64层螺旋CT管电流自动调节技术在成人胸部扫描中的可行性

陈晓兵 李先和 李 敏 曾 霞

（湖南省湘乡市人民医院放射科，湖南 湘乡 411400）

64层螺旋CT管电流自动调节技术在成人胸部扫描中的可行性

陈晓兵 李先和 李 敏 曾 霞

（湖南省湘乡市人民医院放射科，湖南 湘乡 411400）

目的探讨64层螺旋CT采用管电流自动调节技术在成人胸部CT扫描中获得稳定图像质量并降低辐射剂量的可行性。方法选择成人胸部CT扫描300例，随机分为研究组1、研究组2和对照组。研究组采用管电流自动调节扫描技术，研究组1与组2预设噪声指数（NI）分别为10、20；对照组采用固定管电流扫描技术。记录每位患者胸部扫描时的平均毫安秒(mAs)、容积CT剂量指数(CTDIvol)及剂量长度乘积(DLP)。由两位副主任医师独立对图像质量采用5分制进行评分，≥3分被认为符合临床诊断要求，并取每例患者肺尖部、主动脉弓水平、心脏水平及肺底部4幅图像，测量相应部位图像噪声并计算其平均值。结果图像质量评价，与对照组比较，NI为10时，肺窗、骨窗及纵隔窗图像接受率和主观噪声评分无明显差异（P＞0.05），NI为20时，肺窗、骨窗及纵隔窗的图像诊断接受率和主观噪声评分均降低，纵隔窗降低最明显，差异有统计学意义（P＜0.05），三组图像评分均达到了临床诊断接受标准。结论采用管电流自动调节技术行胸部CT扫描能在保证图像质量的前提下有效降低辐射剂量，应根据检查需求合理选择噪声指数。

辐射剂量；胸部；体层摄影术；X线计算机

胸部CT检查在临床应用广泛，检查人次及频率逐年上升，导致医疗照射剂量日益增加。国际放射防护委员会主张在满足X射线诊断要求前提下应遵循所有辐射剂量保持在可合理达到的尽可能低水平的原则。自Naidich等提出低剂量CT的概念以来，众多学者开始重视如何有效降低CT辐射剂量。既往关于胸部低剂量扫描的研究，主要采用降低固定毫安技术来实现[1-3]，但由于不同体型和疾病对X线吸收存在很大差异，因此使用固定低毫安技术将产生不同程度的噪声和伪影，限制了其广泛应用。管电流自动调节技术(ATCM)是利用定位扫描图所获得的X线衰减信息，在扫描过程中自动调整不同部位和层面的管电流值，即保证了CT图像质量及其一致性，又有效减少了不必要的辐射剂量。本研究旨在探讨自动管电流调节技术在成人胸部CT扫描中获得稳定图像质量并降低辐射剂量的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料：选取2013年1月至2014年3月在我院行胸部CT扫描患者300例，均为成人，随机分为研究组1，研究组2和对照组。其中研究组1男58例，女42例，年龄21～68岁，体质量40～72 kg；研究组2男60例，女40例，年龄18～68岁，体质量43～70 kg；对照组男51例，女49例，年龄21～84岁，体质量41～68 kg。三组病例间性别、年龄、体质量无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 CT检查方法：采用GE 64层Lightspeed VCT进行胸部扫描，扫描前均进行呼吸训练，扫描在吸气后屏气下完成，扫描范围从胸廓入口至肺底层面。研究组采用管电流自动调节技术，对照组采用常规固定管电流技术。扫描参数：管电压120 kV，管电流研究组1为20～250 mA，NI=10，研究组2为20～250 mA，NI=20，对照组250 mA，层厚5 cm，螺距1.375，转速0.75 s/r。SFOV=50 cm。

1.3 图像质量评估：将扫描图像传至GE ADW4.5工作站，关闭扫描参数及患者基本信息，由两位副主任医师分别对肺窗（窗宽1500 HU，窗位-500 HU）、纵隔窗（窗宽350 HU，窗位45 HU）、骨窗（窗宽3000 HU，窗位300 HU）进行评估。评估标准基于解剖结构、病变显示情况、图像噪声、伪影、空间分辨率、密度分辨率等。图像等级评分以5分制进行[4]。较差、完全不能满足诊断要求为1分；较差、不能满足诊断要求为2分；一般、能满足诊断要求为3分；良好、能满足诊断要求为4份；优、能满足诊断要求为5分；当≥3分被认为临床可以接受。主观噪声评分标准[4]：太多噪声为1分；超过接受程度的噪声为2分；可以接受的噪声为3分；较少噪声为4分；非常少的噪声为5分。可接受的噪声定义为外周支气管血管束显示满意，血管与周围组织分解清晰。客观噪声测量：每位患者在纵隔窗下分别取肺尖水平右侧胸锁乳突肌、主动脉弓、左房心房、肺底水平肝右叶进行CT值测量。感兴趣区(ROI)大小为30 mm2，记录各ROI测量所得的CT值的标准差(SD)值，以SD值代表图像的客观噪声。

