64排螺旋CT低剂量检查在跟骨骨折中的应用

金其材 赵全明

1.浙江省义乌市中心医院放射科，浙江义乌 322000；2.首都医科大学北京安贞医院，北京 100029

跟骨骨折是临床常见的外伤性骨折，常规X线平片检查只能显示侧位和轴位两像，由于其不规则的形态，难以获得全面的影像信息。多排螺旋CT的出现使跟骨骨折的影像学检查发生了巨大的进步，除细腻的薄层重建外，其多平面重组（MPR）技术可对跟骨这一不规则骨进行任意方位的三维重建，充分的显示骨折骨质断裂、分离错位等情况，并方便快捷对跟骨各个解剖径线进行测量。与影像学便利相伴随地是患者接受辐射剂量的大幅增加，细腻的解剖展现是以患者辐射损害为代价的。医用X线检查中,应根据合理使用低剂量 （as low as reasonably achievable，ALARA）原则,在满足诊断要求的前提下尽可能地降低辐射剂量[1]，在放射实践中科学有效的贯彻ALARA原则成为放射技术人员的重要课题，本研究旨在探索超低辐射剂量的64排螺旋CT检查在跟骨骨折中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集义乌市中心医院骨科2012年1月～2013年8月间收治的跟骨骨折患者80例，初诊患者64例，复查患者16例，其中男57例，女23例，年龄21～56岁，随机分为常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组，每组各20例。各组患者年龄、性别、体重等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。患者均知情同意并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 研究方法

常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组摄影条件，见表1。扫描时记录平均容积剂量指数（CTDIvol）和扫描长度L，根据剂量长度乘积（DLP）公式：DLP（mGycm）=CTDIvol×L，计算出 DLP,根据公式：平均有效剂量（E）（mSv）=DLP×K，计算平均 E，K 为转换系数0.014[2]。计算四组检查剂量的平均值。扫描完毕后进行层厚3 mm，层间隔1.5 mm的重建，在后处理工作站进行最大密度投影（MIP）、表面遮蔽显示（SSD）、多平面重建（MPR）等图像处理，对4组的图像进行比较。

表1 常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组摄影条件

1.2.2 图像质量的评分

由2名高年资放射科副主任医师以双盲法从解剖结构显示精细度、图像清晰度、密度分辨率、伪影及图像是否能满足临床诊断等方面进行主观评价，对横断面图像及MPR、MIP及SSD图像质量采用4分制进行评分，根据影像质量控制的影像显示标准制订评分标准：1分，结构影像显示不清；2分，结构影像隐约可见；3分，结构影像可见；4分，结构影像清晰可见[3]。评分≥3分被认为符合临床诊断要求。

1.3 统计学方法

采用SPSS 13.0统计软件对数据进行分析，正态分布计量资料数据以均数±标准差（±s）表示，对4组扫描的DLP数据及图像质量评分行单因素方差分析；观察者间评分一致性比较采用组内相关系数（ICC）进行判断[4]，以 P＜0.05为有统计学意义，。

2 结果

2.1 观察者间评分的一致性的比较

观察者间的 ICC 为 0.80（95%CI：0.88～0.95），观察者内的 ICC 为0.91（95%CI：0.88～0.95），可以认为 2 名阅片者之间和每名阅片者内的评分具有一致性。

2.2 四组检查剂量的比较

常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组的检查剂量比较结果，各组间CTDIvol、DLP、E的差异均有统计学意义（F=0.055、0.048、0.053，P ＜ 0.05），其中常规剂量组、低kV组、低mA组的CTDIvol、DLP、E水平均高于低剂量组，差异有统计学意义（P＜0.05），可认为低剂量组的检查辐射剂量低于其他三组。见表2。

2.3 四组图像质量的比较

四组不同后处理图像质量评分，各组间图像质量评分 的差 异没有 统计 学 意义 （F=0.0424、0.0396、0.0431、0.0387,P＞0.05），可以认为四组的成像质量没有差别。见表3。

表2 常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组的辐射剂量情况（±s）

表2 常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组的辐射剂量情况（±s）

注：CTDIvol：平均容积剂量指数；DLP：剂量长度乘积；E：平均有效剂量；L：扫描长度

组别 例数CTDIvol（mGy）L E（mm）DLP（mGy·cm） （mSv）常规剂量组低kV组低mA组低剂量组F值P值20 20 20 20 7.8±1.4 6.3±1.1 6.1±1.5 4.3±0.9 0.055＜0.05 94.5±5.6 95.4±3.7 93.7±4.8 96±7.5 0.077＞0.05 73.32±9.6 59.84±7.3 56.73±7.8 41.26±8.4 0.048＜0.05 1.03±0.07 0.83±0.0 0.79±0.0 0.57±0.0 0.053＜0.05

