双源CT低剂量扫描在副鼻窦检查中的应用
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作者: 杨靖逸 陈加源 陶客言
[摘要] 目的：探讨双源CT（dual-source computer tomography，DSCT）副鼻窦成像技术的最优剂量及其临床应用的可行性。方法：前瞻性纳入接受副鼻窦检查的成人患者120例，将其随机分为六组，每组20例。分别采用不同管电压和（或）管电流对不同组病例进行副鼻窦DSCT成像，第1组采用120 kV，200 mAs；第2组采用120 kV，100 mAs；第3组采用120 kV，50 mAs；第4组采用100 kV，100 mAs；第5组采用100 kV，50 mAs；第6组采用80 kV，100 mAs。由２名影像科副主任医师以双盲法对所有副鼻窦重建图像进行图像质量评分并取其平均值，对各组的得分情况进行单因素方差分析。由2名主任医师以双盲法将所有重建图像分为以下3等：①无明显伪影的优质图像；②少许伪影，但不影响诊断；③图像质量不能满足诊断要求。对不同组重建图像的质量等级行χ2检验。结果：第1~6组患者所受的辐射剂量依次为24.97、12.48、6.24、7.49、3.74、3.48 mGy。第1~5组图像质量评分差异无统计学意义（P＞0.05）；第6组图像质量评分最低，与其他各组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。第1~5组重建图像均能满足诊断要求，第6组有16例（16/20）的重建图像能满足诊断要求。结论：在副鼻窦DSCT检查中采用恰当的管电流及管电压成像，可以保证图像质量并显著降低患者辐射剂量。
[关键词] 双源CT；副鼻窦；低剂量；体层摄影术
[中图分类号] R445 [文献标识码] B [文章编号] 1673-7210（2011）12（a）-109-03
Application of low-dose dual-source CT scan in paranasal sinuses imaging
YANG Jingyi, CHEN Jiayuan, TAO Keyan
Department of Radiology, Sichuan Academy of Medical Sciences & Sichuan Provincial People's Hospital, Sichuan Province, Chengdu 610072, China
[Abstract] Objective: To discuss the optimal dose of paranasal sinuses imaging with dual-source computer tomography (DSCT) and its feasibility for clinical application. Methods: 120 patients with the paranasal sinuses scanned using DSCT were prospectively enrolled in this study. These patients were randomly divided into 6 groups, 20 cases in each group. During the paranasal sinuses imaging with DSCT, different radiation doses were applied in each group, Group 1: 120 kV, 200 mAs; group 2: 120 kV, 100 mAs; group 3: 120 kV, 50 mAs; group 4: 100 kV, 100 mAs; group 5: 100 kV, 50 mAs; group 6: 50 kV, 100 mAs. The scores of all reconstructed DSCT images of paranasal sinuses were given by two double blind associate chief physicians of the imaging department. The average scores of every image in each group were compared with one-factor analysis of variance. All reconstructed DSCT images of paranasal sinuses were classified into 3 groups by two chief physicians of the imaging department: ① excellent images without artifacts; ② a few artifacts with no effects on diagnosis; ③ images with lower quality that could not satisfy the requirement of diagnosis. Chi-square test was applied to compare the grades of the image quality between each group. Results: For the groups 1 to 6, the radiation dose was 24.97, 12.48, 6.24, 7.49, 3.74 and 3.48 mGy respectively. The scores had no statistical significant difference in the groups 1-5 (P＞0.05). The scores of the group 6 were the lowest, and the statistical significance was found when compared with other groups. For the groups 1 to 5, the images quality could satisfy the requirement of diagnosis. In group 6, there were 16 cases (16/20) with sound images quality that were satisfy the requirement of diagnosis. Conclusion: During the paranasal sinuses imaging with DSCT, optimal voltage and current can be used for cutting down the radiation dose and guaranteeing the images quality.
