低管电压CT联合迭代重建技术在眼眶CT检查中的应用

吴　迪，郭文力，赵　珑，陈志安

（中国医科大学附属盛京医院放射科，辽宁 沈阳　110004）

低管电压CT联合迭代重建技术在眼眶CT检查中的应用

吴迪，郭文力，赵珑，陈志安

（中国医科大学附属盛京医院放射科，辽宁 沈阳110004）

目的：探讨低管电压联合迭代重建技术（IR）在眼眶CT检查中的应用价值。方法：2014年6月—2015年1月于我院行眼眶CT平扫患者90例，随机分为120 kV组（A组）、100 kV组（B组）、80 kV组（C组），每组30例。A组行滤波反投影（FBP）重建，B组和C组行IR重建（idose3）。对各组进行图像质量主观及客观评价，记录各组辐射剂量。对图像质量及辐射剂量进行统计学分析。结果：A、B、C组各组的有效剂量分别为（7.3±0.7）mSv、（4.5±0.3）mSv、（2.2±0.2）mSv，各组间差异有统计学意义。各组图像均满足诊断要求，图像质量评分均高于3分，且两观察者对图像质量评价的一致性好或非常好。低剂量组的图像背景噪声较常规剂量组高，且差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：低管电压联合IR技术在眼眶CT检查中能明显降低CT辐射剂量同时图像满足诊断要求。

眼眶；体层摄影术，螺旋计算机

CT检查是高辐射影像检查手段，随着CT设备的普及以及CT检查数量的增加，CT检查带来的辐射危害受到越来越多的关注，低剂量CT扫描已成为未来CT的发展趋势。降低管电压能显著减低CT带来的辐射，但是随着管电压的降低CT图像噪声明显增加［1］。IR技术是近几年发展起来的新型数据重建算法，与传统FBP算法不同，IR技术可以通过数学模型来纠正和减低图像的噪声，显著提高CT图像质量［2-4］。本文探讨低管电压CT联合IR重建在眶骨CT检查中的应用价值。

1　材料和方法

1.1一般资料

2014年6月—2015年1月我院行眼眶CT平扫患者90例，签署知情同意书后，随机均分为3组，分别为120 kV组（A组）、100 kV组（B组）、80 kV组（C组），其中A组为常规剂量组，B组和C组为低剂量组，每组30例，每组共60个部位。其中男51例，女39例，年龄23～84岁，平均（52.6±16.98）岁，身高153～186 cm，平均（166.6±8.21）cm，体质量45～96 kg，平均（66.62±12.7）kg。

1.2检查设备及扫描方法

使用PhiliPs公司的iCT（Brilliance iCT）256层螺旋CT扫描仪。患者仰卧于扫描床上，自头侧向足侧扫描，扫描范围包全整个眼眶。根据预先设计各组管电压分别采用120kV、100kV和80kV，管电流均为250 mAs。扫描层厚1.0 mm，层间距0.5 mm，螺距0.399，准直128×0.625 5，矩阵512×512，FOV 200mm，旋转时间0.4s。

1.3图像后处理

常规剂量组行FBP重建，低剂量组进行IR重建（idose3），重建后的数据传至PhiliPs IntelliSPace Portal工作站进行多平面重组 （MPR）及容积再现（VR）图像后处理，重建后的数据传至我院PACS系统（Neusoft PACS/RIS V5.5.02系统）。

1.4辐射剂量

记录CT扫描时生成的CT剂量加权指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP），同时计算有效剂量（ED），ED=DLP×K，单位为mSv，其中K值为换算因子，K=0.002 1［5］。

1.5图像质量评价

1.5.1图像质量的客观评价

由一位研究者在不知扫描参数及分组的情况下，在PhiliPs IntelliSPace Portal后处理工作站，对各组眼眶轴位CT图像进行图像客观评价。评价内容包括，分别选取双侧眼眶内直肌（肌腹）、双侧眼球玻璃体以及双侧眼眶内脂肪组织范围为5～10 mm2的圆形感兴趣区（ROIs）并测量CT值，其中眶内脂肪组织的CT值作为背景对照CT值 （测量ROIs区时选择组织内密度均匀区，避开密度不均匀区）。选取同层面眼眶左侧1 cm处5～10 mm2的感兴趣区空气的标准差作为背景噪声（SD）。图像信噪比（SNR）=组织的CT值的平均值/SD值。对比噪声比（CNR）=兴趣区CT值平均值-眶内脂肪组织CT值/SD值。

1.5.2图像质量的主观评价

由我院多年放射诊断经验的影像诊断医师在不知扫描条件和分组的情况下对各组的轴位图像、MPR及VR进行质量评价，评价过程中采用固定窗宽及窗位 （窗宽600，窗位1 500），采用显示器为BARCO（型号：E-3620）。评价标准采用5分制［6］，1分：图像质量差，不能满足诊断要求。2分：图像质量稍差，图像噪声较多。3分：图像质量尚可，图像质量符合诊断要求。4分：图像质量好，图像噪声较少。5分：图像质量很好，无图像噪声。图像质量评分≥3分认为符合诊断要求。