表3 常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组不同后处理图像质量评分（分，±s）

表3 常规剂量组、低kV组、低mA组、低剂量组不同后处理图像质量评分（分，±s）

注：MIP：最大密度投影；SSD：表面遮蔽显示；MPR：多平面重建

组别 例数MPR MIP 横断面 SSD常规剂量组低kV组低mA组低剂量组F值P值20 20 20 20 3.60±0.52 3.57±0.45 3.35±0.34 3.25±0.23 0.0424＞0.05 3.40±0.70 3.56±0.53 3.40±0.67 3.34±0.12 0.0396＞0.05 3.44±0.80 3.60±0.23 3.35±0.45 3.23±0.42 0.0431＞0.05 3.54±0.85 3.58±0.32 3.460±0.54 3.43±0.17 0.0387＞0.05

3 讨论

64排螺旋CT作为CT检查技术一个里程碑，以其快速扫描、高质量的三维重建在人体各部位、器官得到了广泛的应用，但与X线平片相比，其高剂量的X线辐射作为一把双刃剑，在给予人们便利的同时也在危害着受辐射人群的健康，使人们罹患癌症的几率大大增加，患者（尤其是骨科患者）接受CT检查有日益广泛化的趋势，CT扫描给公众带来的集体剂量负担越来越大，CT的低剂量研究成为现代影像学的重要研究内容[5-8]。

目前低剂量研究和应用最多的是具有良好天然密度对比的组织和器官，如肺、鼻窦等。降低管电流、增加螺距、降低管电压、减少扫描次数是常用的降低辐射剂量方法，但在降低辐射剂量的同时也降低了图像质量，进而带来诊断质量下降的风险。CT扫描的目的为发现病灶并明确诊断，低剂量研究应以满足这两个条件为前提。所以，在优化扫描参数时需要根据临床实际来进行优化方法的选择。其中管电流降低主要影响低对比分辨力，使低对比组织（如脑、肝脏）的图像质量明显下降，而对高对比器官（如肺和骨）的作用则不明显[9-10]，这为跟骨64排螺旋CT的低剂量检查提供了依据。本研究中与常规扫描剂量相比，低剂量扫描管电压减少30%，管电流减少60%，在不降低诊断质量的前提下，低剂量扫描的平均有效剂量为常规扫描的55%。CT诞生以来，围绕图像重建技术，经历了多个阶段，尤其近年，得益于剂量风险的关注，进展尤为迅速。从重建算法应用的技术原理及对临床影像结果产生的影响角度，大体可以划分为四代：滤波反投影法（FBP）是第一代，应用广泛，但高质量的影像图像是以高辐射剂量为代价获得的；第二代可以看做是对FBP的改良。它是在图像空间对噪声实施降噪，以改善低剂量条广泛件下的图像质量。但由于仅在图像空间降噪并不能去除因低剂量下X射线有效光子减少造成的各种低光子伪影（主要是条带状伪影和偏心性伪影），使得该方法降低剂量的效果有限，并存在一定图像质量损失，临床使用受限。第三代的基础迭代算法，可以用较少的采样信息进行计算，相对于FBP的大量采样算法来讲可以明显降低剂量。其特点是基于统计学原理进行数据空间和图像空间迭代运算，但缺少完善的模型进行对比迭代运算，因此容易造成噪音频率的改变和漂移，在临床图像上会出现相应的蜡像状伪影（plastic texture）；第四代的高级迭代重建技术可消除蜡像状伪影，并采取解剖模型约束和加速重建过程，提高图像分辨率，本研究即在高级迭代重建技术的基础上减低了管电压和管电流，从而大大减少了辐射剂量。

跟骨为不规则骨，跟骨骨折为临床常见外伤性骨折[11]，CT检查是跟骨骨折的较好影像学检查手段，但常规CT的高辐射剂量日益引起人们的关注。低剂量的概念自2006年正式提出到现在已经进展到微剂量了，但在实践中还处于概念阶段，需要放射学家们勤奋探索，为人类造福。对于变异度极大的患者个体，低剂量研究应是在多中心合作中设置一个系统性的方案，无论是个体化方案还是标准方案都应以一个稳定的标准来执行，放射实践的正当性就在于患者获益大于风险，本研究说明，以低剂量进行跟骨骨折的64排螺旋CT检查是可行的，在保证了诊断质量的前提下明显降低了检查剂量，对初诊和复查的患者都是比较好的选择。

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