中国辐射卫生  2020, Vol. 29 Issue (4): 426-429  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2020.04.026

引用本文 

仰飞, 牟道远, 郭斌, 姜辉, 边传振. 双定位像结合DoseRight技术降低OSAHS儿童上气道CT检查辐射剂量的可行性[J]. 中国辐射卫生, 2020, 29(4): 426-429. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2020.04.026.
YANG Fei, MOU Daoyuan, GUO Bin, JIANG Hui, BIAN Chuanzhen. Feasibility study on reducing radiation dose of upper airway CT examination in children with OSAHS by dual scout image and DoseRight technology[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2020, 29(4): 426-429. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2020.04.026.

基金项目

江苏省妇幼保健协会科研项目(FYX201918)

通讯作者

边传振,E-mail:bcz198707@163.com

文章历史

收稿日期:2020-01-03
双定位像结合DoseRight技术降低OSAHS儿童上气道CT检查辐射剂量的可行性
仰飞 , 牟道远 , 郭斌 , 姜辉 , 边传振     
南京医科大学附属儿童医院放射科,江苏 南京 210008
摘要目的 探讨采用正侧位定位像结DoseRight技术进一步降低阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)儿童上气道CT检查辐射剂量的可行性。方法 前瞻性搜集行上气道CT检查的3~7岁患儿107例,随机分配到实验组和对照组。使用飞利浦128iCT进行数据采集,试验组采用上气道正侧位定位像定位,对照组只采用侧位定位像定位。记录两组患儿的CT容积剂量指数(CT volume dose index,CTDIVOL)以及剂量长度乘积(dose length product,DLP)并进行对比分析,然后对所得图像质量进行主观及客观评价。结果 实验组ROI1的SD值高于对照组而SNR低于对照组,差异有统计学意义(t = 5.83,−5.98,P < 0.01);两组患儿SD值及SNR在ROI2的差异无统计学意义;两组患儿的图像质量主观评分差异无统计学意义( z = −0.289,P = 0.772);实验组平均CTDIVOL低于对照组,差异有统计学意义(t = −2.66,P = 0.012);对照组平均DLP较实验组高16.8%,差异有统计学意义(t = −2.46,P = 0.019)。结论 双定位像结合DoseRight技术能够降低OSAHS儿童上气道CT检查的辐射剂量并保证图像质量,值得应用推广。
关键词阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征    定位像    DoseRight    辐射剂量    
Feasibility study on reducing radiation dose of upper airway CT examination in children with OSAHS by dual scout image and DoseRight technology
YANG Fei , MOU Daoyuan , GUO Bin , JIANG Hui , BIAN Chuanzhen     
Department of Radiology, Children's Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing 210008 China
Abstract: Objective To explore the feasibility of further reducing radiation dose of upper airway CT examination in OSAHS children by using anteroposterior and lateral scout image combined with DoseRight technique. Methods A total of 107 OSAHS children aged 3-7 were enrolled prospectively, and divided into test group and control group randomly. Control group underwent a scan protocol with lateral scout scan combined with DoseRight technology, while anteroposterior and lateral scout scan combined with DoseRight technology were performed in test group. CTDIVOL and DLP were recorded and compared between two groups, as well as subjective and objective evaluation of the image quality was made. Results At the ROI1, SD value of the test group was higher than that of the control group, while SNR was lower than that of the control group (t = 5.83, −5.98, P < 0.01);there was no significant difference in SD value and SNR in ROI2 between the two groups; the average CTDI VOL of the test group was lower than that of the control group (t = −2.66, P = 0.012), and the average DLP of the control group was 16.8% higher than that of the test group (t = −2.46, P = 0.019). Conclusion Dual positioning image combined with DoseRight technology can reduce the radiation dose of upper airway CT examination in OSAHS children and ensure the image quality, which is worthy of application and promotion.
Key words: OSAHS    Cout Image    DoseRight    Radiation Dose    

在我国,阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)发病率为1.5%~4.3%,肥胖者发病率更高[1]。在儿童患者中,腺样体肥大是引起该症状的最常见病因之一,睡眠时鼾声过大和憋气是最常见的症状,如不及时改善,可能会引起腺样体面容,甚至成为气管炎的易感人群,长期用口呼吸,鼻子不通气,更易造成头部缺血缺氧,而出现精神萎靡,记忆力下降等严重后果,而影响儿童的身体及智力发育[2]。CT检查是OSAHS常用的辅助检查手段之一,可以精准计算上气道横断面的各径线长度和横截面面积,能够为治疗方案的制定提供更精准的数据支持[3]。但少年儿童对X线敏感,且扫描范围周围有眼晶体、甲状腺等对射线敏感的器官,因此控制辐射剂量尤为重要[4]。DoseRight技术能通过患者的定位像来实现动态的实时的曝光剂量调节[5],但目前临床上常只采用侧位定位像作为儿童上气道CT检查的定位参考,且在国外内有关于使用正侧位定位像来降低DoseRight技术条件下患者的辐射剂量的报道也较少[6]。因此本研究的主要目的是探讨采用正侧位定位像结合DoseRight技术进一步降低OSAHS儿童上气道CT检查辐射剂量的可行性。

