多层螺旋CT颈椎扫描重建较单纯的颈椎间盘扫描可以为临床提供更多的诊断信息, 日益受到临床的重视^[1], 但是辐射剂量也随之上升。由于颈部的结构复杂, 甲状腺等组织对射线非常敏感。本研究采用两排螺旋CT进行颈椎低剂量扫描并重建, 探讨如何优化扫描参数, 利用较少的辐射剂量来获得可以满足临床诊断要求的图像。

1 资料与方法 1.1 临床资料

搜集在我院行颈椎椎体扫描的患者50例, 男性22例, 女性28例, 年龄24~60岁, 常规剂量组25例和低剂量组25例。患者都经过临床医生的检查并认为需要进行颈椎椎体扫描及容积重建。随机观察同期进行颈椎椎间盘扫描的患者25例作为对照组, 男性13例, 女性12例, 年龄26~62岁。

1.2 检查方法

使用Philips MX 6000双排螺旋CT机, 采用不同的扫描参数:常规剂量组的扫描参数定为电压120 kV, 电流200 mA, 层厚3 mm, 层距3 mm, 螺距为1.5, 准直宽度2 × 1 mm, 球管旋转时间1.5s;低剂量组的扫描参数定为电压100 kV, 电流190 mA, 层厚3 mm, 层距3 mm, 螺距为2, 准直宽度2 × 1 mm, 球管旋转时间0.75 s; 对照组的扫描参数定为电压120 kV, 电流200 mA, 层厚2.5 mm, 层距2.5 mm, 螺距为1.5, 球管旋转时间为1.5s。均采用骨窗扫描, 建像矩阵512 × 512。

1.3 辐射剂量测量

从CT机产生的剂量报告中记录各组扫描的容积CT剂量指数和剂量长度积, 根据有效剂量=剂量长度积× C^[2], 计算出有效剂量。其中C为换算因子, 颈部平均值为0.0054^[3], 计算各组有效剂量值并记录。

1.4 图像重建

椎体扫描组扫描结束后进行原始图像重建。重建参数为:图像厚度1.2 mm, 建像间隔0.4 mm, 用体部标准骨窗进行重建, 有金属义齿则采用头颅去金属伪影重建。将重建后图像进行多平面重建, 截取齿状突与两侧块, 颈3~4、颈4~5、颈5~6、颈6 ~7椎间盘图像, 各4层图像。取正位前面观、后面观、侧位, 去除面颅诸骨、舌骨、甲状软骨、肋骨、肩胛骨、颅底等骨。将颈段椎体沿中线剖开, 分别取两侧椎间孔的内面观和外面观。

1.5 评价方法

将所有图像均传输至PACS工作站, 由两位经验丰富的放射科主治医生各自独立的对原始图像及重建图像质量进行评价, 两位评价者在并不知道具体扫描方式的前提下完成图像评分, 重建的椎间盘图像及单纯椎间盘扫描的图像采用随机数字表法进行排序, 允许评价医生调整窗位、窗宽, 对图像进行放大等操作。图像质量的评分分为0~5分递增^[4], 0分为图像质量最差, 影像层次不清, 颗粒粗大, 不具有诊断价值; 5分为图像质量最好, 影像层次较清晰, 颗粒较均匀, 完全能够用于诊断。对两者的观察评分进行记录, 结果不一致时, 两人协商后统一意见, 最后取平均值。

1.6 统计分析

测量各组椎间盘层面周围肌肉以及背景(空气)的CT值, 记录结果并计算两组CT值, 将计算获得的CT值的标准差作为评价图像噪声的客观指标, 感兴趣区大小为30 mm^2[5]。各组评分及图像噪声的差别比较采用单因素方差分析F检验, P < 0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

三组患者的不同扫描参数辐射剂量值见表 1。统计分析发现, 常规剂量组与低剂量组的剂量长度积值差异有统计学意义(P < 0.01), 有效剂量值差异有统计学意义(P < 0.01);常规剂量组与对照组的剂量长度积值差异也具有统计学意义(P < 0.01), 有效剂量值差异也具有统计学意义(P < 0.01);低剂量组与对照组的剂量长度积值差异无统计学意义(P=0.326), 有效剂量值差异无统计学意义(P=0.326)。

