曾憲春 ZENG Xianchun

張 俊1 ZHANG Jun

韓 丹1 HAN Dan

王 勇1 WANG Yong

趙訊冉1 ZHAO Xunran

2. 貴州省人民醫(yī)院放射科 貴州貴陽(yáng)560004

隨著多層螺旋CT技術(shù)的迅速發(fā)展，其對(duì)眼眶疾病的診斷能力日益提高。然而在眼眶CT掃描過程中不可避免地要掃描到眼球，而晶狀體、角膜、玻璃體對(duì)射線極為敏感，尤其是晶狀體，過量照射可致白內(nèi)障[1]。目前認(rèn)為200 cGy是致晶狀體損傷的最低輻射劑量[2,3]。因此，最大限度地降低CT檢查的射線劑量是國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的問題。本研究采用不同管電壓和成倍降低管電流對(duì)離體頭顱標(biāo)本眼眶行CT檢查，探討眼眶低劑量CT檢查的可行性，為更多低端CT機(jī)在輻射劑量與圖像質(zhì)量間的選擇提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 防腐固定成人離體頭顱標(biāo)本15具（30只眼），由昆明醫(yī)科大學(xué)解剖教研室提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 采用Siemens 16層螺旋CT機(jī)（Somatom Emotion 16 CT），螺旋掃描方式。掃描范圍從眼眶上緣至下緣，常規(guī)眼眶掃描為管電壓120 kV，管電流180 mA。固定管電流180 mA，分別行120 kV、110 kV、80 kV掃描；固定管電壓120 kV，分別行180 mA、90 mA、45 mA掃描；固定管電壓為80 kV，分別行180 mA、90 mA、50 mA、25 mA掃描，其余參數(shù)不變：球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s，準(zhǔn)直64×0.6 mm，螺距1.2，層厚及間距均為5 mm。軟組織窗：窗寬100 Hu，窗位40 Hu；骨窗：窗寬1100 Hu，窗位1000 Hu。圖像上傳至Siemens Syngo Multi Modality工作站進(jìn)行分析。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

1.3.1 輻射劑量 機(jī)器自動(dòng)生成CT劑量指數(shù)（CTDIvol）、劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）、有效劑量（ED）。ED=DLP×K，K為換算因子，采用歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南頭顱平均值0.0021[4]。

1.3.2 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 平均CT值：測(cè)量赤道平面左、右側(cè)視神經(jīng)、眼瞼皮下脂肪及背景空氣，ROI 1.0 cm2，測(cè)量3次取平均值。信噪比（SNR）：為平均CT值/標(biāo)準(zhǔn)差，SNR=（CT值左平均+ CT值右平均）/（SD左+ SD右）。對(duì)比噪聲比（CNR）：兩種組織信號(hào)強(qiáng)度差值與背景噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差之比。CNR=（CT值平均－CT值脂肪）/標(biāo)準(zhǔn)差空氣CT值，其中CT值平均=（CT值左平均+CT值右平均）/2。

由2名副主任醫(yī)師以上職稱的醫(yī)師分別在隱藏掃描參數(shù)和標(biāo)本信息后采用雙盲法進(jìn)行圖像質(zhì)量分析，包括骨窗：圖像偽影多少或無、眶骨邊緣、骨折線及折端模糊或清晰；軟組織窗：圖像偽影多少、眼環(huán)、晶狀體、視神經(jīng)及各眼肌顯示的模糊或清晰。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[5]：1分：解剖結(jié)構(gòu)及病灶模糊，不能診斷；2分：解剖結(jié)構(gòu)及病灶顯示不清楚，細(xì)節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)；3分：大部分解剖結(jié)構(gòu)及病灶可以滿足診斷，但少數(shù)圖像不能進(jìn)行評(píng)價(jià)；4分：解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)及病灶較清楚，能夠評(píng)價(jià)，但不是特別好；5分：解剖細(xì)節(jié)及病灶清晰，能夠簡(jiǎn)單明了地評(píng)價(jià)。其中5分圖像質(zhì)量最好，其余圖像質(zhì)量依次降低。圖像質(zhì)量評(píng)分達(dá)3分以上均能滿足診斷要求，即不影響病灶的觀察和診斷。取2名醫(yī)師圖像質(zhì)量評(píng)分的平均值進(jìn)行分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，對(duì)不同掃描條件的輻射劑量、平均CT值、SNR及CNR比較采用方差分析，兩兩比較行SNK-q檢驗(yàn)，不同重建方式圖像評(píng)分比較采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)（H檢驗(yàn)），P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同管電壓及管電流下輻射劑量比較 常規(guī)劑量組（120 kV、180 mA）ED高于其他組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=6.73, P＜0.05）。進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)，各組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=6.22、6.17、6.13、6.69、6.58、6.44, P＜0.05）。與常規(guī)劑量組（120 kV、180 mA）比較，管電流50 mA、管電壓80 kV時(shí)ED減少了約0.66 mSv（92%）；管電流降低至機(jī)器允許最小值25 mA時(shí)，ED減少了約0.69 mSv（96%），見表1。

