不同扫描方式对副鼻窦CT 图像质量和辐射剂量的影响

张晓慧

（苏州市第五人民医院放射科 江苏 苏州 21500）

副鼻窦疾病是一种临床常见病，它不仅对病人的生存质量造成了很大的影响，还造成了很大的经济负担和潜在的社会危害[1-2]。随着多层螺旋CT 设备和技术的发展，作为非侵入性且分辨率高的检查手段，可直接显示鼻腔、鼻窦内的病灶大小与范围、肿瘤性病变、沟通途径及病变周围情况[3]，CT 检查对副鼻窦病变有较高的诊断价值。由于扫描范围内存在晶状体及腺体等对辐射敏感的组织结构，尤其晶状体，过度照射可导致白内障[3-4]，所以在确保图像质量的同时降低辐射剂量是非常有必要的。目前降低辐射剂量最常见的方式有：低kV、低mAs、智能最佳kV、自动管电流调节技术等，临床已有较多研究[4-7]，但鲜有基于不同探测器宽度和扫描模式进行副鼻窦CT 检查中的研究。本文通过对比分析探讨了不同的探测器宽度及扫描模式对副鼻窦CT 图像质量和辐射剂量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集苏州市第五人民医院耳鼻喉科2023 年2 月—4 月期间收治的80 例行副鼻窦CT 检查的患者，其中男45 例，女35 例；年龄19～48 岁，平均（34.04±7.85）岁。随机分为A、B、C、D 四组，每组各20 例。

1.2 方法

采用GE Revolution CT（GE Healthcare）扫描仪，患者取仰卧位，听眶线与床面垂直，正中矢状与床面中线重合，扫描基线为听眶线[8]，两外耳孔与床面垂直。扫描参数：管电压100 kV,管电流250 mA，A 组：120 mm 探测器宽度轴扫；B 组：40 mm 探测器宽度螺旋扫描；C 组：40 mm 探测器宽度轴扫；D 组：80 mm 探测器宽度螺旋扫描；ASIR：60%[5]；软组织窗窗宽为350 HU，窗位60 HU；骨窗窗宽为2 000 HU，窗位500 HU；扫描范围从腭部至额窦顶部；四组患者的扫描范围保持一致，均采用横断位重建，扫描层厚、层间距均为5 mm，重建层厚、层间距均为0.625 mm。由两位高年资的放射科医生对图像的横断位图像进行主观评估，总分为24 分。将图像数据传送至AW4.7 工作站进行分析测量。

1.3 观察指标

（1）主观评价 由两位高年资医师采用双盲法，对鼻甲及其基板、钩突、筛漏斗、额隐窝、蝶筛隐窝及筛板6 个结构的清晰度进行评分[6]：0 分，噪声大，伪影严重，不能显示组织结构；1 分，噪声过大，可见伪影，组织结构显示但不够清楚；2 分，噪声较小，没有伪影，组织结构显示清楚。左右侧单独计分，每一侧最高12 分，最低0 分。

（2）客观评分 评价内容包括噪声和对比噪声比（contrast noise ratio，CNR）。在每组图像的同一层面选取2 个圆形感兴趣区（ROI）面积约1 cm2分别测量双侧下鼻甲黏膜、上颌窦窦腔空气及颞下窝脂肪CT 值，同一部位测量3 次，取平均值；噪声为CT 值的标准差（SD）；CNR 定量计算：CNR=（CT下鼻甲黏膜-CT颞下窝脂肪）/SD背景，其中CT下鼻甲黏膜和CT颞下窝脂肪均为双侧的CT 平均值，SD背景为双侧上颌窦窦腔空气SD 均值。

（3）辐射剂量 记录剂量长度乘积（dose length product，DLP），计算有效剂量（effective dose，ED），ED=DLP×K，K为转换系数，采用欧盟CT 质量标准指南K=0.021[9]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 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（）表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间采用单因素方差分析；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验；以P＜0.05 为差异具有统计学意义。采用Kappa检验比较两位医师间主观评价的一致性，Kappa＜0.40为一致性较差，0.40 ≤Kappa＜0.75 为一致性较好，Kappa≥0.75 为一致性好。

2 结果

2.1 一般资料比较

四组患者一般资料：年龄、性别比例、体质量指数差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 四组患者一般资料比较

2.2 主观评价比较

两位高年资医师分别对鼻甲及其基板、钩突、筛漏斗、额隐窝、蝶筛隐窝及筛板6 个结构的清晰度进行双盲法评分，应用Kappa检验对2 名高年资医师的主观一致性进行评价，评价结果Kappa=0.827，两名医师评价结果一致性好。不同组别的主观评分不同，四组图像质量的主观评分分别为A 组[左（11.8±0.52）分，右（11.7±0.57）分]、B 组[左（11.70±0.47）分，右（11.85±0.36）分]、C 组[左（11.85±0.36）分，右（11.80±0.52）分]、D 组[左（11.70±0.57）分，右（11.85±0.36）分]差异不具有统计学意义（P左=0.703，P右=0.711）。

2.3 客观评价比较

四组图像的噪声、平均CT 值、CNR 见表2，组间比较见表3。通过表2、表3 的综合分析可以发现：B 组的噪声最低，D 组的噪声最高，A 组噪声与C 组噪声差异不具有统计学意义（P＞0.05），D 组的噪声值与A 组、B 组、C 组差异均具有统计学意义（P＜0.05）；B 组的CNR 最高，D 组的CNR 最低，且差异具有统计学意义（P＜0.05），A 组、C 组和D 组三组的CNR 值差异均不具有统计学意义（P＞0.05）。

