

（1）主观评价：由2名具有3年以上工作经验的放射科医师对图像质量进行独立、盲法评估，评分标准采用5分制[3]：5分，解剖细节清晰，对比度高，层次感强，锐利度好；4分，解剖结构和细节较清楚，对比度较高，层次感及锐利度稍降低；3分，大部分解剖结构较清楚，细节显示欠清，层次感、锐利度较低但可接受；2分，解剖细节不足以被发现，层次感、锐利度低；1分，解剖结构无法分辨，层次感低、锐利度差。3分及以上视为可满足临床诊断需求。

（2）辐射剂量：测量并记录能谱CT扫描与非能谱CT扫描图像CT剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP），计算并比较有效辐射剂量ED下降百分比。根据公式计算有效辐射剂量（ED），ED=DLP×k[k=0.015 mSv/（mGy·cm）]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 17.0统计软件分析数据。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（x-± s）表示，行t检验，患者的一般资料及辐射剂量指标比较采用单因素方差分析，主观评分比较采用非参数检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，行χ2检验。观察者间的一致性采用Kappa检验，Kappa值≥0.75表示一致性良好；Kappa值在0.4～＜0.75表示一致性一般；Kappa值＜0.4时表示一致性较差。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

主观评价上，两名医师主观评分如表1、表2所示，两者一致性较好，Kappa=0.881、0.688，取两组平均值。非能谱扫描与能谱扫描主观评分分别为（4.23±0.62）、（4.13±0.50）分，二者无显著差异（P=0.159）。非能谱扫描与能谱扫描的DLP分别为（378.54±141.33） mGy · cm、（304.57±106.65） mGy · cm，ED分别为（5.3±1.98）mSv、（4.26±1.49）mSv。能谱扫描较非能谱扫描DLP及ED均有所降低，下降百分比为19.54%、19.62%。能谱扫描与非能谱扫描之间DLP、ED指标差异有统计学意义（P＜0.05）。如表3所示。

表1 能谱扫描：A医师* B医师图像质量评分结果单位：例

表2 非能谱扫描：A医师*B医师图像质量评分结果单位：例

表3 非能谱扫描与能谱扫描辐射剂量指标比较（x- ± s）

3 讨论

自从1972年CT技术成功开发以来，历经了数次技术革新开发，由最初的单纯断层扫描（CT）到多排螺旋技术（MSCT），以及随后的双源CT和现在的能谱CT，CT作为一种发展最快的检查技术已经成为当前医学诊断不可或缺的影像检查手段。在这一阶段，针对CT的开发也在从解剖成像方面逐渐走向功能成像方面，特别是能谱成像技术。能谱成像由于其多基物质图像技术及参数成像模式等功能性成像方面的巨大优势，一跃成为CT技术中最新的发展趋势。CT的能谱成像技术是利用物质在不同能量级的X线照射通过时的衰减系数进行投影重建，转变为相应的图像[4-5]，能谱成像利用单球管瞬时kV切换技术，可以在0.5 ms的时间内进行低管电压（80 kV）与高管电压（140 kV）的快速切换，几乎同事采集与处理两组数据，两种能量X线资料会产生40～140 keV 101组单能图像，获得了能够反映不同材料特性的能谱曲线[6-7]。能谱成像可将人体组织和病变成分对不同X线能量谱的差异化吸收表达出来，达到更准确解剖成像，同时对不同构造进行优化展示。其优点是干扰因素小，使用方便，识别度高，灵敏度高。能谱CT成像的发展不仅是适应临床需要的结果，更是CT这一影像模式得以存活并具有竞争力之基石。能谱CT成像技术已逐步应用于全身各系统，在腹部疾病诊断上有良好的应用前景，相对于非能谱CT成像，能谱CT能够为临床提供更丰富、更清晰的图像信息，既有助于疾病的诊断、鉴别，还能指导诊疗[8]。能谱CT除了能够提供传统图像，还能够提供能谱曲线、基物质图像、单能量图像以及有效原子序数等多工具分析平台[9-10]。能谱CT腹部临床应用正在不断丰富，应用单能量图像可以更好发现病灶和观察病灶。Laroia等[11]研究发现，病理证实为肝细胞癌但是常规非能谱CT筛查无明显征象的患者，行能谱CT增强扫描病灶可见显示，证明能谱CT对可疑性肝细胞癌较常规非能谱CT具有更高的诊断精度。最新文献报道[12]能谱CT虚拟单能量成像在40～70 keV范围内图像质量最好，肿瘤与肝脏比较和对比度噪声比例最大，可以应用于1 cm以下乏血供性肝小细胞癌检测中。张静等[13]胰腺导管腺癌CT能谱成像的能谱参数具有一定特征。能谱CT的多参数成像有助于提高胰腺导管腺癌的CT密度分辨力，具有为小胰腺癌早诊断提供影像信息的潜在价值。

医学成像是人体所受辐射剂量的重要来源，尤其是CT检查。电离辐射给人体带来的危害是十分广泛的，而且很难预测它的作用，在许多因素作用下产生的临床反应也是各种各样的。辐射损伤指一定数量的电离辐射对人体产生影响，使受照人体产生病理反应。长期或过多地接受X线照射可引起人体一系列生物化学变化，代谢紊乱，功能失调和病理形态等诸多方面的变化，严重受损可导致人体死亡。X线辐射对胎儿也造成严重影响。近年来,随着CT技术发展迅猛，它已经被广泛应用于多种疾病的诊断与治疗中。CT扫描引起的辐射剂量问题已引起全社会、医务工作者以及病人的广泛重视[14-15]。传统CT通常通过优化kVp/mAs降低患者辐射剂量，所以，要将能谱成像广泛应用于临床，首先需得对能谱成像和非能谱CT的辐射剂量及图像质量进行对比性的研究[16-17]。陈奕男等[18]的研究显示，宝石能谱CT GSI扫描模式较非能谱扫描模式有效辐射剂量降低50%左右，但图像质量并不受影响。在一定体重范围内联合ASIR成像可以在大幅度降低辐射剂量的同时保证图像质量，达到临床所需的诊断及鉴别诊断的要求。Fang等[19]通过比较患者剂量表明能谱CT应用于在临床实践是可行的，能够为临床更多的信息、略低的扫描辐射剂量以及满足诊断需求的图像质量。

腹部脏器解剖比较复杂，往往对图像质量要求很高，才能适应临床。本研究结果显示，腹部非能谱扫描与能谱增强扫描对比，辐射剂量指标均有所下降，差异有统计学意义。图像主观评分两者差异不大，且差异无统计学意义。本研究的不足之处：在同一患者进行比较，研究样本量较小，今后需加大样本量继续研究。综上所述，能谱扫描与非能谱扫描对比，其辐射剂量低于后者，但图像质量并没有明显变化，可满足临床诊断需求。本研究可应用于不同临床情况下能谱扫描代替常规非能谱扫描的情况。