1 材料与方法 1.1 临床资料

本研究通过南京医科大学附属儿童医院伦理委员会审批后进行。前瞻性的搜集2017年3月—2018年12月我院行上气道CT检查的3~7岁患儿107例,其中男童53例,女童54例,平均年龄(5.43 ± 1.31)岁,随机分配到实验组和对照组。入组标准:有OSAHS临床症状,临床资料完整,经临床或手术确认为OSAHS的患儿。排除标准:由于体位或其他原因,临床证实OSAHS为假阳性的患儿;有牙套等金属异物的患儿;扫描范围内有其他良恶性占位病变的患儿;病情不允许CT检查的患儿。试验组采用上气道正侧位定位像定位(59例),对照组只采用侧位定位像定位(48例)。

1.2 检查方法

使用飞利浦128 iCT进行数据采集,选用128 × 0.625 mm探测器及机器推荐螺距,球管旋转一周0.33 s,FOV为200 mm × 200 mm,扫描时患儿仰卧,自由呼吸,双上肢下放置于身体两侧,检查前去除患儿扫描范围内金属等高密度物品,无法配合完成检查的患儿水合氯醛镇静后方可检查。实验组选用DoseRight、Z-Modulation及3D-Modulation技术,对照组选用DoseRight、Z-Modulation技术。扫描管电压100 kV,参考管电流70 mAs(范围None-150 mAs),从颅底扫至声门水平。数据采集完成后采用iDose4算法进行图像重建,重组图像层厚5 mm,层距5 mm,其他横断位、冠状位及矢状位图像均在原始数据基础上采用进行重组。记录患儿实际扫描范围(L)。

1.3 辐射剂量评估

从CT机自动生成的辐射剂量报表获得患儿的CT容积剂量指数(CT volume dose index,CTDIVOL)以及剂量长度乘积(dose length product,DLP)(实际扫描剂量 + 定位像辐射剂量)。

1.4 图像质量的客观评价

选取矢状面CT图像中的右二腹肌前腹中间20~50 mm2区域为兴趣区(ROI1),获得ROI1客观噪声值(SD)以及均值CT值(HU),SD即为图像噪声值,信噪比(SNR) = HU/SD;在CT图像上,于甲状软骨前方选取20~50 mm2区域为兴趣区(ROI2),获得ROI2客观噪声值(SD)以及均值CT值(HU),SD即为图像噪声值,信噪比(SNR) = HU/SD[7]

1.5 图像质量的主观评价

由放射科一位副主任医师和一位主管技师作为观察者在同一医疗影像管理系统(PACS)上对所得图像根据腺样体、扁桃体、咽隐窝、各颈部肌肉、鼻咽腔、气管的清晰度和边缘的锐利度进行5分制评分:各解剖结构显示非常清晰,边缘锐利度非常好,得5分;各解剖结构显示较清晰,边缘锐利度较好,得4分;各解剖结构尚能充分显示,图像质量也能满足诊断要求,得3分;解剖结构显示欠清晰,细节结构不能明确评估,图像质量较差,不能满足诊断要求,得2分;解剖结构显示不清,细节结构无法评估,图像质量差,得1分。≥ 3分的图像被认为可以满足诊断要求[8]

1.6 统计学分析

采用SPSS 20.0进行统计学分析,采用t检验对两组患儿的年龄、信噪比、客观噪声值、DLP及CTDIVOL进行比较,采用卡方检验对两组患儿性别进行比较,采用Mann-Whitney U秩和检验比较两组患儿的主观评分,P < 0.05为差异有统计学意义,各观察者主观评分一致性分析采用Kappa检验,k ≤ 0.2为一致性差,0.2 < k ≤ 0.4为一致性一般,0.4 < k ≤ 0.6为一致性中等,0.6 < k ≤ 0.8为一致性较强,0.8 < k ≤ 1.0为一致性强。

2 结果 2.1 两组患儿人口统计学结果

实验组和对照组患儿在性别、年龄及扫描范围的差异无统计学意义,见表1

表 1 人口统计学结果
2.2 两组患儿图像质量客观评价结果

实验组ROI1的SD值高于对照组而SNR低于对照组,差异有统计学意义(t = 5.83,−5.98,P < 0.01);两组患儿SD值及SNR在ROI2的差异无统计学意义,见 表2图1

表 2 两组患儿客观评价结果

图 1 A为矢状面CT图像中的二腹肌前腹兴趣区,B为横断面CT图像甲状软骨前方兴趣区。
2.3 两组患儿图像质量主观评价结果

两组患儿的图像质量主观评分差异无统计学意义(z = −0.289,P = 0.772),见表3

表 3 两组患儿主观评价结果
2.4 两组患儿辐射剂量统计结果

实验组平均CTDIVOL低于对照组,差异有统计学意义(t = −2.66,P = 0.012);对照组平均DLP较实验组高16.8%,差异有统计学意义(t = −2.46,P = 0.019),见表4

