NeuViz 128型CT颈部增强图像*质量与辐射剂量的比较评估

曹 锋 王传彬 董江宁* 高 飞 李乃玉

随着国产高端螺旋CT设备的发展，国外高端CT垄断的现象正在被打破，沈阳东软医疗NeuViz 128型CT目前是我国首台具有自主知识产权的128层螺旋CT，并不断应用于国内外市场[1]。然而，无论国内还是国外CT都在追求更好的图像质量及更低的辐射剂量；为此，本研究对NeuViz 128型CT与GE 750HD型CT在颈部增强时非能谱扫描模式下图像质量及辐射剂量等指标的差异性进行比较，为临床使用提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年10月至2017年8月在安徽省肿瘤医院行颈部增强扫描且身体质量指数(body mass index，BMI)[2]为18.5～24.9 kg/m2的120例患者，其中男性50例，女性70例；年龄为14～76岁，平均年龄(45.6±6.8)岁。按照数表法随机将其分为观察组和对照组，每组60例，所有患者均签署知情同意书。观察组采用NeuViz 128型CT进行扫描，对照组采用GE HD750型CT进行扫描。

1.2 仪器设备

采用NeuViz 128型CT(沈阳东软医疗系统有限公司)；HD750型宝石能谱CT(美国GE公司)。探测器宽度均为4 cm。HD750型宝石能谱CT采用常规扫描模式，而非能谱扫描模式。

1.3 检查方法

(1)患者取仰卧位，下颌抬起，双肩下移，切勿吞咽，扫描范围从颌下至胸廓上缘。双筒高压注射器经外周静脉团注对比剂，对比剂为碘佛醇(350 mg I/ml)，剂量为1.2 ml/kg，注射速率为3.5 ml/s。应用对比剂智能追踪技术触发扫描，监测点位于C3/4水平颈总动脉，触发阈值设置为120 HU，达阈值延迟5 s后触发扫描，静脉期在动脉期结束后延迟25 s进行扫描。

(2)两组患者扫描参数：①观察组采用NeuViz 128型CT，管电压为120 kV，管电流为250 mA，旋转时间为0.8 s，螺距为1，视野(field of view，FOV)250 mm×250 mm，层厚及层间距均为5 mm，重建层厚及重建层距均为1.25 mm，采用迭代算法得到30%权重的图像；②对照组采用HD750型宝石能谱CT，管电压为120 kV，管电流为250 mA，旋转时间为0.8 s，螺距为0.984，FOV为250 mm×250 mm，层厚及层间距均为5 mm，重建层厚及重建层距均为1.25 mm，采用自适应统计迭代重组(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)算法得到50%权重图像。

1.4 图像处理及数据分析

(1)扫描结束后将重建层厚和间隔均为1.25 mm的数据分别传至东软AW1.0.7专业工作站和GE AW4.5专业工作站处理，分别使用各自的工作站做数据处理。

(2)测量方法：①动脉期，选取颈4椎体水平测量颈总动脉血管CT值(CT1)，同层面胸锁乳突肌(CT2)，同层面前颈部皮下脂肪CT值标准差(standard deviation，SD1)的为噪声指数(noise index，NI)；②静脉期，选取颈4椎体水平测量颈内静脉CT值(CT3)，同层面胸锁乳突肌(CT4)，同层面前颈部皮下脂肪CT值标准差(standard deviation，SD2)的为噪声指数(noise index，NI)。计算信噪比(signal noise ratio，SNR)和对比度噪声比(contrast noise ratio，CNR)值。

(3)计算方法：①动脉期CNR=(CT1-CT2)÷SD1，SNR=CT1÷SD1；②静脉期CNR=(CT3-CT4)÷SD2，SNR=CT3÷SD2。感兴趣区(region of interest，ROI)面积为5 mm2，ROI尽量选择密度均匀区域。每例患者重复测量3次，以平均值作为最终测量值。

1.5 观察与评价指标

(1)记录机器自动计算生成的容积CT剂量指数(CT dose index volume， CTDIvol)、剂量长度乘积(dose length product，DLP)，并计算出有效辐射剂量(effective dose，ED)，ED=DLP×k(欧盟委员会推荐颈部k值为0.0054)[3]。