[Key words] Dual-source computer tomography; Paranasal sinuses; Low-dose; Computed tomography
放射实践中应严格遵循ALARA（as low as reasonably achievable) 原则[1]。近年来，随着CT技术的迅速发展，副鼻窦CT图像拥有精确的解剖学定位和优质的密度分辨率，目前已经逐步取代X线平片成为诊断副鼻窦病变的主要检查方法。但副鼻窦邻近晶状体、甲状腺及骨髓，这些器官及组织对X线均十分敏感。在副鼻窦CT扫描过程中，甲状腺及骨髓可以通过铅防护而避免接受过多放射剂量，但晶状体在副鼻窦检查时很难实现有效防护。因此，很多学者倡导儿童及成人的副鼻窦CT扫描过程中采用合理的低剂量扫描技术来减少对晶状体等重要器官的损伤。国内外已有一些关于副鼻窦CT低剂量扫描技术的研究报道，但均限于64层或以下的多层CT扫描机[2]。双源CT（dual-source computer tomography，DSCT）具有扫描速度快、层面薄及各向同性等优点,能够获取副鼻窦高分辨率优质图像。因此，DSCT技术在副鼻窦病变诊断中具有广阔的应用前景。本研究旨在讨论DSCT副鼻窦成像技术的最优剂量及其临床应用的可行性。
1 资料与方法
1.1 一般资料
前瞻性选择我院2010年2~7月来我科行副鼻窦DSCT检查的临床疑诊急性鼻窦炎患者120例，其中，男52例，女68例，年龄17~75岁，中位年龄41.5岁。将所有扫描对象随机分为6组，每组20例，分别采用不同管电压和（或）管电流对不同组病例进行副鼻窦DSCT成像，第1组采用120 kV，200 mAs；第2组采用120 kV，100 mAs；第3组采用120 kV，50 mAs；第4组采用100 kV，100 mAs；第5组采用100 kV，50 mAs；第6组采用80 kV，100 mAs。扫描前征得患者的知情同意，如影像质量达不到诊断要求则改用常规剂量，即应用第一组的扫描条件重新采集图像1次。
1.2 仪器与方法
扫描设备为DSCT扫描仪（SIEMENS SOMATOM DESINITION）。患者仰卧位于检查床上，听眦线垂直于床面，用铅围裙和铅围脖对非检查部位进行遮盖防护，扫描范围为上颌窦的下方至额窦上方。每组给予预先设定的不同的管电压和管电流。其他扫描参数均固定：覆盖范围为1.2 mm×24 mm，旋转速度1.0 r/s，显示视野15 cm。获得的原始数据在SIEMENS SOMATOM DESINITION DSCT工作站上进行数据重建，重建层厚1.2 mm，包括副鼻窦常规标准轴位及冠状位图像重建。窗技术：软组织窗采用50/280 Hu，骨窗采用300/2 500 Hu。
1.3 辐射剂量观测
设定所选的扫描参数后，DSCT机自动计算采用单次扫描的容积CT权重剂量指数CTDIvol（mGy），并显示于扫描程序设定栏和CT检查后的患者信息栏内。分别记录各组患者扫描窗口显示的容积CTDIvol值。
1.4 影像质量评价
由２名影像科副主任医师以双盲法对所有副鼻窦DSCT重建图像进行图像质量评分并取其平均值。图像质量评分依据４个较为重要的副鼻窦解剖结构，即钩突、筛漏斗、额隐窝、筛骨小凹的图像清晰度进行半定量评分。每一解剖结构的图像清晰显示评分2分；能够显示但边缘模糊评分1分；显示不清评分0分。左、右侧单独记分，双侧总得分范围为0~16分。由2名主任医师以双盲法将所有重建图像分为以下3个等级：①无明显伪影的优质图像；②少许伪影，但不影响诊断；③图像质量不能满足诊断要求。
1.5 统计学方法
采用SPSS 11.0软件进行统计学处理，计量资料数据以均数±标准差（x±s）表示，对各组的得分情况进行单因素方差分析和两两间的Dunnet-t检验。对不同组重建图像的质量等级进行χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般情况
120例患者的诊断结果：副鼻窦未见异常52例；炎症63例；疑诊肿瘤5例。第6组患者中有4例患者的重建图像质量达不到诊断要求而进行二次扫描，其中，3例为疑诊肿瘤患者。
2.2 辐射剂量与DSCT图像评分比较
第1~6组患者所受的辐射剂量依次为24.97、12.48、6.24、7.49、3.74、3.48 mGy。第2~6组的CTDIvol值与第1组比较分别减少50%、75%、70%、85%、86%。第1~5组图像质量评分差异无统计学意义（P＞0.05）；第6组图像质量评分最低，与其他各组比较有统计学差异（P＜0.05），见表1。
表1 不同辐射剂量组的扫描参数及其图像质量评分比较（x±s）
注：与1~5组比较，*P＜0.05
2.3 不同辐射剂量组的DSCT图像等级比较
由2名主任医师以双盲法将所有重建图像分为3等，第1~5组重建图像均能满足诊断要求；第6组有16例的重建图像能满足诊断要求。随着扫描剂量降低，CT图像噪声略有增加（图1）。
A、B为120 kV，200 mAs冠状位图像，A为软组织窗，B为骨窗；C、D为100 kV，50 mAs冠状位图像，C为软组织窗，D为骨窗