1.6统计分析

采用IBM SPSS Statistics 19统计分析软件。计量资料数据用均数±标准差表述。组间的CT值、SD值、SNR值、CNR、扫描长度、DLP以及ED的比较采用单因素方差分析或Kruskal-Wallis秩和检验，两两比较采用LSD-t检验或秩变换后方差分析［7］。两个观察者之间图像评分一致性采用KaPPa分析。统计学检验水准为a=0.05，以P＜0.05为差异有统计学意义。两观察者对图像质量主观评价一致性采用KaPPa检验。KaPPa值≤0.2认为两者间一致性差，＞0.2～0.4两者间一致性一般，＞0.4～0.6两者间一致性中等，＞0.6～0.8两者一致性好，＞0.8～1.00两者的一致性非常好。

2　结果

2.1图像质量的比较

2.1.1图像质量的客观评价结果

常规剂量组及低剂量组患者的眼眶内直肌、眼球玻璃体以及眶后脂肪CT值、噪声、SNR及CNR结果及背景噪声结果见表1。

2.1.2图像质量的主观评价结果

常规剂量及低剂量组轴位、冠状位MPR以及VR主观评价结果见表2，两评价者对图像评价一致性好或非常好。轴位及MPR冠状位图像低剂量组图像质量评分较常规剂量组低，但图像质量均满足诊断要求，VR重建后图像质量低剂量组与常规剂量组图像质量无显著差异（图1，2）。

表1　图像质量客观评价

2.2辐射剂量的比较

常规剂量组及低剂量组各组的CTDIvol、扫描长度、DLP及ED见表3，低剂量组有效剂量较常规剂量组明显降低，各组间差异有统计学意义。

表2　主观图像质量评价结果

表3　各组辐射剂量的比较（±s）

表3　各组辐射剂量的比较（±s）

注：1：由于数据方差不齐，统计分析采用Kruskal-Wallis秩和检验；2：两两比较采用秩变换后的方差（LSD-t）分析。

120 kV（A组）　100 kV（B组）　80 kV（C组）　F值或χ2值　A vs B（P值）　A vs C（P值）CTDI（mGy）　31.9　19.5　9.6　-　-　-扫描长度（cm）　108.6±10.1　109.0±7.3　111.1±9.7　0.674　0.838　0.278 DLP（mGy/cm）　3463.1±323.5　2126.34±143.0　1066.9±93.4　79.1291　0.0002　0.0002ED（msv）　7.3±0.7　4.5±0.3　2.2±0.2　79.1291　0.0002　0.0002

图1　为不同患者眼眶CT检查图像。图1a～1c为眼眶轴位图，图1d～1f为眼眶MPR冠状位图，图1g～1i为眼眶VR重建图。其中图1a、1d及1g扫描管电压为120kV；图1b、1e及1h图采用管电压为100kV；图1c、1f及1i图采用管电压为80kV。图1c和1f眼眶内肌、视神经及眼环边界稍毛糙，图像噪声较图1a、1b及1d、1f明显，但均能清晰显示眼眶内细微结构，图像质量均满足诊断要求。图1g～1i示不同剂量下的VR图像均能清晰显示眼眶骨质结构，各图像质量无显著差异。Figure 1.　Orbit CT images of different Patients.Figure 1a～1c:orbital axial images；Figure 1d～1f:orbital coronal MPR；Figure 1g～1i:orbital VR reconstruction；the tube voltage of Figure 1a，1d and 1g was 120 kV；the tube voltage of Figure 1b，1e and 1h was 100 kV；the tube voltage of Figure 1c，1f and 1i was 80 kV.Figure 1c and 1f showed slightly rough boundary of orbital muscle，oPtic nerve and eye ring，whose image noise was obvious comPared with Figures 1a，1b and 1d，1f，all grouPs clearly showed the fine structure of the orbit and the image quality met the diagnostic requirement；Figure 1g～1i showed VR images of different doses could clearly show the orbital bone structure with no significant difference in the image quality.

3　讨论

随着高层建筑行业及交通运输行业的发展，交通肇事和高处坠落等引起的严重创伤越来越多，眼眶骨折发生率明显增加，眶骨骨折与四肢不同，眶骨骨质结构复杂且相互重叠，在普通头颅平片检查中容易漏诊，因此CT检查已经成为眼眶病变尤其是眶骨骨折的诊断以及术前术后评价的重要的影像学检查手段［8-9］。随着CT检查次数的增加，CT检查引起的辐射危害受到越来越多的关注［10］。眼球晶状体、玻璃体及角膜对辐射尤其敏感，过量的辐射可能诱发白内障［11］，另外可能诱发脑组织及甲状腺、唾液腺等腺体的癌症［12］。因此，在图像质量满足诊断条件的前提下，尽量降低CT辐射剂量已成为CT检查的原则［13-14］。降低CT辐射剂量的方法较多，主要有降低管电流、管电压以及减少扫描次数及扫描时间等，但是随着管电压及管电流的降低，CT图像噪声也明显增加［1，15］。