表1 不同低掃描劑量組輻射劑量比較

2.2 不同管電壓及管電流下平均CT值、SNR及CNR比較 固定管電流或管電壓時(shí)，不同管電壓或管電流下視神經(jīng)、眼瞼皮下脂肪及背景平均CT值比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3.13、3.27、3.11, P＞0.05）。不同管電壓及管電流下視神經(jīng)及眼瞼皮下脂肪SNR比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；CNR比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；兩兩比較顯示，不同管電壓和管電流所得圖像的SNR、CNR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。隨著管電壓和管電流降低，SNR、CNR逐漸降低，最低均為80 kV、25 mA組。見表2。

2.3 空間分辨力比較 15具離體頭顱標(biāo)本（30眼）中，外側(cè)壁骨折3眼，眼瞼皮膚缺損4眼，鼻骨骨折2眼，篩竇黏膜增厚5眼，眼眶內(nèi)積氣3眼（圖1～4）。除80 kV、25 mA組3例篩竇黏膜增厚及1例眶內(nèi)積氣顯示欠清晰外，其余病變均可顯示，各掃描劑量均清楚地顯示骨折。見表3。

2.4 圖像質(zhì)量評(píng)分比較 不同管電壓和管電流下圖像質(zhì)量評(píng)分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H=7.132,P＜0.05）；兩兩比較顯示，除固定管電壓為80 kV改變管電流組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）外，其他組兩兩比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。所有圖像評(píng)分均在3分以上。見表4。

表2 不同掃描劑量平均CT值、SNR及CNR比較

圖1 A～D為不同劑量掃描的同一標(biāo)本、同一層面顯示。A.常規(guī)劑量120 kV/180 mA掃描清楚地顯示右側(cè)鼻骨骨折，骨折處及相鄰軟組織內(nèi)少許積氣（箭），皮膚局限性缺損，邊緣毛糙，其旁見少許積氣及皮瓣形成（箭頭）；B. 80 kV/90 mA掃描清楚地顯示右側(cè)鼻骨骨折，骨折處及相鄰軟組織內(nèi)少許積氣（箭），皮膚局限性缺損，邊緣毛糙，其旁見少許積氣及皮瓣形成（箭頭）；C. 80 kV/50 mA掃描清楚地顯示右側(cè)鼻骨骨折，骨折處及相鄰軟組織內(nèi)少許積氣（箭），皮膚局限性缺損，邊緣毛糙，其旁見少許積氣并皮瓣形成（箭頭）；D. 80 kV/25 mA掃描清楚地顯示右側(cè)鼻骨骨折，但骨折處及相鄰軟組織內(nèi)少許積氣顯示不清，和偽影所在不易鑒別（箭），皮膚缺損，邊緣旁少許積氣顯示欠清晰，皮瓣形態(tài)較其他劑量掃描縮小（箭頭）

