吳柯薇，鐘朝輝，王振常，原 媛，張景東，崔茹欣

(首都醫(yī)科大學附屬北京友誼醫(yī)院放射科，北京 100050)

圖1 ODM技術應用于頭顱CT平掃 A.定位像，藍色框為頭部掃描區(qū)域，黃色框為應用ODM技術區(qū)域； B.CT平掃圖像分析時后顱窩顳骨巖部層面橋腦及雙側小腦半球ROI的位置 圖2 試驗組患者，男，56歲 頭顱CT掃描時應用ODM技術，后顱窩顳骨巖部層面橋腦、左側及右側小腦半球客觀噪聲分別為4.4、3.3、3.1 圖3 對照組患者，女，45歲 頭顱CT掃描時未應用ODM技術，后顱窩顳骨巖部層面橋腦、左側及右側小腦半球客觀噪聲分別為4.3、3.3、3.2

頭顱CT成像是檢查神經系統(tǒng)疾病的重要手段[1]。既往流行病學研究[2-3]表明，晶狀體對電離輻射的敏感性高，而輻射誘發(fā)的白內障甚至是無閾值劑量的隨機過程，因此，晶狀體是CT檢查中需要給予特殊保護的器官。本研究探討在頭顱CT平掃時應用器官劑量調制(organ dose modulation， ODM)技術對輻射劑量和圖像質量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 連續(xù)收集2018年10—12月根據臨床需要于我院接受頭顱CT平掃的100例患者，男32例，女68例，年齡25～88歲，平均(57.7±14.2)歲；排除影像學診斷為顱內占位、腦出血、腦梗死及腦萎縮等可能影響圖像測量分析等病變患者。將上述100例隨機分為試驗組和對照組，每組各50例。試驗組中，男18例，女32例，年齡25～88歲，平均(57.6±15.1)歲；對照組男14例，女36例，年齡29～79歲，平均(57.7±13.6)歲。本研究經醫(yī)學倫理委員會批準，患者均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Optima 680 64排螺旋CT機，囑患者仰臥，以聽眥線為掃描基線進行頭顱CT平掃。掃描參數：管電壓120 kV,管電流自動調節(jié)范圍10～400 mA,預設噪聲指數(noise index, NI)為4，探測器寬度為40 mm，層厚及層間距均為5 mm,螺距0.984∶1，球管旋轉速度0.5 s/rot，均采用標準算法重建。試驗組在定位像上眼眶區(qū)域開啟ODM技術后，選擇ODM掃描范圍為40 mm,并將ODM區(qū)域框放置于眼眶區(qū)域(圖1A)；對照組采用常規(guī)頭部平掃方法。

1.3 圖像評價

1.3.1 客觀評價 記錄2組患者眼眶區(qū)域前、后、左、右4個方向CT掃描管電流，CT平掃時儀器自動計算得出容積CT劑量指數(volume CT dose index, CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product, DLP)，計算有效輻射劑量(effective dose, ED)，ED=k×DLP，其中k為劑量轉換系數，取0.0023。分別測量2組CT平掃圖像后顱窩顳骨巖部層面橋腦及雙側小腦半球CT值和客觀噪聲，并計算SNR，SNR=CT值/客觀噪聲[4],橋腦及雙側小腦半球ROI面積50 mm2(圖1B)。

表1 2組患者頭顱CT平掃眼眶區(qū)域不同方向管電流及輻射劑量指標比較(±s，n=50)

表1 2組患者頭顱CT平掃眼眶區(qū)域不同方向管電流及輻射劑量指標比較(±s，n=50)

組別管電流(mA)前左后右CTDIvol(mGy)DLP(mGy·cm)ED(mSv)試驗組160±19227±26229±27227±2628.09±3.38331.76±30.690.76±0.07對照組226±24225±23226±24225±2329.29±2.86337.49±77.640.78±0.18t值9.72-0.37-0.38-0.37-4.76-2.34-0.67P值0.010.320.240.260.200.100.12

表2 2組患者頭顱CT平掃眼眶區(qū)域圖像客觀噪聲及SNR比較(±s，n=50)

表2 2組患者頭顱CT平掃眼眶區(qū)域圖像客觀噪聲及SNR比較(±s，n=50)

組別客觀噪聲橋腦小腦半球(左)小腦半球(右)SNR橋腦小腦半球(左)小腦半球(右)試驗組4.97±0.285.05±0.685.10±0.575.37±0.235.35±0.215.78±0.12對照組4.90±0.314.98±0.304.99±0.315.28±0.245.66±0.345.34±0.56t值-0.92-0.49-2.17-0.780.23-0.45P值0.220.430.130.430.510.36

