低管电压联合快速迭代重建技术在副鼻窦CT检查中的应用.pdf

第39卷第5期2023年10月山西大同大学学报（自然科学版）Journal of Shanxi Datong University(Natural Science Edition)Vol.39 No.5Oct.2023低管电压联合快速迭代重建技术在副鼻窦CT检查中的应用胡文业，郭文强*（山西大同大学 医学院,山西 大同，037009）摘要：目的目的 探讨多排螺旋CT低管电压（80 kV）扫描联合快速迭代重建技术在副鼻窦扫描中的应用。方法方法将100例副鼻窦CT检查的患者分为80 kV扫描联合快速迭代重建技术（A组），120 kV扫描（B组）滤波反投影重建；比较两组图像质量主观评分、图像平均值、图像噪声、SNR、CNR、辐射剂量等指标的差异。结果结果 A、B两组图像的主观评分比较差异无统计学意义（P0.05）；A组图像CT平均值、图像噪声略低于B组，SNR及CNR高于B组，但差异无统计学意义（P0.05）；A组辐射剂量均低于B组，差异有统计学意义（P0.05）。结论结论 多排螺旋CT低管电压（80 kV）扫描联合快速迭代重建技术进行副鼻窦检查，能保证图像诊断质量，并可降低辐射剂量。关键词：低管电压；快速迭代重建技术；副鼻窦；辐射剂量中图分类号：R814.42文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1674-0874.2023.05.016随着CT检查在临床的广泛应用，副鼻窦CT检查逐渐取代常规X线平片，成为副鼻窦首选影像检查方法。但副鼻窦CT检查时的放射辐射问题，成为医师和患者关注的焦点。在保证图像满足诊断要求前提下，最大限度降低辐射剂量成为关键问题。辐射剂量的降低伴随着图像噪声的增加，图像质量下降。快速迭代重建（iDose）是近年开发的一种全新的CT图像重建算法，能够有效降低CT图像的噪声。国内外许多学者在胸部、腹部、CTA等检查进行相关研究，取得了理想效果1-4。也有一些学者研究副鼻窦低剂量 CT，但在降低辐射剂量的方式及降低程度等方面存在差异5-6。本研究尝试采用80 kV低管电压的扫描方式，联合应用iDose 重建算法对副鼻窦进行CT扫描，通过对图像质量进行分析，评价方法的可行性。1 资料与方法1.1 研究对象收集大同市第三人民医院2020年5月2021年12月行副鼻窦CT检查的患者100例，男49例，女51例，年龄185岁，平均34.86 5.31岁。1.2 设备与方法采用 Philips Brilliance 256层 iCT扫描仪。扫描前让患者去除头部金属外物，扫描采用 Helical 模式。依据扫描参数分为 A、B两组，低剂量（A）组采用80 kV、220 mAs作为实验组，常规剂量（B）组采用常规120 kV、220 mAs作为对照组。扫描结束，采集图像资料传至 EBW4.0 Workstation 工作站,对图像进行测量与分析。1.3 图像分析与评价1.3.1 主观评价在双盲前提下，由两位高级职称影像医师在工作站各自对图像进行质量评估与分析，以轴位和冠状位对图像进行观察。采用4分制评价对窦口鼻道复合体（osteoma eatal complex，OMC）的显示情况：4 分，OMC结构显示完整清晰、鼻窦骨壁显示清晰，咽部软组织层次显示清晰；3分，OMC结构显示完整、边界尚清晰，鼻窦骨壁显示完整，咽部软组织层次欠清晰，可满足诊断要求；2分，OMC结构显示完整、边界不清，鼻窦骨壁显示完整，咽部软组织层次模糊，不能满足诊断要求；1分，OMC结构显示及边界不清，鼻窦骨壁不完整，咽部软组织层次模糊，不能满足诊断要求。1.3.2 客观评价通过图像噪声值（SD 值）、信噪比（Signal toNoise Ratio，SNR）和对比噪声比（Contrast to Noise收稿日期：2023-06-11项目基金：大同市重点（社会发展）项目2020087，山西大同大学校级科学研究项目2018K6作者简介：胡文业（1968-），山西山阴人，讲师，研究方向：影像诊断。郭文强（1977-），山西大同人，硕士，讲师，通信作者。E-mail：文章编号：1674-0874（2023）05-0075-03山西大同大学学报(自然科学版)2023年Ratio，CNR）进行评价。选取同一层面（显示翼内外肌层面），分别测量翼外肌、颞下窝脂肪、鼻咽部空气CT 值。以翼外肌 CT 值的标准差作为图像噪声值（SD 值）。信噪比（SNR）的定量计算：SNR=CT翼外肌/SD翼外肌。对比噪声比（CNR）的定量计算：CNR=（CT翼外肌-CT颞下窝脂肪）/SD鼻咽部空气，SD鼻咽部空气为鼻咽部空气CT值的标准差，代表背景噪声值。1.4 辐射剂量记录所有检查的CT剂量指数（CT dose index ofvolum,CTDIvol）、剂量长度乘积（dose length product，DLP），计算个体检查时接受的有效剂量（effective dose，ED），ED=DLPK，K为转换系数，头颈部K=0.021。