腰腿痛是一种多病因引起的严重危害人体健康的常见病症。临床医生通常首选CT检查作为腰间盘突出症与其它引起腰腿痛病因的鉴别诊断依据。多层螺旋CT尤其64层以上螺旋CT的广泛应用, 腰椎CT检查方便、快捷, 利用三维容积数据能多角度、多方位重组图像, 得到更多的诊断信息。但由于采集数据量的增大, 患者的X射线辐射剂量也会大幅增加。本文通过腰椎螺旋容积扫描和椎间盘序列扫描图像质量和辐射剂量比较, 以及容积扫描应用自动曝光控制扫描技术和固定管电流扫描技术的辐射剂量对比分析, 为腰椎多层CT检查方法的改进和规范化提供依据, 对腰椎多层螺旋CT检查过程进行质量控制。

1 资料与方法

使用西门子SOMATOM Sensation64多层螺旋CT对50例中老年腰腿痛志愿患者分别行固定管电流300 mAs容积扫描和椎间盘序列扫描, 治疗后复查时应用自动曝光控制技术进行容积扫描。胶片打印使用柯达6700激光相机及配套胶片。

CT操作依WS/T 391-2012, CT检查操作规程(5.5.1)要求, 扫描前认真阅读CT检查申请单, 做好"三查七对", 去除患者腰部扫描区域所有金属异物, 采用仰卧体位, 身体置于床面中间, 两手臂举向头侧抱头, 垫高腿部。

容积扫描范围从腰1至骶1(L1~S1), 扫描电压120 kV, 转数0.33 s/圈, 准直64×0.6 mm, 螺距1.6。扫描结束后重组薄层图像, 层厚0.75 mm, 间隔0.4 mm, 重建算法包括中等平滑和骨密度重建, 重建图像传至西门子Leonardo专用后处理工作站, 利用多层平面重组技术(MPR、CPR)、容积再现技术(VR)等方法对腰椎进行全方位立体像素成像, 包括椎间盘序列扫描平面相一致的椎间盘轴位重建, 腰椎矢状面和冠状面重建, 椎间孔、椎弓根和神经根重建等。椎间盘序列扫描从腰2椎体至骶1椎体间的椎间盘, 扫描电压120 kV, 300 mAs, 准直64×3.0 mm, 重建算法包括中等平滑和骨密度重建, 层厚3.0 mm。

CT设备的维护和保养:保持机房、操作间、计算机室干净卫生, 防尘防潮湿。机房与计算机室温度保持在18~22℃, 湿度控制在40%~65%。每天按要求进行球管预热、空气校准和各项检测, 保持CT机性能稳定。

将腰椎椎间盘扫描的重建图像及腰椎容积扫描用MPR、CPR及VR重组的图像按照解剖顺序排列, 包括定位像和定位线, 选择恰当窗口技术, 分别用软组织窗和骨窗摄取图像排版传输到激光相机打印胶片。图像取景力求美观、居中。

图像质量分析:本研究由一名中级技师和两名副主任医师联合读片, 比较腰椎CT螺旋容积扫描和椎间盘序列扫描对椎间盘病变与非椎间盘病变的CT图像质量, 同时比较两者患者所接受的X射线辐射剂量。从所得结果分析影响图像质量的各种因素。

2 结果

椎间盘序列扫描和腰椎螺旋容积扫描成像质量对比见表 1, 椎间盘序列扫描、常规管电流和应用自动曝光控制技术扫描的辐射剂量对照见表 2。

患者辐射有效剂量E计算按公式E=DLP×K=CTDI_vol×(scan length+T)×K(mSv)进行换算^[1]。检查部位剂量长度DLP、扫描容积剂量指数CTDI_vol及准直器宽度T显示在多层螺旋CT用户界面上, 脊柱转换系数K=0.018^[2]。

椎间盘病变容积扫描诊断准确率100% (其中1例椎间盘脱入椎管内), 序列扫描诊断率98%, 两者检出符合率基本接近, 没有统计学差异。非椎间盘病变两者有统计学差异。辐射剂量三者有统计学差异, 椎间盘序列扫描仅观察椎间盘病变辐射剂量最小; 腰椎容积扫描使用自动曝光控制技术比常规使用固定管电流辐射剂量可降低28.88%, 其得到的CT图像经过图像质量评价均能满足临床诊断要求, 没有太大差异。