1.3.2 主觀評價 由2名具有5年CT診斷經驗的放射科醫(yī)師采用雙盲法對2組CT圖像進行質量評估。選取后顱窩顳骨巖部層面，采用5分法從顯示解剖結構、圖像清晰度、偽影和診斷可接受程度各方面進行評價[5]：5分，圖像質量優(yōu)，解剖結構顯示清楚、圖像清晰，無偽影，完全符合診斷要求；4分，圖像質量良好，解剖結構顯示較為清楚、圖像較清晰，輕度偽影，符合診斷要求；3分，圖像質量一般，解剖結構可辨認，中度偽影，不影響診斷；2分，圖像質量較差，解剖結構顯示不清、僅可大致辨認，可見明顯偽影，不符合診斷要求；1分，圖像質量差，解剖結構顯示不清、圖像模糊，偽影嚴重，完全不能用于診斷。2名醫(yī)師意見有分歧時，再次閱片后經討論達成一致。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件。2組間患者年齡、眼眶區(qū)域CT平掃管電流、客觀噪聲、SNR及輻射劑量參數比較采用獨立樣本t檢驗，主觀圖像質量評分比較采用Mann-WhitneyU檢驗，患者性別比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2組間患者性別(χ2=0.13，P=0.23)、年齡(t=0.04，P=0.21)差異均無統(tǒng)計學意義。

試驗組頭顱CT眼眶區(qū)域在前方向上管電流明顯低于對照組(t=9.72,P=0.01)，其余3個方向管電流2組間差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)； 2組間CTDIvol、DLP及ED差異亦無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。2組后顱窩顳骨巖部層面橋腦及雙側小腦半球客觀噪聲(圖2、3)和SNR差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表2。

試驗組及對照組主觀圖像質量評分見表3。2組圖像質量均較好，可用于臨床診斷(評分≥3分)；2組間圖像質量評分差異無統(tǒng)計學意義(Z=0.25，P=0.31)，見表3。

表3 2組患者眼眶區(qū)域主觀評價結果比較(±s，n=50)

表3 2組患者眼眶區(qū)域主觀評價結果比較(±s，n=50)

組別主觀圖像質量評分(例)1分2分3分4分5分試驗組003938對照組003839

圖4 頭顱CT掃描過程中應用ODM技術時管電流降低區(qū)域示意圖

3 討論

晶狀體為輻射敏感器官，頭顱CT掃描時易受輻照損傷[6]。既往降低晶狀體頭顱CT掃描中輻射劑量有如下方法：①使用防護屏蔽直接遮蓋晶狀體區(qū)域[7]；②改變傳統(tǒng)掃描基線，使晶狀體不直接暴露于X射線[8-9]；③通過自動管電流調制(automatic tube current modulation， ATCM)技術降低整個掃描區(qū)域的輻射劑量[10]。使用特殊材質的防護材料直接遮蓋眼眶區(qū)域雖然能夠減少晶狀體的輻射劑量，但會造成圖像中存在嚴重金屬硬化偽影。改變掃描基線是降低晶狀體輻射劑量的有效方法，但由于機械構造限制，目前多數CT掃描儀不能使機架產生角度而改變掃描基線。ATCM技術是采用z軸管電流調制的自動曝光技術，根據不同層面的體厚而改變對應的管電流。近年來，ATCM不斷普及和發(fā)展[11]，其在CT掃描中常用以降低輻射劑量，但該技術不能特異性地保護晶狀體區(qū)域。另有研究[12]報道，在頭顱CT掃描時采用固定管電壓及ATCM技術后，晶狀體輻射劑量反而有所增加，原因主要與解剖層面上晶狀體正好位于顱后窩層面的最前方，顱后窩周圍有致密骨質結構，使得這個層面CT掃描時的管電流較高有關[13]。

利用ODM技術可有效解決晶狀體等組織器官CT掃描輻射劑量的問題。ODM是在ATCM技術基礎上新近發(fā)展起來的輔助掃描技術，通過改變敏感器官區(qū)域的管電流來實現對敏感器官的輻射保護，可大幅度降低受檢者前方120°(身體)和90°(頭部)扇形范圍內的管電流量，進而降低敏感器官的輻射劑量[14](圖4)。本研究試驗組應用ODM技術，發(fā)現在頭顱CT掃描直射方向(即前方)上管電流較對照組顯著降低，而輻射劑量與管電流呈正相關[15]，提示應用ODM技術能夠有效減低頭顱CT掃描過程中眼眶區(qū)域的輻射劑量。本研究中試驗組與對照組間CTDIvol及ED差異均無統(tǒng)計學意義，2組間頭顱CT掃描整體輻射劑量相仿，可能與以下因素有關：①ODM技術僅在眼眶區(qū)域開啟，范圍較小，不足以影響頭部整體輻射劑量；②本研究記錄的是設備輻射劑量表的掃描劑量，而ODM改變的是眼眶直射方向上的管電流，從而影響晶體表面輻射劑量。此外，本研究結果顯示2組CT圖像質量均可滿足診斷需求，試驗組與對照組間顱后窩顳骨巖部區(qū)域CT圖像質量客觀評價(客觀噪聲、SNR)和主觀評價(圖像質量評分)指標差異均無統(tǒng)計學意義。

綜上所述，在頭顱CT掃描中應用ODM技術，可在不改變圖像質量的前提下，有效降低眼眶區(qū)域直射方向上的管電流，從而降低眼眶區(qū)域的輻射劑量，保護敏感器官。