1.5 统计学分析采用SPSS 19.0统计分析软件，计量资料采用x s表示。对两组间的图像的主观评价（图像评分）和客观评价参数（右侧翼外肌CT值，图像SD值、右侧颞下窝脂肪CT值、背景SD值、SNR、CNR），辐射剂量进行统计学分析，采用独立样本t检验，以P0.05为有统计学意义。2 结果A组与B组图像质量主观评分分别为3.58分、3.72分（t=-1.407,P0.05），A组评分略低于B组，均能满足诊断要求，差异无统计学意义。客观评价结果见表 1，两组各统计值比较，A组的 CT颞下窝脂肪、SNR 及 CNR 高于 B 组，CT翼外肌、图像SD值低于B组，差异均无统计学意义（P0.05），仅背景SD比较有统计学差异（P0.05）。图1中A、B为80 kV、120 mAs扫描条件下横断面图像和冠状位重组图像；C、D为120 kV、120 mAs扫描条件下横断面图像和冠状位重组图像；两组图像均能清晰显示副鼻窦结构，完全满足临床诊断要求。图1 低剂量与常规剂量扫描图像对比辐射剂量统计结果，A、B 两组 CTDIvol 分别为8.78 mGy、29.06 mGy，A 组较 B 组降低了 69.79%，ED分别为3.80 0.16 mSv、12.13 0.97 mSv，A组较B组降低了约69.68%。3 讨论由于副鼻窦结构复杂，X线平片检查组织重叠较多，许多结构和病变不易显示，而且需要采用多种体位才能显示全部副鼻窦，临床现已很少应用。MRI的优势是对软组织结构和病变显示良好，但对于骨骼、钙化的显示不及CT，而且在有可疑金属异物时禁止MRI检查，且检查时间较长。故对于副鼻窦病变临床现在多数采用CT检查。现在临床应用的CT机几乎都是螺旋CT，完全实现了各向同性成像，一次的轴位容积扫描获得数据后，可重组任意平面的图像，对副鼻窦进行多方位的观察，能够更好地显示其解剖结构及病变。尤其是可以清晰显示窦口鼻道复合体（OMC）的解剖结构及其变异，与功能性内窥镜鼻外科手术（functional endoscopic sinus surgery,FESS）手术野相似，已成为术前手术方案的确定及术后复查的首选检查方法7-8。但是在副鼻窦CT扫描过程中不可避免地会扫及眼球，尤其是晶状体对X射线非常敏感，过量的X线照射会导致不同程度的辐射损伤，甚至导致白内障，尤其是婴幼儿更为敏感9。因此在保证图像质量满足临床诊断要求的前提下，就需要尽可能降低副鼻窦 CT 扫描时的辐射剂量。减少受检者辐射剂量的方法可以是降低管电表1 两组图像质量客观评价比较组别A组B组CT翼外肌52.22 6.0555.24 9.94图像SD9.02 1.819.54 1.08CT颞下窝脂肪-94.99 15.45-89.76 13.64背景SD9.05 1.7810.14 3.37（1）SNR5.99 1.245.83 1.06CNR16.95 4.1615.52 4.25注：（1）与A组比较，P0.05。762023年流、降低管电压、增加螺距等，现大多数采用的技术是自动管电流调控法，通过降低管电流的方法减少辐射剂量。采用降低管电压的扫描技术报道较少。根据光电效应的公式，辐射剂量与管电流成正比，而与管电压的平方成正比，理论上降低管电压对辐射剂量的减少更明显。副鼻窦的解剖学特点为含气的骨性空腔，窦壁骨质薄，自然对比度好，这也是低剂量扫描的生理学条件。随着辐射剂量的降低，扫描图像的噪声相应就会增加。近年来迭代算法成为去除图像噪声的主要途径，其中快速迭代技术（iDose）是基于噪声及结构双模型的双数据空间迭代常见技术，能够在同等辐射剂量条件下，大幅度降低噪声，改善图像质量10-11。但是随着迭代重建等级的提高，图像噪声相应降低，图像的锐利度会有所降低，甚至影响组织结构的显示，尤其是对低对比的组织结构影响较大。本研究在其他参数不变的前提下，管电压由120 kV降低至80kV，辐射剂量由29.06 mGy降低至8.78 mGy，仅为原来的30.21%。但图像的质量并没有下降，两组图像主观评分与客观参数比较均无差异。这与国内外一些研究结果相近。本研究的局限性：由于入组病例中儿童病例较少，未按照年龄对辐射剂量进行细化分组。总之，采用80 kV的低管电压联合快速迭代重建技术对副鼻窦进行CT检查，所获得CT图像完全可以满足临床诊断要求，同时明显降低受检者的辐射剂量，避免了由于辐射效应可能产生的远期不良效果，可作为副鼻窦的常规扫描在临床应用。参考文献1 弓婷婷，韩雪立，韩津梁，等.iDose4迭代重建技术和滤波反投影技术在冠状动脉CT成像中的应用 J.吉林大学学报（医学版），2017，43（1）:159-163.2 郭文强.低管电压、低对比剂用量及浓度联合快速迭代重建技术在头颈CTA的应用 J.辽东学院学报（自然科学版），2018，25（4）:253-258.3 胡光玉，童和平，叶永灿，等.自适应迭代重建技术在儿内科胸部CT检查中的应用 J.中国CT和MRI杂志，2020，18（11）:59-62.4 孙明娟，刘四斌.80 kV结合前后置全模型实时迭代重建技术在腹部CT增强扫描中的应用 J.