表 4 两组患儿辐射剂量统计结果
3 讨论

CT检查是OSAHS常用的辅助检查手段之一,可以精准计算上气道横断面的各径线长度和横截面积,能够为患儿治疗方案的确定提供更精准的数据支持。但CT检查辐射量较大,在特定辐射剂量下,儿童患肿瘤的风险高于成人,因为儿童对电离辐射更敏感且具有更长的生命周期[9]。研究表明,儿童所受辐射剂量累计超过50 mGy,患白血病的风险就会增加3倍,累计超过60 mGy,患脑肿瘤的风险也会增加3倍[10]。为了降低电离辐射风险,同时得到准确的临床诊断,CT检查前必须认真评估其风险和必要性,若必须执行CT检查,应考虑低剂量参数CT扫描。另外,气道内的含有空气,CT检查时低密度的空气能够和周围组织形成强烈的对比,而本研究中CT的诊断目的是对气道狭窄程度的测量,这就为降低辐射剂量提供了可能[11]

O’Daniel等学者报道称,自动曝光控制(AEC)能够降低儿童及成人CT扫描的辐射剂量并保证图像质量[12]。DoseRight技术与AEC效能等同,DoseRight自动毫安选择功能能够依据扫描定位像所确定的患者体型和检查部位及X线的衰减情况来进行相关计算,给出合适的mAs,因此能够优化扫描条件,在保证图像质量的前提下尽可能的降低辐射剂量[13];轴向动态剂量调节功能能够自动调节横断面图像管电流,在高衰减区域如肩部及骨盆等部位增加辐射剂量,在低衰减部位如颈部减少辐射剂量;纵向动态剂量调节功能能够在纵轴方向依据不同部位及体型对管电流进行调节[14]。因此,DoseRight技术可以通过X、Y、Z及时间轴四维实时分析每例患者的解剖部位信息,并进行相应的曝光量调节。由此可见,在儿童上气道CT检查时定位像的选取会对CT扫描仪的输出剂量产生影响并间接影响图像质量和辐射剂量。

本研究中实验组平均DLP较对照组降低16.8%,这与袁子龙等学者采用正侧位定位像联合CARE Dose 4D技降低成人胸部CT扫描辐射剂量的研究相一致[15]。本研究表明DoseRight技术条件下双定位像较单定位像能够提供更多的射线衰减状况及解剖信息,能更精确的对输出剂量进行调节。这可能是因为侧位定位像仅能在冠状方向上判断人体的射线衰减情况,而矢状方向仅能获得人体的厚度,但无法判断在此厚度下人体前后方向对射线的衰减情况。正侧位双定位像相结合能为辐射剂量的精确调节提供更多的信息,进而体现在每层mAs的精确修正上,最终导致CTDIVOL及DLP的降低。本研究中虽然双定位像扫描会因为定位像的增多造成了辐射剂量的增加,但结果表明,增加的辐射剂量远低于单定位像扫描增加的剂量。

CT图像质量和辐射剂量是一对矛盾综合体,降低辐射剂量势必会导致图像质量的下降,如何在降低受检者辐射剂量的同时保证图像质量成为人们关注的热点,其中图像质量评价是重要的一个环节。目前对CT图像的主观评价主要是以影像医生为观察者,依据以往医生凭经验制定的标准对图像质量进行视觉打分,因为医学图像主要是为医生服务的,因此主观评价法是相对合理可靠的,但主观评价同时也受多种因素如观察者的临床经验、知识体系、观察环境等的影响,因此有学者提出采用CT图像中具有代表性区域的SNR和SD作为客观评价标准对主观评价进行补充。本研究同时采用主观及客观评价两种方法对图像质量进行评分,且选取了二腹肌前腹及甲状软骨前方区为代表区域,这些区域对剂量的变化敏感,能准确体现出剂量变化对图像质量的影响,结果会更加准确。本研究中获得的图像质量均能满足诊断需求,但实验组图像质量稍低于对照组,这可能是由于双定位像调节降低了该区域的输出剂量,但扫描范围内组织间密度差异较小(除气道与周围组织外),对X线衰减较大且对比低,因此较小的mAs降低就可能会造成CT探测器接收的X线光子量明显减少,从而影响图像质量[16-17]

本研究的不足之处在于:(1)样本量较小,年龄跨度较大所得结果可能不准确;(2)图像质量主观评分与观察者的读片喜好与倾向有关,评分结果可能存在争议;(3)没有对患儿的体重进行匹配。虽然存在上述不足,但本研究结果能够初步说明双定位像结合DoseRight技术可以降低患儿的辐射剂量,值得推广。

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