3 讨论

多层螺旋CT通过横轴扫描三维采集数据, 具有各向同性, 可以重组出冠状切面、失状切面及任意切面的图像, 具有与横断轴位像一致的空间分辨率。本研究旨在通过多层螺旋CT不同方式腰椎CT扫描成像, 探讨CT检查技术的质量控制。

3.1 腰椎CT容积扫描优势

腰椎CT容积扫描三维成像能清晰显示脊柱的轮廓, 立体呈现椎体及附件形态, 可对图像进行方便、快捷的切割、旋转, 全方位显示病变。立体再现所有腰椎椎体、椎间盘图像, 不受腰椎侧弯、腰骶角度的限制。能直观地显示突出或膨出椎间盘的大小、形态、边缘, 以及对硬膜囊和神经根的压迫程度。对突出椎间盘钙化、椎体后缘的骨质增生、后纵韧带的骨化鉴别有明显优势。椎间孔和神经根的重建可以帮助观察椎间孔狭窄, 全方位评价神经根受压情况。提高了判断椎管、椎体峡部裂及椎体病变的准确率, 可全面观察多节段腰椎退变程度^[3]。而腰椎CT序列椎间盘横断面扫描很难做到, 现在大部分医院由于习惯或节省球管损耗的考虑, 仍然沿用传统的腰椎间盘扫描方式^[4], 这种扫描方式只能得到椎间盘的横轴位断面图像, 腰骶椎角过大患者L5/S1间盘因受扫描机架倾斜角度的限制不能获得标准的间盘横断位像。因此, 腰椎CT容积扫描成像提高了腰椎病变显示的图像质量, 减少了漏诊率。

3.2 螺旋CT腰椎检查辐射剂量的控制

多层螺旋CT腰椎检查方法可从常规的固定管电流(mAs)的椎间盘序列扫描改为全部椎体的容积扫描, 可以检出非椎间盘层面的病变。但是随着采集的数据量增大X射线辐射剂量会大幅度增加, 受检者接受辐射的危害度也会加大。利用mA自动调制技术, 西门子CT使用CARE Dose4D, 根据患者身材和脏器的解剖形态自动调整管电流, 对于每一次球管旋转的在线可控式球管电流调制, 这样就在较低的辐射剂量水平上提供稳定的图像质量。也遵循了合理使用低剂量(ALARA)原则^[5]。

3.3 影响腰椎CT成像质量的几个关键因素

影响CT图像质量的因素很多, 其中空间分辨率、密度分辨率和Z轴分辨率是评价CT机和CT扫描图像质量的重要指标。①CT扫描参数mAs、层厚、螺距大小的选择均影响单位面积接受光子的数量和图像噪声多少, 从而影响着密度分辨率和空间分辨率。②若选用不恰当的窗宽、窗位则会导致图像结构不清楚。③图像演算方式如果选择不当就会妨碍病变显示, 软组织算法适用于椎间盘组织图像重建, 骨算法适用于腰椎体骨质结构的图像重建。④扫描前检查患者扫描部位体外是否有高密度物质, 询问患者近几天是否口服了高密度药物, 尤其是未排完的钡剂, 体内体外的高密度物质可产生条状或星芒状伪影, 严重影响图像质量^[6]。

3.4 CT设备的维护和保养

CT为高精密仪器, 对环境要求较高, 要有相对比较恒定的工作温度和湿度, 同时注意防尘和通风, 以免影响CT机寿命。每天对机器预热和参数校正, 我们医院定期请权威检测机构对CT设备进行状态稳定性检测和维护, 来保证CT机的成像质量。

总之, 技术人员CT机操作时要做好前期准备, 正确设定机器各种参数, 正确选择窗宽和窗位, 熟练应用图像后处理技术。通过质量保证及质量控制, 在取得满意影像诊断信息的同时尽量减少受检者的辐射剂量。对于腰椎多层螺旋CT检查, 在保证其图像质量的前提下, 根据患者身材和个体解剖差异, 选用自动曝光控制扫描技术, 行腰椎螺旋容积扫描。