两位评分者的评分未出现明显差异, 经计算常规剂量组原始图像的得分为(4.58 ± 0.23)分, 重建椎间盘图像的评分为(4.20 ± 1.37)分, 容积重建的图像评分为(4.61 ± 0.22)分; 低剂量组原始图像的得分为(4.47 ± 0.24)分, 重建椎间盘图像的评分为(4.35 ± 0.21)分, 容积重建的图像评分为(4.39 ± 0.24)分; 对照组图像评分为(4.50 ± 0.19)分。三组患者原始图像评分差异无统计学意义(P > 0.05)。低剂量组的图像得分均在4分以上, 说明仍具有诊断价值。重建的椎间盘图像与单纯椎间盘扫描获得的椎间盘图像得分均在4分以上, 认为具有诊断价值。两者的图像CT值无统计学差异, 但常规剂量组和低剂量组的肌肉组织及背景(空气) CT值标准差均大于椎间盘扫描组, 主要是由于电流降低导致了图像噪声的增高^[5]。见图 1~图 4。低剂量组重建椎间盘周围的肌肉CT值为(52.0 ± 6.1) HU, 背景(空气) CT值为(-992.3 ± 20.5) HU; 常规剂量组重建椎间盘周围的肌肉CT值为(48.8 ± 5.8) HU; 背景(空气) CT值为(-1 000.2 ± 2.3) HU; 对照组的肌肉组织CT值为(49.6 ± 3.2) HU, 背景(空气)的CT值为(-997.2 ± 13.9) HU。低剂量组的肌肉组织及背景(空气) CT值的标准差(SD) (SD_肌肉=6.1;SD_背景=20.5)均大于对照组测量的数据(SD_肌肉=3.2;SD_背景=13.9)以及常规剂量组的数据(SD_肌肉=5.8;SD_背景=2.3)。

3 讨论

在CT检查中, 图像质量和射线剂量之间具有一定的因果关系。有时为了增加图像的分辨率或减少图像的噪声, 我们需要增加扫描的射线剂量, 这对诊断而言或许有利, 但同时病人却额外多承受了X射线。随着CT新技术在医学界的广泛应用, 受检者辐射量的问题受到医学界许多专家以及社会有关人士的关注。

影响螺旋CT辐射量的因素有很多:管电压、管电流、扫描范围、螺距、曝光时间、螺距、准直器等。因此, 降低辐射剂量的方法较多, 包括降低管电流、降低管电压、增加螺距、减少扫描范围等^[6]。降低管电压是目前降低辐射剂量的主要方式, 也是低剂量CT检查的主要方法。Naidich等^[7]研究表明, 放射性剂量与管电压成线性关系, 其他扫描参数不变, 降低管电压成像也能达到诊断要求, 而辐射剂量相应下降。以往的低剂量研究主要集中在电流或mAs的降低上^[8-11], X射线辐射量与管电流成正比, 但随着剂量的下降, 图像的噪声增加。螺距是螺旋扫描特有的扫描参数, 它是指扫描旋转架旋转一周检查床运行的距离和射线束宽度的比值。一般认为螺距越大, 图像的噪声越大。但是, 近年来有实验研究表明螺旋CT内插方式和重建算法对噪声有一定影响, 而螺距在一定范围内对噪声影响不明显^[12]。

本研究的预初试验通过对头部水模进行不同参数扫描, 对扫描获得的图像进行评分并结合文献确定具有临床诊断价值的低剂量扫描的扫描参数, 该参数的剂量指数值为6.5 mGy, 较常规剂量组的剂量指数值(19.1 mGy)减少约66.0%。较全国调查的颈部辐射剂量值的剂量指数值16.3 mGy^[13]低60.1%。

但本研究也有不足之处:对于颈部较短的患者, 由于减低了辐射剂量, 射线的穿透能力下降, 导致下颈段扫描产生一定的伪影。另外也未进行性别、年龄、身高、体重等个体差异的分组研究。

综上所述, 优化参数可以明显减少辐射剂量, 降低管电压和管电流, 加大螺距是降低辐射的有效途径, 与单纯椎间盘扫描相比, 该检查方法并没有增加患者的辐射剂量。总之, 如何优化扫描参数, 降低辐射剂量又不影响图像质量, 是广大放射科技师需要关注和探讨的问题。