表3 不同掃描劑量對(duì)病灶的顯示情況

3 討論

眼眶CT由于其良好的分辨率、定位準(zhǔn)確、價(jià)格較低廉，已成為眼科臨床工作中常用的輔助檢查。高端CT機(jī)采用管電流調(diào)節(jié)及智能最佳管電壓掃描等技術(shù)能有效降低輻射劑量，結(jié)合迭代重建技術(shù)，在降低輻射劑量的同時(shí)，可以提高圖像質(zhì)量[6-10]。國(guó)內(nèi)中、低端CT機(jī)占很大比重，依然面臨降低CT輻射劑量的挑戰(zhàn)。目前，眼眶的低劑量CT研究?jī)H局限于單純減小管電流或管電壓，存在一定的局限性。而同時(shí)改變管電壓和管電流的研究鮮有報(bào)道。同時(shí)，由于倫理所致，無法實(shí)現(xiàn)大范圍改變管電壓及管電流的臨床研究，更無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)改變管電壓及管電流掃描的臨床研究。本研究采用離體頭顱標(biāo)本為研究對(duì)象，通過聯(lián)合并大幅度降低管電壓及管電流的方法，尋求ALARA（as low as reasonably achievable）原則[11]下眼眶掃描的最低管電壓及管電流。

表4 不同劑量掃描圖像質(zhì)量評(píng)分比較（分）

CT輻射劑量的影響因素主要包括CT機(jī)自身設(shè)置情況和掃描參數(shù)（如管電壓、管電流、照射野、層厚等）[12]。CT自身設(shè)置由CT的研發(fā)和制造部門完成，而作為放射科醫(yī)（技）師可以合理調(diào)節(jié)掃描參數(shù)，保證圖像質(zhì)量，減少放射劑量，達(dá)到最優(yōu)化。調(diào)節(jié)掃描參數(shù)減少輻射劑量的方法有降低管電流、管電壓、減少掃描次數(shù)、增加螺距等。輻射劑量與管電流的一次方成正比[13]，與管電壓的平方成正比。管電壓決定射線的質(zhì)，即射線的穿透能力，降低管電壓不損害CT的低對(duì)比分辨力[14]，但會(huì)增大噪聲。增大螺距也可以減少放射劑量，但層厚增寬以及容積效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致小病變的遺漏[15]。本研究中管電流不變時(shí)，降低管電壓為110 kV、80 kV，ED分別降低了34%和71%，但是隨著管電壓的降低，SNR及CNR均降低；而隨著管電流的降低，SNR降低幅度較?。浑S著管電壓的降低，CT值稍有升高，但統(tǒng)計(jì)學(xué)處理無明顯差異；而改變管電流對(duì)CT值無顯著影響，與彭文獻(xiàn)等[16]報(bào)道CT掃描管電壓對(duì)物質(zhì)的CT值有顯著影響、管電流對(duì)CT值無顯著影響的結(jié)果一致。當(dāng)掃描劑量降低到80 kV、50 mA時(shí)，輻射劑量降低約92%，對(duì)黏膜等軟組織及眶周積氣等的診斷結(jié)果與常規(guī)劑量無顯著差異。80 kV、25 mA時(shí)輻射劑量降低達(dá)96%，ED僅為（0.03±0.01） mSv，但對(duì)眶周骨折診斷與常規(guī)劑量無異常，但對(duì)鼻竇增厚黏膜及皮膚缺損等軟組織顯示欠佳，提示該劑量在顯示軟組織方面可能存在不足。

本研究的局限性在于：①受防腐固定物質(zhì)的影響，測(cè)定皮下脂肪與活體CT值有一定差異。同時(shí)，掃描條件是否與活體相一致，將是今后的研究方向。②CT自身設(shè)置情況因廠家不同而存在差異，不同廠家的掃描參數(shù)及可降劑量可能存在一定的差異。

綜上所述，眼部外傷患者低CT劑量掃描空間非常大。低劑量掃描的應(yīng)用不但極大地減少了患者所接受的輻射劑量，減少了CT機(jī)球管及探測(cè)器的損耗，延長(zhǎng)了使用壽命，降低了CT運(yùn)行成本，同時(shí)對(duì)嬰幼兒、孕婦等特殊人群的眼眶CT檢查具有重要意義，值得臨床推廣應(yīng)用。

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