表2 四组图像的客观指标比较（）

表2 四组图像的客观指标比较（）

表2 （续）

表2 四组图像的客观指标比较（）

表3 组间两两比较的P 值

2.4 辐射剂量与扫描时间比较

由于成像范围和扫描参数保持一致，因此各组的辐射剂量也是相同的。从表4 可以看出，D 组的ED 最低，为1.84 mSv，B 组的ED 最高，为3.87 mSv，A 组的ED 为2.98 mSv，C 组的ED 为3.10 mSv，A 组与C 组辐射剂量相差不大。A 组的扫描时间最短，为0.5 s，C 组的扫描时间最长，为5.5 s，D 组的扫描时间为1.1 s，B 组的扫描时间为1.9 s；扫描时间：A 组＜D 组＜B 组＜C 组。四组间辐射剂量与扫描时间差异均具有统计学意义（P＜0.05）。

表4 四组图像的辐射剂量

3 讨论

3.1 低剂量CT 在副鼻窦检查中的应用

近年来，随着人们生活条件的不断改善，副鼻窦疾病的发病率不断升高，已严重影响了某些人群的生活质量。螺旋CT 检查具有成像速度快、图像对比度高、后处理价值高等优势，在副鼻窦疾病的辅助诊断中得到了越来越多的应用[11]。然而CT 所引起的辐射剂量问题也日益引起人们的关注，同时在扫描范围内存在对射线敏感的组织结构，而无任何诊断价值，因而，探索一种图像质量较高和辐射剂量较小的成像方式非常有必要。副鼻窦解剖结构中含气骨性腔隙以及骨质偏薄、自然对比度好等特点符合低剂量CT 扫描的生理基础[12-13]。有研究表明，对于鼻窦炎患者，辐射剂量即使降低77%对鼻窦炎病人的解剖学评估并无影响[14]。本研究结果表明，D 组的辐射剂量是最小的，且组间差异具有统计学意义（P＜0.05）。D 组的对比噪声比CNR 最低，但与A、C组差异均不具有统计学意义（P＞0.05）。另外，四组的主观评分差异不具有统计学意义（P＞0.05），这表明辐射剂量的减少并没有引起图像质量改变。

3.2 轴扫与螺旋扫描的比较

研究结果显示，相同的探测器宽度内，40 mm 螺旋扫描的辐射剂量与40 mm 轴扫相比增加了24.8%。这是因为螺旋扫描存在剂量叠加的情况，而轴扫描模式则没有这种叠加，因此不会增加额外的辐射剂量[15]。螺旋扫描因为需要采集扫描野外的部分数据，有扫描野外的无效剂量导致射线利用率降低[16]，因此，螺旋扫描的辐射剂量要高于轴扫。本研究显示在相同探测器宽度范围内，40 mm螺旋扫描时间仅需1.9 s，而40 mm轴扫则需要5.5 s，这大大提高了时间分辨率。

3.3 宽体探测器在副鼻窦CT 的应用

宽体探测器CT 球管旋转一周所覆盖的范围大，因此缩短了曝光时间，也降低了曝光剂量，加快扫描速度的同时，更好减轻了硬化、锥形束、伪影干扰等，在降低辐射剂量的同时提高了图像质量[14]。此外，宽体探测器的应用提高了检查的时间分辨率。当探测器足够宽时，轴扫模式可以在不移动扫描床的情况下可实现数据采集和重建。研究显示，120 mm 的探测器宽度足以将副鼻窦完全覆盖在其扫描区域内，且120 mm 轴扫扫描时间只需0.5 s，成像效率显著提高，扫描部位可保持相对静止，空间变性更小，图像质量更好，且与传统探测器宽度轴扫和螺旋扫描相比，在图像重建时更有优势。

3.4 宽体探测器面临的挑战

①当探测器宽度增加时，X 线的锥角增加，足跟效应随之增加，X 线频谱在Z 轴方向上出现改变，在扫描野边缘会发生CT 值的偏移[17]；②探测器宽度的增加会给数据采集带来一些隐患，探测器越宽，X 射线锥形束效应就越显著，尤其是在探测器边缘，X 射线的斜射效应所引起的投影几何变形、失真及射线强度分布不均，表现在图像上则可能会对影像的高、低对比度分辨率有影响[18-19]。

3.5 研究的局限性

①未采用器官剂量调制（organ dose modulation，ODM）技术，ODM可根据X射线管角度调制管电流（mA），降低受检者辐射最敏感器官前方扇形区域的管电流，而保持总体CT 扫描的剂量水平和诊断图像的质量[20]，有利于进一步降低X 射线对晶状体的辐射剂量。②本研究是基于固定kv 和固定mAs 值的基础上进行，若采用智能管电压辅助技术（kV assist）和自动管电流调制技术是否会对辐射剂量和图像质量产生影响有待进一步研究。

综上所述，80 mm 探测器宽度螺旋扫描拥有比较低的图像噪音和可观的图像的质量，达到临床诊断的需要，而且还可以显著地降低辐射剂量，与ALARA 原则相一致，具有较高的临床应用价值。