(2)由2名放射科主任医师在双盲条件下分别进行主观评价，方法参照郭锬等[4]5分制。

评分标准：①1分为无法诊断，图像噪声及伪影严重；②2分为影响诊断，图像存在伪影及假象等；③3分为可以诊断，基本解剖结构显示正常，噪声略大；④4分为良好，解剖结构比较清晰，对比度及锐度略差；⑤5分为优秀，细微解剖结构清晰，对比鲜明，图像锐利。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析。数据均符合正态分布，两组间ROI的CNR、SNR、SD、DLP以及ED组间比较均采用两独立样本t检验。CTDIvol及图像质量的主观评分采用秩和检验；取α=0.05作为显著性水准，以P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 两组动静脉期图像CNR、SNR及SD比较()

表1 两组动静脉期图像CNR、SNR及SD比较()

注：表中SNR为信噪比；CNR为对比度噪声比；SD为噪声指数。

静脉期SNR CNR SD SNR CNR SD观察组 60 42.70±15.75 35.60±14.62 7.64±1.94 24.25±9.34 16.46±7.4 7.71±1.91对照组 60 51.34±15.32 42.35±13.66 7.13±2.07 27.03±8.5 16.63±6.3 7.09±1.56 t值 -1.854 -1.607 0.833 -1.038 -0.086 1.192 P值 0.076 0.121 0.413 0.31 0.932 0.245组别 例数 动脉期

2 结果

2.1 两组图像SNR、CNR及SD比较

对照组动脉期图像的SNR和CNR高于观察组动脉期图像的CNR和SNR，而SD对照组低于观察组，但差异均无统计学意义(t=-1.854，t=-1.607，t=0.833；P＞0.05)；对照组静脉期图像的SNR和CNR高于观察组静脉期图像的CNR和SNR，而SD对照组低于观察组，但差异均无统计学意义(t=-1.038，t=-0.086，t=1.192；P＞0.05)，见表1。

2.2 两组DLP及ED图像比较

两组图像的DLP及ED结果相近，差异均无统计学意义(t=0.17，t=0.593；P＞0.05)，见表2。

表2 两组DLP及ED图像比较()

表2 两组DLP及ED图像比较()

注：表中DLP为剂量长度乘积；ED为有效辐射剂量。

组别 例数 DLP ED观察组 60 373.42±14.00 2.20±.08对照组 60 372.73±17.55 2.19±0.11 t值 0.17 0.593 P值 0.865 0.556

2.3 两组CTDIvol及主观评分比较

观察组的CTDIvol低于对照组的CTDIvol，差异有统计学意义(Z=-1.725，P＜0.05)；两组图像质量主观评分差异无统计学意义(Z=-1.523，P＞0.05)，见表3。

表3 两组CTDIvol及主观评分比较(分，)

表3 两组CTDIvol及主观评分比较(分，)

注：表中CTDIvol为容积CT剂量指数。

组别 例数 CTDIvol 主观评分观察组 60 12.4±0.00 4.57±0.50对照组 60 13.55±0.25 4.63±0.48 Z值 -7.125 -0.523 P值 0.000 0.601

2.4 临床图像质量比较

120例患者中颈总动脉及颈内静脉血管均满足诊断要求，图像清晰、细腻，密度均匀，血管饱满，血管壁显示平滑，根据评价标准分别对两组图像质量进行评价，观察组与对照组图像的主观评分差异无统计学意义(Z=-1.523，P＞0.05)。部分影像结果如图1、图2所示。

图1 观察组患者图像

图2 对照组患者图像

3 讨论

近年来，国产CT不断发展，无论是硬件还是软件都在持续创新，不断提升扫描速度，降低辐射剂量，提高图像质量，优化后处理流程，并广泛应用于临床工作，且取得较好的口碑。目前，关于国产高端螺旋CT图像质量的研究较少，尤其是与国外进口CT之间的比较研究更少。本研究通过比较两款CT的图像质量及辐射剂量，并找出两者之间的差异，为临床工作提供参考。

