头颅CT已经普遍用于新生儿颅内出血、缺氧缺血性脑病及先天性颅脑疾病的诊断, 与普通X射线比较, 放射剂量较高为其缺点。目前尚无一致的头颅CT毫安秒设置, 仅有少数关于成人及儿童较低剂量头颅CT研究报道^{[1, 2]}。本研究旨在观察不同毫安秒对新生儿头颅CT图像质量的影响, 探讨新生儿低剂量头颅CT扫描的可行性。

1 资料与方法 1.1 实验研究

为了确定本CT仪对新生儿头颅CT检查时, 图像质量在不影响诊断精确性的前提下, 所需要的最小毫安秒设置, 我们对一尸体头部作为模型进行研究。取引产后产出的孕34周的死胎, 引出后立即进行CT扫描, 胎儿体重为2.3 kg, 胎头的双顶径(外横径)为8.8 cm, 前后径10.2 cm, 顶骨颅板厚4 mm, 其头颅大小形状与足月新生儿无明显区别。以听眦线为基线向上对头颅进行连续扫描, 共扫描8层, 从50mAs开始, 以5mAs为递增基数, 扫描至300mAs, 扫描层厚7 mm。使用美国GE公司生产的Highspeed Nx/i CT扫描仪, 扫描电压均为120kV, 曝光时间为1秒, 取第三脑室上部层面中心区, 选择一个直径1.8 cm的兴趣区(ROI)进行CT值的测量, 记录不同毫安秒图像的CT值的标准差, 标准差(SD)代表图像的噪声水平, 将其与mAs的关系绘制成坐标图(图 1), 从图中可以看出, 在7 mm层厚图像中, mAs从100mAs增加至300 mAs时, 图像噪声并没有降低, 相反, 管电流低于90 ~ 100 mAs时, 图像噪声明显增加。从头部尸体模型扫描结果表明, 90~ 100 mAs可能是本CT机新生儿头部CT检查的理想水平。

2 临床研究

2002年12月至2004年2月80例新生儿进行的头颅CT检查, 将其随机分为3组, 即260 mAs组, 24例; 225 mAs组, 21例; 100 mAs组, 35例。使用美国GE公司生产的Highspeed Nx/i双排螺旋CT机进行扫描, 3组扫描电压均为120kV, 层厚7 mm, 扫描野(FOV)为25 cm, 窗宽100Hu, 窗位35Hu。

由2名有经验的放射学家使用6个问题测量表对头颅CT片中的图像质量进行双盲阅读评分^[3], 问题1 ~ 6是关于显示头颅CT图像中特定解剖区域及结构显示的清晰度, 这些解剖结构包括:放射冠水平灰白质的界限(Q₁), 四脑室水平小脑灰白质界限(Q₂), 侧脑室边缘(Q₃), 凸面脑沟(Q₄), 环池(Q₅), 基底动脉及脑桥前池(Q₆), 最后一个问题回答CT图像能否满足临床诊断要求。使用4点评分制进行评价, 4分指解剖结构清晰可见, 诊断的可信度水平接近100%, 3分指可见度及可信度均为75%, 2分指可见度及可信度均为50%, 1分指可见度及可信度均为25%或更低。

应用计算机SAS软件包进行分析, 使用方差分析法比较3组图像之间的上述问题评分, 当P < 0.01时, 提示差异有显著性。

从扫描程序设定栏和CT检查后的患者资料栏分部记录头颅不同扫描剂量的权重CT剂量指数(CTDIw)及最大有效辐射剂量。用t检验比较三组CT扫描的前述参数, 当P < 0.01时, 提示差异有显著性。

图像噪声测量:分别在后颅窝小脑半球及侧脑室上方水平半卵圆形中心部位, 取一个大小为130mm ±12mm的兴趣区, 测量CT值及其标准差, 后者作为图像的噪声水平。

3 结果 3.1 图像分析

所有3组病人图像质量均能满足常规临床诊断质量要求, 三组图像质量评分见表 1。阅读者1对3组不同毫安秒中1 ~ 6个问题的总评分分别是260 mAs组21.05分, 225mAs组21.66分, 100 mAs组20.96分, 阅读者2对3组不同毫安秒中1~ 6个问题的总评分分别是260mAs组20.14分, 225 mAs组20.39分, 100mAs组19.56分, 2个阅读者的3组评分差异均无显著性(P >0.05), 对每一个问题的评分中, 260mAs组、225mAs评分均稍高于100mAs组, 但差异无显著性(P >0.05)。

