随着CT的广泛应用, 在确保诊断质量的前提下, 尽可能减低CT的照射剂量, 得到越来越广泛的关注。但相关文献中探讨少年儿童低剂量扫描的甚少。笔者拟利用现有设备条件, 对低剂量头颅CT在儿童检查中的应用, 及其可行性进行探讨。

1 资料及方法

66例受检者, 男34例, 女26例, 年龄6~16岁, 平均(11.24±3.53)岁, 为外伤受检者, 无既往病史, CT无阳性发现, 短期随访无异常体征。随机均分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组, 分别用原机标准条件、两种不同低剂量条件扫描, 然后采用不同卷积函数值(Kernel)重建成像, 详见表 1。

CT为SIEMENS SENSATION 4, 采用非螺旋扫描, 准直器宽5 mm, 层厚层距10 mm, 共10层, 扫描线基线为听眉线, 以避开晶状体。

图像质量评价标准:参照欧共体标准和国内张忠嘉等的研究^[1], 进行等级量化评分。各次成像质量总分为各对应指标得分与其权重系数乘积之和。评价指标、评分等级、权重系数如下:

观察设备为SIEMENS SyngoSpeaking工作站, 窗宽、窗位、显示器等均为原标准设置, 显示屏21时。图像评价由两位具有6年以上CT工作经验, 并从事本CT工作1年以上的放射科医生, 各自独立按前述标准, 对各次CT图像以随机顺序进行盲法评价, 最后各指标的评分取平均值。

使用SPSS11进行统计分析, 对标准条件与两种不同低剂量条件下的评分结果分别行独立样本间均数的t检验。

2 结果

取α=0.01。Ⅱ组, 不同kernel值情况下, 图像质量总分A、B与Ⅰ组均无统计学差异。Ⅲ组, 在kernel=40时, 总分A、B与Ⅰ组差异有显著性; 在kernel=30、20时差异无显著性。详见表 2。取其中3例作为例证, 见图 1~3。

3 讨论

CT广泛应用的同时, 使受检个体以及群体的有效受照剂量大为增加。世界范围内, 比例为5%的CT检查产生的照射剂量约占医学照射剂量的34%^[2]。且目前的大多数CT机没有对儿童的扫描条件进行专门设置。儿童在进行头颅CT检查时往往使用成人的扫描条件, 这显然是不合理的。近年一些CT机增设了部分用于儿童检查的条件, 但并不完善。例如本机的头颅扫描条件就仅对6岁以下作了专门设置, 而对6岁以上就没有作专门设置。因此, 有必要对现有设备的扫描参数进行优化, 避免不合理的照射剂量, 同时尽可能地降低受照剂量。

影响照射剂量的参数主要有:管电流、管电压、准直器宽度、进床速度与pitch值^{[2, 3]}。鉴于头颅CT多用非螺旋扫描方式, 不涉及进床速度及pitch值, 本实验采用了低剂量策略中最常用也最为理想的降低管电流的方法, 其他扫描参数保持原标准值不变。

管电流减低, 必然导致采集信息量的减少, 密度分辨率下降, 即信噪比降低, 灰白质密度对比度下降, 图像颗粒度增粗。因此, 我们在图像重建时降低了kernel值, 以补偿密度分辨率的下降。降低Kernel值也就降低了截止频率, 滤掉高频噪声, 提了高密度分辨率, 但同时也滤掉高频数据, 使空间分辨率降低^[4]。此时, 灰白质密度对比度增加, 图像颗粒度变细, 但颗粒的锐利度降低, 不利于细小物体边缘的分辨。不过, 李坤成等的研究证明密度分辨率是影响CT图像质量评价的主要因素, 而空间分辨率对它影响甚小^[5], 本实验结果也反映了这一特点。从实验得知, 两种不同低剂量条件下, kernel值从40调到30时图像质量均明显提高, 但kernel与图像质量并不呈线性关系, 从30调至20时虽仍有作用, 但不再如此显著。

关于成像质量的评价方法, 国外一些学者常用阳性病灶的检出率进行ROC曲线评价。但病灶的检出能力高低并不一定与成像质量成正比, 例如高密度的大病灶即使在成像质量很低的情况仍能够获得高检出率, 其结论不具有普适性。所以, 实验中我们仍然使用阴性检查对象进行成像质量的评价, 而正常解剖结构的成像质量恰恰是影像诊断的基础, 能够反映检出病变的潜在能力, 且评价指标不会受病变的干扰。

关于成像质量的评价指标, 我们采纳了欧共体标准的全部五项指标, 即实验中的前五项指标。事实上除前两项很敏感外, 后三项对照射剂量的降低并不敏感。对于张忠嘉等研究中出现的不同指标, 我们采纳了"图像颗粒度"这一敏感指标, 而图像伪影"、"CT值是否在正常范围"主要针对不同CT机性能, 适于不同设备的比较。

头颅CT中, 照射剂量大小与X射线对颅骨的穿透性密切相关。颅骨虽在7岁时已近似成人大小, 但板障的骨化增厚等发育从4岁开始直到35岁, 由此儿童颅骨的穿透性明显高于成人^[6]。本实验结果恰好映证了此特点。实验中还发现图像质量受低剂量的影响有随年龄下降而略有减低的大体趋势。1 2剂量条件条件下, 无论是图像的总体感观还是实际质量评分与标准条件下区别甚微, 无统计学差异。1 3剂量条件下, 图像的总体感观确实有所差异, 但在统计学范围内, 除kernel=40时的图像外, 降低剂量前后的其它图像质量的总分A、B均不存在显著差异。而图像的总体感观主要受噪声的影响, 在不计入反映噪声的"颗粒度"时, 两种低剂量条件下的质量得分B相对于标准条件得分的差异均明显有所缩小。

当然, 不同的设备、不同的人得出的评价结果将会有所出入, 尤其是对1 3剂量条件下的质量评价。从统计结果看, 低剂量条件下, 成像质量的变异度较标准条件下增大, 即个体差异对成像质量的影响加大; 不过, 也可看出1 2剂量条件应是可靠的。另外, 本实验统计结果是以标准条件为对照所得。事实上, 1 3剂量条件下, kernel=40时的图像质量虽与标准条件下有统计差异, 但基本都能达到诊断要求。所以, 工作中, 还可以根据实际诊断要求, 进一步适当调低管电流。

总之, 利用现有设备, 降低儿童头颅CT低照射剂量, 同时确保其成像质量, 是恰当且可行的。