低剂量CT用于小气道病变患者图像质量的评价

冯光　耿广　王力　张淑倩　申静　张莹　袁帅

[摘要]目的：评价低剂量CT用于小气道病变患者图像质量，寻找适宜扫描参数。方法：选取本院2011年11月～2013年11月诊治的小气道病变患者120例，采用数字随机法分为4组，每组30例，分别给予不同的管电流（200mA、100mA、50mA、25mA），管电压固定在100kV，行呼气相全肺螺旋CT扫描，采用盲法对图像清晰程度行主观评分，分析图像信噪比和x线有效剂量。结果：200mA、100mA、50mA剂量组，患者右肺上叶前段支气管、右肺上叶前段亚段支气管、右肺上叶前段血管的图像主观评分差异均无统计学意义（P>0.05）。25mA与其他组比较，上述图像主观评分差异均有统计学意义（P<0，05）0依200mA、100mA、50mA、25mA顺序，图像信噪比、x线有效剂量均呈不同程度下降趋势。各征象的出现频率上，空气潴留的出现率最高，其次为磨玻璃样密度影、肺大泡、肺实质微结节、坠积效应、小叶中心肺气肿、小叶间隔线和间隔旁气肿，各组间不同征象检出率差异无统计学意义（P>0.05）。结论：采用管电流50mA和管电压100kV进行扫描，不仅可以获得可供诊断需要的图像质量，同时明显降低了有效辐射剂量，可用于对肺小气道病变的CT评价。

[关键词]低剂量CT；小气道病变；图像质量

中图分类号：R445 文献标识码：A 文章编号：2095-5200（2015）01-020-03

临床上通常将直径小于2mm的小细支气管称为小气道，小气道具有气流阻力小，但易阻塞，易受胸腔压力变化影响特点。近年来，人口老龄化使小气道病变的发生率持续走高。为了探讨低剂量CT标准重建模式对小气道病变患者图像质量的影响，本次研究选取小气道病变患者120例，采用数字随机法分为4组，给予不同的电流（200mA、100mA、50mA、25mA），管电压固定在100kV，行呼气相全肺螺旋CT扫描，现报告如下。

1.资料与方法

1.1资料

2011年11月-2013年11月诊治的小气道病变患者120例，在CT扫描前一周内肺功能检查提示小气道功能中重度降低，经临床表现、实验室检查、影像学检查确诊，排除患有其他器质性病变、感染性疾病患者。年龄为24-75岁，平均年龄为51.9±10.8岁，体重指数为17.6-27.9kg/m2，平均体重指数为21.8±1.3 kg/m2，其中男性76例，女性44例，采用数字随机法分为4组，各组患者间基础资料（年龄、性别、体重指数、小气道病变严重程度等）差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2方法

使用美国GE公司生产的Bright Speed 16排螺旋CT扫描仪进行检查，在扫描前先行呼吸训练，先用力吸气，再用力呼出全部气体后屏气，有助于提高扫描准确性。患者取仰卧位，双手抱头，头先进扫描体位，不使用对比剂，于用力吸气后再用力深呼气末屏气，由肺尖至肺底进行螺旋CT容积采集，要确保肺尖及双侧肋膈角扫描完整。扫描参数：x线管电压为100kV，管电流分别为200mA、100mA、50mA和25mA；螺距1.375：1，层厚10mm，层间隔10mm，球管转速0.8s/圈，床速27.5mm/圈，矩阵512×512。扫描结束后，将原始图像重建，设定重建层厚1.25mm，层间隔1.25mm，窗宽为1000HU，窗位-700HU。将数据传至后处理工作站进行分析。

1.3评定标准

有效剂量测量：记录患者CT扫描剂量报表中的容积剂量指数CTDIvol和沿患者方向的曝光长度L，代人公式ED=CTDIvol×L×w计算x线有效剂量，公式中w为胸部的权重指数0.017 mSv/（mGy·cm）。

图像主观评价：重建薄层图像图像上不显示任何参数。两名资深影像诊断医师采用盲法对每例患者CT图像的右肺上叶前段支气管、右肺上叶前段亚段支气管、右肺上叶前段血管行主观评分，当评分结果不一致时，则取其平均分。具体评分标准如下：支气管显示清晰，内外缘光整4分；支气管显示基本清晰，内外缘基本光整3分；支气管显示稍模糊、内或外缘不光整2分；支气管内外壁均模糊但管腔仍含气1分；支气管完全显示不清0分。血管清晰度评分标准为非常清晰、边缘光整4分，基本清晰、边缘基本光整3分，血管边缘模糊2分，血管完全显示不清1分。