3.2 剂量测量

100mAs组头颅CT扫描的CTDIw为15.8mGy, 225mAs组及260mAs组的CTDIw分别是34.86mGy及41. 52mGy, 三组间差异有显著性(P < 0.01), 说明100mAs组剂量显著低于225mAs及260mAs组。DLP:100mAs扫描组为121. 479mGy, 225mAs组为254.511mGy, 260mAs组为372.96mGy。100mAs扫描最大有效剂量为0.356mSv, 225mAs组为0.739mSv, 260mAs组为0.91mSv, 三组间差异有显著性(P < 0.01)。

3.3 噪声测量

100mAs、225mAs及260mAs扫描小脑半球的噪声分别是(3.10 ±0.84)HU、(2.70 ±0.33)HU及(2.62 ±0.43) HU, 大脑半球噪声分别是(2.75±0.58)HU、(2.30 ±0.35)HU和(2.10 ±0.51)HU, 从结果中可以看出, 三组图像中小脑的噪声水平均高于大脑, 三组图像中小脑半球之间的噪声水平差异均有显著性, 而大脑半球之间的噪声水平差异均无显著性, 但仍以100mAs图像噪声最高。

4 讨论 4.1 儿童低剂量CT扫描的临床应用

儿童的身体径线明显小于成人, Hagga^[4]认为由于扫描所需放射剂量(mAs)与身体的大小呈线性正相关, 因此, 儿童CT扫描剂量应明显低于成人剂量, 但遗憾的是, Patrrson^[5]一项研究表明, 多数医院在进行儿童螺旋CT扫描时并没有直接按照身体的大小及扫描部位调整扫描参数, 而是与成人扫描参数类似, 最近, 已有少数关于儿童低剂量CT扫描的报道, 婴儿及儿童低剂量胸部扫描研究证明^{[6, 7]}对于呼吸合作的病人辐射剂量可以较标准剂量减少80 %(降至34mAs), 对于不合作的病人辐射剂量可以减少72 %(降至50mAs), 而仍可获得肺部良好的图像质量。Frush^[8]对儿童腹部多层螺旋CT扫描进行了计算机模拟低剂量扫描实验研究, 结果表明儿童腹部CT剂量可以明显的降低, 而图像质量不受影响, 对腹部低对比的结构显示mAs可以减少33 %, 对高对比结构的观察时mAs可以降低67%, 而图像质量不受影响。

4.2 头部低剂量CT扫描与图像质量

Chan等^[2]对儿童头颅CT扫描结果表明mAs从200mAs降至125mAs, 即剂量减少约40%, 而图像质量没有下降。对新生儿头部CT低剂量检查尚未见到报道。从我们的实验结果可以看出, 增加mAs产生图像噪声降低, 因而改善图像质量, 但mAs增加到一定水平后, 继续增加mAs, 噪声降低并不明显。理想的选择是图像质量与辐射剂量的折衷。从表 1中可以看出2名阅读者对所有问题的评分中, 225mAs及260mAs仍高于100mAs组, 这是因为高mAs产生高质量图像是理所当然的, 但三组图像质量评分差异并无明显性, 说明100mAs的新生儿头部CT扫描条件是可行的, 其毫安秒较260mAs和225mAs分别减少了62 %和56 %, 符合尽可能低地合理使用CT扫描原则。

从三组图像的噪声测量中可以看出, 毫安秒降低噪声增加, 本组中以100mAs图像噪声最高, 大脑半球的噪声为2. 75HU, 小脑半球的噪声为3.10HU, 有人认为^[1]当大脑半球的噪声小于6HU, 小脑半球的噪声11HU时, 图像质量能够满足诊断要求, 说明100mAs图像质量能够满足诊断要求。

4.3 新生儿头部CT扫描的辐射剂量

新生儿约有30%的骨髓位于颅骨中^{[9, 10]}, 头颅CT检查的骨髓吸收剂量高于胸部或腹部检查, 婴儿头部经线小, 如果使用与成人相同的CT扫描参数检查儿童病人, 典型的辐射剂量至少是成人的2倍^{[9, 11]}。因此, 降低新生儿头部CT检查的辐射剂量具有重要意义。本研究表明:100mAs组、225mAs组和260mAs组的最大有效剂量分别是0.356mSv、0.739mSv和0.91mSv, 前者是后两者的48 %和39%。