中国辐射卫生  2010, Vol. 19 Issue (3): 353-354  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2010.03.042

引用本文 

吴爱琴, 郑文龙, 许崇永, 周忠洁. 螺旋CT CARE DOSE 4D功能与图像噪声和辐射剂量的关系[J]. 中国辐射卫生, 2010, 19(3): 353-354. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2010.03.042.

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收稿日期：2010-01-03
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螺旋CT CARE DOSE 4D功能与图像噪声和辐射剂量的关系
吴爱琴 1, 郑文龙 2, 许崇永 1, 周忠洁 1     
1. 温州医学院附属第二医院放射科, 浙江 温州 325000;
2. 温州市第二人民医院放射科
收稿日期：2010-01-03
作者简介：吴爱琴(1966~), 女, 副主任技师, 从事影像技术工作.
摘要：目的 探讨螺旋CT CARE DOSE 4D功能与图像噪声和辐射剂量的关系。方法 使用圆柱体体模(φ30cm)、成人胸部扫描方案, 在关闭和打开CARE DOSE 4D功能时, 分别使用1.0 mm、1.5 mm、2.5 mm、4.0 mm准直宽度进行螺旋扫描, 取各组相同层面的四幅图像存储并测量、记录不同准直宽度的扫描时间, 有效mAs, 实际mAs值和容积CT剂量指数(CTDIvol)及图像的噪声, 并进行统计学分析。结果 (1) 扫描剂量设定80 mAs, 使用CARE DOSE 4D功能时, 各组准直宽度扫描的有效mAs均为30, 实际mAs分别为35、35、37、38, 是原来设定值80 mAs的43.75%、43.75%、46.25%、47.50%。图像噪声随着准直宽度的增加而下降, SD值的均数从8.31下降到7.38, 标准差从1.30下降到0.95, 但经方差分析后无统计学意义(P>0.05)。(2)与不使用CARE DOSE 4D功能相比, 使用该功能时图像噪声有所增加(P < 0.05)。(3)打开和关闭CARE DOSE 4D功能时, 有效mAs前者仅为后者的37.50%, 实际mAs为43.75%~47.50%, CTDIvol为37.50%~37.90%。结论 使用CARE DOSE 4D功能能够有效降低扫描剂量, 显著减少辐射剂量, 且对图像噪声影响较小。
关键词：CARE DOSE 4D    噪声    辐射剂量    体层摄影术    

多层螺旋CT由于扫描速度快, 可大范围容积扫描, 层厚薄, 后重组图像质量好, 显著提高了影像诊断的准确率和检查效率, 因此其应用日益普及。但其与单层CT比较, 可能会产生更大的X射线辐射[1]。降低CT扫描辐射剂量是2005年RSNA会议上的热点问题之一, 各医疗器械厂家竞相推出了各种方法来优化机器性能从而降低扫描剂量, CARE DOSE 4D功能就是其中方法之一。笔者使用水模通过改变准直宽度的方法测试、探讨CARE DOSE 4D功能对图像噪声和辐射剂量的影响与作用。

1 材料和方法 1.1 仪器及扫描方式

使用西门子公司的Somation Emotion Duo螺旋CT机和直径30 cm圆柱体体模, 使用成人胸部扫描方案, 设置质量参考mAs为80, 130 kVp, 旋转时间1.0s, 螺距1.0, FOV320 mm, 固定层厚5 mm, 分别使用四种不同准直规格即:1.0 mm(采集2 ×1.0 mm)、1.5 mm(采集2 ×1.5 mm)、2.5 mm(采集2 ×2.5 mm)、4.0 mm(采集2 ×4.0 mm)进行螺旋扫描, 且每次扫描的起始与结束位置相同, 各组均取其中相同层面的四幅图像存储供测量, 同时记录每种不同准直规格扫描时的扫描时间, 有效mAs, 实际mAs值和容积CT剂量指数(CTDIvol)。

1.2 图像处理

将体模扫描后4组不同准直规格相同层面的图像各4幅共16幅, 分别取中心及上下左右各相当于3、6、9、12点位置距水模边缘下方约1 cm处设置感兴趣区(region of interest, ROI), ROI大小均为103.35 mm2, 记录各ROI测量所得的CT值的标准差(SD)值, 以标准差(SD)值代表图像的噪声。使用SPSS11.5统计软件进行统计处理, 分别计算出各组不同准直规格图像CT值的标准差(SD)的均数和标准差(x±S), 计数资料经方差分析, 比较各组间有否统计学意义(检验水准P取0.05)。