图1 DSCT图像
2.4 不同辐射剂量组DSCT图像质量分类比较
第1~6组不同等级DSCT图像比较差异有统计学意义（χ2＝28.211，P＝0.002）；但第1~5组不同等级DSCT图像质量比较差异无统计学意义（χ2＝3.922，P＝0.417），见表2。
3 讨论
副鼻窦主要由骨、空气及软组织组成，具有较好的DSCT组织密度对比度。但由于副鼻窦临近晶状体，而晶状体对射线较为敏感，因此CT检查所造成辐射剂量增加的危害也越来越受到广泛地关注[3]。窦口鼻道复合体（ostiomeatal complex，OMC）是以筛漏斗为中心并包括筛漏斗、筛泡、钩突、半月裂孔、中鼻甲及其基板、中鼻道、前中组筛窦、额窦和上颌窦自然开口等一系列附近的区域[4]。准确显示OMC的解剖结构对于临床了解病变范围和选择手术方式有着重要的意义。本研究依据４个较为重要的副鼻窦解剖结构（钩突、筛漏斗、额隐窝、筛骨小凹）的图像清晰度所制定的半定量评分系统来评价图像质量，寻求降低放射剂量的方法并保证图像质量达到诊断要求的最优DSCT剂量及其临床应用的可行性。
3.1 DSCT副鼻窦扫描的技术优势及其辐射剂量表达
与其他多层CT比较，DSCT扫描速度快、X线利用率相对较高，有利于实现更低剂量的副鼻窦CT成像。DSCT扫描采用CTDIvol来反映整个扫描容积范围内的平均辐射剂量，是DSCT专用的一个重要剂量指标。该指标可间接反映受检者所接受的相对辐射剂量，笔者以这一指标为依据优化DSCT副鼻窦扫描方案。
3.2 DSCT副鼻窦扫描辐射剂量优化方案
本研究采用降低管电流和管电压来减少DSCT副鼻窦扫描辐射剂量。在其他扫描参数不变的情况下，曝光量和管电流成正比。降低管电流即减少X线量，使影像的噪声增加，信噪比降低，影响图像的质量。但对于高对比部位，如鼻窦、颞骨、胸部等的DSCT图像影响不大[5]。本研究显示管电压在120 kV时，X线量从200 mAs降到50 mAs后，DSCT图像颗粒稍显粗糙，但副鼻窦的细微解剖结构均清晰可见也证实了这一点。管电压的大小主要反映X线束能量的高低，低能量的X线束穿透力较弱，相当一部分被滤过或被组织吸收，到达探测器的光子数减少，进而降低曝光剂量。管电压与辐射剂量呈指数关系,降低管电压可显著降低辐射剂量，但随着管电压的降低，使得X射线强度也降低，直接导致图像噪声增加并影响软组织对比度。本研究显示，管电压从120 kV降到100 kV时DSCT图像质量并没有明显降低。尽管辐射剂量降低的同时DSCT图像噪声略有增加，但DSCT副鼻窦图像仍能够清楚地显示出鼻窦黏膜增厚、窦腔内的软组织影及气液平面影，但管电压降至80 kV时图像噪声增加显著，OMC解剖结构的边界模糊、部分病例窦口难于分辨、黏膜图像颗粒明显增粗，对疾病的准确诊断造成一定的影响。低剂量CT检查副鼻窦常用于急性鼻窦炎，如果肿瘤破坏骨壁则不宜用低剂量扫描。本研究第6组患者中有4例患者的重建图像质量达不到诊断要求而进行二次扫描，其中3例为疑诊肿瘤患者也证实了这一点。因而在临床应用中可以考虑有选择性地降低管电流和（或）管电压以减少辐射剂量。
3.3 DSCT副鼻窦扫描辐射剂量优化的意义
X线电离辐射致癌机制已经阐明，物质受X线辐射后，可引起DNA链断裂和碱基损伤，X线也可直接电离DNA，大多数辐射所致损伤可快速修复，但有些错位修复可以诱发癌变，尤其是儿童。CT电离辐射主要增加癌症的发生概率[3]，可能引发严重的医疗和社会问题。因此，CT电离辐射剂量控制已经引起国内外的广泛关注。放射实践中严格遵循ALARA原则可有效降低X线电离辐射，从而有效保护敏感组织。据文献报道，能够诱发晶状体混浊导致白内障的辐射剂量是0.5~2.0 Gy[5]。虽然普通剂量副鼻窦CT扫描对眼眶的辐射剂量远低于这个水平，但其所至的累积效应不应忽视。Sohaib等[6]的研究表明，使用低剂量CT副鼻窦扫描技术可在不影响图像质量的前提下，让患者的眼眶所接受的辐射剂量平均降低至3 mGy。此外，低剂量扫描减少了CT球管和探测器的损耗，延长了CT球管和探测器的使用寿命，节约了CT运行成本。本研究表明DSCT副鼻窦扫描中，辐射剂量可以进行优化，对DSCT在副鼻窦病变的应用中具有重大的临床实用意义。
3.4 局限性
本研究未进行眼眶辐射剂量的测定，也未对不同毫安秒对特定疾病诊断的精确性比较研究，尤其是低剂量CT在显示副鼻窦骨壁破坏的能力是否与常规剂量DSCT相同尚有待进一步研究。
3.5 结论
在副鼻窦DSCT检查中采用恰当的管电流及管电压成像，可以保证图像质量并显著降低患者辐射剂量。本研究表明，（80 kV，100 mAs）~（120 kV，200 mAs）均是DSCT副鼻窦扫描条件优化的可调范围。同时本研究提示，100 kV，50 mAs（辐射剂量仅为3.74 mGy）可能是DSCT副鼻窦扫描的最佳条件。
[参考文献]
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（收稿日期：2011-08-19）
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