重庆医科大学学报，2022，47（10）:1236-1241.5 王新怡，李福生，杨志强，等.多层螺旋CT低剂量扫描在副鼻窦检查中的应用 J.山东大学耳鼻喉眼学报，2009，23（2）:59-62.6 尹胜男，迟婧.超低管电压（70kVp）联合迭代重建在儿童副鼻窦检查中的应用 J.医学影像学杂志，2021，31（10）：1651-1655.7 谢晓红，彭涛，赵世煜.多层螺旋CT对窦口-鼻道复合体解剖变异与副鼻窦炎关系的评价 J.四川医学，2004，25（8）:877-878.8 赵平，陈清生，蔡吉勇，等.能谱CT在窦口鼻道复合体解剖变异中的应用 J.局解手术学杂志，2018，27（9）:638-642.9 BRENNER D J，HALLE J.Computed tomography-an increasing source of radiation exposure J.N Engl J M，2007，357（22）:2277-2284.10 杨晶，高艳，李坤成，等.比较两种低剂量CT迭代重建法与常规剂量滤波反投影重建法的图像质量 J.中国医学影像技术，2014，30（1）:117-121.11 骆飞，耿建华，邹作伟，等.重建算法对SPECT空间分辨力的影响 J.中国医学影像技术，2014，30（1）:130-135.Application of Low Tube Voltage Combined with Fast Iterative Reconstruction Technology inParanasal Sinus CT ExaminationHU Wen-ye,GUO Wen-qiang*(Medical School,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037009)Abstract:Objective To explore the application of multi row spiral CT low tube voltage(80 kV)scanning combined with fast iterative reconstruction technology in paranasal sinus scanning.Methods 100 patients who underwent CT examination of the paranasal sinuses were divided into 80 kV scans(GroupA),combined with rapid iterative reconstruction technology,and 120 kV scans(Group B)with filtered back projection reconstruction;Compare the subjective scores of image quality,image mean,image noise,SNR,CNR,radiation dose,etc.between two groups.Results There was no statistically significant difference in subjective scores between groups Aand B(P0.05);The average CT value and image noise of Group A were slightly lower than those of Group B,and the SNR and CNRwere higher than those of Group B,with no statistically significant differences(P0.05);The radiation dose in GroupAwas lower thanthat in Group B,and the difference was statistically significant(P0.05).Conclusion The combination of multi row spiral CT low tubevoltage(80 kV)scanning and fast iterative reconstruction technology for paranasal sinus examination can ensure the quality of imagediagnosis and reduce radiation dose.Key words:low tube voltage;fast iterative reconstruction technology;paranasal sinus;radiation dosage责任编辑 杨德兵胡文业等：低管电压联合快速迭代重建技术在副鼻窦CT检查中的应用77