2 结果 2.1 扫描时间、mAs、CTDIvol的变化

关闭和打开CARE DOSE 4D功能时四种不同准直规格的扫描时间、有效mAs、实际mAs、容积CT剂量指数(CTDIvol)如表 1、2。与关闭CARE DOSE 4D功能相比较, 打开其功能时有效mAs、实际mAs、CTDIvol值均明显降低, 各为前者的37.50%、43.75% ~ 47.50%、37.50% ~ 37.90%。

表 1 关闭CARE DOSE 4D功能时扫描时间、有效mAs、实际mAs、CTDIvol

表 2 打开CARE DOSE 4D功能时扫描时间、有效mAs、实际mAs、CTDIvol
2.2 均数与标准差的变化

关闭和打开CARE DOSE 4D功能时各组准直宽度的图像噪声及均数和标准差如表 3、4、5, 各点均取4幅图像数据的平均值。表中数据说明关闭和打开CARE DOSE 4D功能时, 图像噪声差异有统计学意义(P均 < 0.05), 打开CARE DOSE 4D功能时, 图像噪声有所增加。打开CARE DOSE 4D功能时各不同准直规格间的图像噪声(SD)经方差分析F≈ 2.195(P>0.05), 无统计学意义。

表 3 关闭CARE DOSE 4D功能时图像噪声及均数和标准差

表 4 打开CARE DOSE 4D功能时图像噪声及均数和标准差

表 5 两组图像噪声的均数和标准差比较
3 讨论 3.1 CARE DOSE 4D技术原理

CARE DOSE 4D技术包括角度管电流调制(angular tube current modulation)和Z轴管电流调制(Z-axis tube current modulation)。Z轴管电流调制技术能够通过单幅定位像获取各层面的信息, 估算出各层的管电流, 使得各层的噪声维持在相同或相近的水平; 角度管电流调制技术可以根据被扫描物体在横断面不同角度的衰减的差异实时调整管电流, 以提高射线的利用效率从而降低辐射剂量[2]。故CARE DOSE 4D技术可以通过X轴、Y轴、Z轴及时间四维空间实时分析每例CT扫描患者的解剖部位, 相应调节曝光量[3]。在体部组织厚、重叠多的部位, 曝光量相应地提高; 在体部组织薄、重叠少或含气量多的部位, 曝光量相应地减少, 这样既能够保证了图像的质量, 又能够降低扫描剂量, 有效地减少了对患者的辐射。

3.2 CARE DOSE 4D功能对扫描剂量的影响

本研究采用圆柱体体模, 在设定质量参考mAs为80的情况下进行实验, 结果分析可知, 在相同的扫描条件下, 使用CARE DOSE 4D功能时, 有效mAs、实际mAs和CTDIvol均比不使用CARE DOSE 4D功能明显降低。在使用CARE DOSE 4D功能的情况下, 各种不同准直间的有效mAs、实际mAs和CTDIvol相同和相近, 说明CARE DOSE 4D功能能够维持扫描mAs在一定范围, 使扫描能够在较低的射线剂量水平上提供稳定的图像质量。

3.3 CARE DOSE 4D功能对图像噪声的影响

降低照射剂量必然导致图像噪声的增加、空间分辨率和图像质量的下降[4], 本组使用CARE DOSE 4D功能比不使用CARE DOSE 4D功能图像噪声增加能够充分说明这个观点。同组间比较, 使用较宽的准直宽度, 图像噪声降低, 即图像噪声随着准直宽度的增加而下降, 但经方差分析后差异无统计学意义(P>0.05), 说明准直的改变对图像噪声无明显影响

3.4 本研究存在的不足

根据CARE DOSE 4D功能原理, 本研究应采用非对称性体模如仿真人体体模或圆锥形体模进行实验, 以便能够更好地观察其管电流的调节作用, 真实的体现该功能的应用价值。限于条件, 本研究仅只采用圆柱体体模实验, 因此尚需进一步拓展至非对称性体模和临床实验, 但其结果也能够充分说明其降低辐射剂量和对图像噪声影响较小的作用。

参考文献
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