图2　为1例颜面部多发骨折患者的眼眶CT图像，经患者及家属同意后同时进行了不同管电压扫描。图2a～2c为眼眶轴位图，图2d～2f为眼眶MPR冠状位图，图2g～2i为眼眶VR重建图。其中图2a、2d及2g图扫描管电压为120 kV；图2b、2e及2h图采用管电压为100 kV；图2c、2f及2i图采用管电压为80 kV。虽然图2c及2f图噪声较2a、2b及2d、2e明显，但均清晰眼眶骨折眼眶骨折线、小骨碎片及邻近副鼻窦内积液。图2g～2i图像质量均良好，VR图能清晰显示眼眶骨折线及小骨碎片。Figure 2.　A Patient with facial multiPle fractures underwent different tube voltages scanning after the Permission of family members.Figure 2a～2c:orbital axial images；Figure 2d～2f:orbital coronal MPR；Figure 2g～2i，orbital VR reconstruction；the tube voltage of Figure 2a，2d and 2g was 120 kV；the tube voltage of Figure 2b，2e and 2h was 100 kV；the tube voltage of Figure 2c，2f and 2i was 80 kV.Although the image noise of Figure 2c and 2f was obvious comPared with Figure 2a，2b and 2d，2e，however，the orbital fracture line bone chiPs and adjacent Paranasal effusion were clearly showed in all images；the image quality of Figure 2g～2i were good，and the fracture line and bone chiPs were clearly showed in VR image.

CT辐射剂量与管电压的平方呈正比，因此，降低管电压明显降低CT辐射剂量。有研究表明结合智能管电压及智能管电流技术能明显降低眼眶辐射剂量［16］。本文中采用固定管电流（250 mAs），管电压采用80 kV和100 kV两组低剂量与120 kV常规剂量。低剂量组与常规计量组相比，CTDIvol、DLP明显降低，且100 kV组较常规剂量组有效剂量降低约38%，而80 kV组降低约70%。

本研究中图像质量客观评价显示，随着管电压的降低图像的背景噪声逐渐增高，与以往文献报道［1，15］相符，但是100 kV组中组织的噪声较常规剂量组低，这与低剂量组行迭代重建从而降低图像噪声相关［2-4］。100 kV组对眼眶内直肌的信噪比较常规剂量组无显著差异，且组织对比信噪比低剂量组明显高于常规剂量组，尤其在高密度组织（眼眶内直肌）中显著，这可能与随着管电压的降低高密度组织的CT值增高更明显而低密度组织 （眶内脂肪）CT值不增高反而降低相关。本研究中图像质量的主观评价由两名有多年影像诊断经验的放射科医生盲法进行，两观察者对图像质量评价的一致性好。结果显示，低剂量组图像的轴位及冠状位MPR总体评分低于常规剂量组，这可能与随着管电流的降低图像的噪声增高相关，但是两组的图像质量均满足诊断要求，且低剂量组图像对比度较常规剂量组明显，经三维重建后各组的图像质量评分相近，说明少许的图像噪声不影响三维重建后眶骨的图像质量，因此，眶骨三维检查中降低管电压同时降低管电流有望进一步降低辐射剂量，但是选择合适的管电流仍需要进一步研究。

综上所述，低管电压结合迭代重建技术是简单有效的降低眼眶CT辐射剂量的方法，本研究的局限性在于未能对低剂量组与常规剂量组的影像诊断效能进行组间比较，因此，低剂量组能否良好显示眼眶病变，有待进一步研究。

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Combined application of low tube voltage and iterative reconstruction for CT imaging of the orbit

WU Di，GUO Wen-li，ZHAO Long，CHEN Zhi-an
（Department of Radiology，Shengjing Hospital of China Medical University，Shenyang 110004，China）

Objective：To investigate the combined aPPlication value of low tube voltage and iterative reconstruction（IR）for CT imaging of the orbit.Methods：From June 2014 to January 2015 in our hosPital，90 Patients were referred for orbit CT. Patients were randomly assigned into three grouPs:120 kV grouP（grouP A），100 kV grouP（grouP B）and 80 kV grouP（grouP C），with 30 cases in each grouP.GrouP A underwent filtered back Projection（FBP）reconstruction while grouP B and C underwent IR reconstruction.Subjective and objective evaluations were Performed on image quality and radiation dose was recorded for each grouP，which were statistically analyzed.Results：The average effective dose of grouP A，B and C were（7.3±0.7）mSv，（4.5±0.3）mSv and（2.2±0.2）mSv resPectively.There were significant difference among grouPs.The images of the three grouPs all met the diagnostic requirement.All image quality scores were higher than 3 Points.The consistency of the two observers in evaluating image quality was either good or very good.The image background noise of low-dose grouP was higher than that of standard dose grouP，and the difference was statistically significant（P＜0.05）.Conclusion：Low tube voltage combined with IR algorithm in orbit CT examination can significantly reduce radiation dose，and the image quality can meet the diagnostic requirement.

Orbit；TomograPhy，sPiral comPuted

R777.5；R814.42

A

1008-1062（2015）09-0623-04

2015-03-03

吴迪（1983-），男，辽宁营口人，技师。

陈志安，中国医科大学附属盛京医院放射科，110004。