1.4 辐射剂量：详细记录每位患者接受射线剂量相关参数：CT剂量指数（CTDvol）、剂量长度乘积(DLP)、毫安数值范围。

1.5 统计学分析：使用SPSS 13.0软件包对数据进行统计分析，数据结果以均数±标准差(χ-±s)表示。对3组病例的评价指标进行正态分布检验和方差齐性检验。3组病例之间评价指标比较采用单因素方差分析法，组间两两比较采用SNK法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 辐射剂量比较：研究组1平均CTDIvol比对照组下降3.19 mGy(38.6%)；平均DLP比对照组下降89.4 mGy•cm(33.8%), 研究组2平均CTDIvol比对照组下降6.36 mGy(77%)，平均DLP比对照组下降194.5 mGy•cm(73.5%)。研究组2平均CTDIvol比研究组1下降3.17 mGy(62.5%)，平均DLP比研究组1下降105 mGy•cm(60%)；各指标组间比较差异有统计学意义(P＜0.05)。

2.2 图像质量评价：结果显示，与对照组比较，NI为10时，肺窗、骨窗及纵隔窗图像接受率和主观噪声评分无明显差异（P＞0.05）；NI为20时，肺窗、骨窗及纵隔窗的图像诊断接受率和主观噪声评分均明显减低，纵隔窗下降最明显，差异有统计学意义（P＜0.05），三组图像评分均达到了临床接受标准。三组病例间客观噪声比较差异有统计学意义（P＜0.05），其中研究组2客观噪声最高，对照组得客观噪声最低。

3 讨 论

在许多发达国家，CT被认为是造成医源性照射最重要的原因，且逐年上升[5-7]。CT剂量对人体可能存在的潜在危害越来越受重视，因此在保证图像质量的前提下，降低辐射剂量具有重要意义，降低辐射剂量最主要的方式为降低管电流[8]。近年来，低剂量CT扫描从降低固定管电流技术向噪声相关管电流自动调节技术发展。

管电流自动调节技术是依据患者定位像所获得摄影数据和由以往经验或标准技术所预定噪声系数来共同调节管电流以降低射线剂量。即在CT扫描时，通过设定固定的噪声指数，管电流随着扫描体的厚度、密度的变化而变化。在保持到达探测体信号不变的前提下，实现管电流根据扫描部位适时改变，有效地提高了X线利用率，降低了辐射剂量[8]，达到既保证图像质量，又减少对患者不必要的照射的目的。本研究结果表明，使用管电流自动调节技术能使平均辐射剂量明显下降，且预设的噪声指数越高，所需的管电流就越低，辐射剂量越低。

降低辐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[9]，而病变的发现依赖于其与周围正常组织的对比和图像的噪声水平。胸部组织结构差异巨大，肺组织、骨性结构由于具有良好的天然对比，因此不易受图像噪声的影响。这也是部分学者认为20 mAs就可以进行肺内小结节和早期肺癌筛查的原因[10]。降低管电流对图像质量的影响主要表现在胸壁软组织和心脏大血管的对比度上[11]。本研究结果显示，当NI设为10时，肺窗、骨窗、纵隔窗的图像诊断接受率、主观图像噪声评分与对照组无统计学差异，当NI设为20时，图像质量评分有所降低，以纵隔窗最明显，但均能满足临床诊断要求，提示在一定范围降低管电流对肺窗、骨窗图像质量影响较小，对纵隔窗图像质量影响更大。

由此可见，管电流自动调节技术的关键是选择适宜的噪声指数以获得诊断的图像质量和最大限度地减低剂量。通常厂家把10～1l HU作为胸部扫描的推荐数据，亦有学者将不同噪声指数运用于胸部、头颈部、腹部、脊柱等部位[11-15]。Kalra等[4]推荐12～15 HU可以作为成人胸部CT扫描的选择。本研究采用10、20 HU，当NI设为20时，尽管图像能满足临床诊断要求，但纵隔窗图像噪声较大，颗粒较粗，软组织对比欠佳。因此，在临床实践中，应根据临床需求来合理选择噪声指数。若病变评估主要在肺组织或骨性结构，则可以选择较高噪声指数；若病变评估主要在软组织，则需要选择较低噪声指数。

综上所述，管电流自动调节技术在胸部CT扫描中能在保证图像质量的前提下有效降低辐射剂量，其取代常规剂量胸部CT具有可行性。临床应用中，应根据检查需求合理选择噪声指数。

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Feasibility of Automatic Tube Current Modulation Method in Thoracic Imaging for Adults with 64-slice Spiral CT

CHEN Xiao-bing, LI Xian-he, LI Min, ZENG Xia
(Department of Radiology, Xiangxiang People's Hospital, Xiangxiang 411400, China)

Objective To assess the feasibility of using an automatic tube current modulation (ATCM) method to obtain consistent image quality and reduce radiation dose for adult undergoing chest scans with a set of 64-slice spiral CT. Methods 300 adults undergoing chest scans on a GE 64-slice VCT were equality divided into three groups randomly. The automatic tube current modulation method was used in study group 1 (NI=10) and study group 2 (NI=20), and the standard tube current modulation method was used in the control group. The average mAs value，volume CT dose index (CTDIvol) and dose length product (DLP) were recorded respectively.Two deputy chief physicians assessed image quality on a 5-point scale with 5 being the best. Scores greater than or equal to 3 were considered clinically acceptable. The image noise was measured at apex of lung, lower edge of aorta arch, middle area of left atrium and base of lung, and then we calculate the average. Results There were no statistical difference in diagnostic acceptability and image noise scores on lung window、bone window and mediastinal window among the three group when NI was 10. But there was signif i cant difference when NI was 20. All studies had acceptable image quality. Conclusion With reasonable noise index setting, one may obtain clinically acceptable images with much reduced radiation dose using the automatic tube modulation method.

Radiation dosage; Chest; Tomography; X-ray computed

R445

B

1671-8194（2014）35-0018-02