图像客观评价：在工作站上对重建薄层图像（层厚1.25mm）进行信号噪声比测量。先将面积为50-70mm2的圆形兴趣区放置于无空气潴留的正常肺组织，然后拷贝并粘贴至同层面胸壁前方中线区。分别记录气管隆突层面正常肺组织CT值和同层面胸壁前方空气CT值的标准差，代入公式：SNR=气管隆突层面正常肺组织CT值/同层面胸壁前方空气CT值的标准差，计算出该例患者CT图像的图像信噪比。

1.4统计学处理

数据资料都采用SPSS 16.0软件进行统计学处理和分析，计量资料均采用均数±标准差（x±s）表示和F检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1各组患者间支气管与血管主观评分比较

各组患者间支气管与血管主观评分比较结果显示（见表1），200mA、100mA、50mA剂量组3组间图像比较，患者右肺上叶前段支气管、右肺上叶前段亚段支气管右肺上叶前段血管主观评分的差异均无统计学意义（P>0.05）。25mA组与其他组比较，图像主观评分差异均有统计学意义（P<0.05）。

2.2各组患者间图像信噪比与×线有效剂量比较

各组患者间图像信噪比与x线有效剂量比较结果显示（见表2），依200mA、100mA、50mA、25mA顺序，图像信噪比、x线有效剂量均呈不同程度的下降趋势，相互间比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。

2.3各组患者间小气道损伤征象比较

各组患者间小气道损伤征象比较结果显示（见表3），各征象的出现频率上，空气潴留的出现率最高，其次为磨玻璃样密度影、肺大泡、肺实质微结节、坠积效应、小叶中心肺气肿、小叶间隔线和间隔旁气肿。各组间不同征象检出率差异无统计学意义（P>0.05）。

3.讨论

小气道是指直径<2mm的气道，包括终末细支气管和呼吸细支气管，小气道虽然数量巨大，但在气道阻力中所占比例不大，只有破坏严重时才有明显症状及肺功能异常。近年来，小气道病变的发病率一直处于高位，已成为临床常见病症。小气道病变可大幅降低患者的生活质量，明显影响患者的预后状况。

由于小气道病变具有管腔纤细、管壁菲薄、软骨缺如等解剖特点，在病理状态下很容易扭曲或陷闭，使用传统检查方法具有明显的局限性。CT技术逐渐用于小气道病变的诊断，具有高度的临床价值，可为患者疾病的诊断提供有效的科学依据。低剂量CT检查是目前临床较为常用的检查方法，在小气道病变患者的检查中具有诸多优势，其疾病诊断的检出率较高。采用呼气相全肺螺旋CT扫描小气道病变，具有较高的分辨率，可早期发现小气道病变，特别是呼气相CT，呼气相扫描可清晰显示正常与异常之间的微小差别，这是吸气扫描难以发现的。通过制定这些病变密度的CT阈值便能定量出各自面积及所占全肺百分比，从而客观了解不同病变范围及严重程度。

降低CT辐射剂量的方法有多种，包括降低管电流、降低管电压、增加螺距、增加图像噪声、减少扫描时间等。本次研究选用了降低管电流的方法，通过对给予不同的电流（200mA、100mA、50mA、25mA），管电压固定在100kV，行呼气相全肺螺旋CT扫描，分析图像质量。CT扫描的图像质量是由图像对比度、空间分辨率、图像噪声、伪影等多个因素决定的，这些因素的相互作用，直接影响着图像的敏感性，其中决定因素是噪声，而图像噪声会随着管电压、管电流的增加而降低，其噪声大小受图像重建方式和像素等因素的影响。

本研究目的是在获得较好的图像质量同时尽量减低辐射剂量，寻求最佳的扫描条件。结果表明，管电流为200mA、100mA、50mA时，患者右肺上叶前段支气管主观评分、右肺上叶前段亚段支气管主观评分、右肺上叶前段血管主观评分的差异均无统计学意义（P>0.05）。而25mA组患者右肺上叶前段支气管主观评分、右肺上叶前段亚段支气管主观评分、右肺上叶前段血管主观评分的差异均有统计学意义（P<0.05），图像质量损失较大。因而要想确保支气管与血管主观评分有效性的最低电流量为50mA。采用管电流50mA和管电压100kV的扫描条件，不仅可以获得可供诊断需要的图像质量，同时明显降低了有效辐射剂量，可用于对肺小气道病变的CT评价。