由于颈部解剖结构复杂，双侧肩关节和颈胸椎较多的骨质，容易产生带状伪影，影响颈部结构的显示，因此在合理的辐射剂量下，优质颈部CT图像质量变得尤为重要。国产CT设备的自动毫安是以SNR为标准，而进口CT设备的自动毫安是以SD为标准，两种设备参考标准不同，会对结果产生影响，为此本研究采用固定毫安技术来保证条件的相同。

随着工业技术水平的不断发展，CT硬件的性能得到很大的提高，其中进口CT的探测器采用人造宝石作为材料，使得探测器可以接受更高能量的射线，可以更快识别X射线的极速变化，再结合宝石CT的瞬间变能高压发生器及动态变焦球管，使得CT能量成像技术进入一个崭新的领域[5-6]。国产CT采用新一代宽体Micro Star探测器，具有零电子噪声、超薄感光层及最小余辉等独特性能，可以实现精细原始数据采集，再结合RF射频极速传输技术，能够实现无损数据传输，最大程度保障图像采集原始数据更完整。高频高效高压发生器及Quad-Sampling智能球管在技术上有很大的革新，不同于普通球管会产生很多无意义重复采集，这项技术能够分别在X轴和Z轴同时实现双倍采集，提升X射线应用效率，使得一次的原始数据采集量同比增加4倍，可以取得4640 view/圈数据，在容积覆盖方面有很大的创新，而这些硬件上的创新是满足临床应用的基础[7-8]。

滤波反投影重建算法和迭代重建算法是目前常用的两种CT图像重建算法。近年来，随着计算机技术的飞速发展，迭代算法成为研究的热点，且迭代重建技术已经在头颈部、胸部、腹部以及心脏等多个领域取得较好的成效[9]。而其中进口CT设备的ASIR技术为首先建立噪声性质和被扫描物体的模型，并利用迭代的方法进一步校正和抑制噪声，得到更清晰的图像，射线剂量可以降低30%～65%，在头颈部增强时可以取得较好的图像质量及较低辐射剂量[10-11]。国产CT设备采用ClearView+第4代双域迭代技术，是基于多模型双域迭代技术，将非线性问题转化为线性迭代问题，通过反复迭代不断修改初始的解，可进行100%深度迭代。同时具有时间域和频率域两个域的结合点开始进行快速迭代，还具有百万像素平台(1024×1024大矩阵)等特点，提升图像的细节分辨力，能够得到更清晰、更准确的诊断图像，射线剂量的减少可达70%左右[12]。两种设备都在不同程度上进行了硬件和软件的创新，从不同的方向上提高图像质量和减低辐射剂量，虽然路线各异，但均得到良好的临床应用效果。

本研究重点探讨两种设备在图像质量及射线剂量上能否达到一致结果，在对颈部增强动脉期图像及静脉期进行客观图像质量评分(CNR、SNR及SD值)及主观图像质量评分比较时，发现两组的结果差异无统计学意义，表明两种设备可以取得相同的图像质量。在射线剂量方面，观察组的CTDIvol低于对照组，且差异均有统计学意义。在CTDIvol的控制方面，观察组比较稳定且较低，虽然螺距的设置固定，但在实际扫描中进口设备会根据预扫描反馈结果自动微调螺距，这也可能是进口CT设备的CTDIvol存在波动和高于观察组的原因。DLP及ED为综合性参数，虽然两组在扫描长度，设备螺距等方面不能完全一致，但本研究结果表明两组的辐射剂量相同，揭示在相似的扫描条件下，两种设备的辐射剂量无差异。

我国首台具有自主知识产权的NeuViz 128型螺旋CT与国外高端HD750型CT对比发现，在相似的扫描条件下，辐射剂量相同，并且可以取得相同的图像质量。因此，本研究为临床使用提供一定的参考，为两种设备的改进提供方向。本研究不足之处在于，样本量较少，只选取一组的BMI进比较，研究部位仅限于颈部，故有待于今后做进一步研究。

参考文献

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