不同管电压对肺部占位性病变计算CT图像质量的影响

王慧芳

（上饶市人民医院放疗室，江西 上饶 334000）

肺部占位性病变临床较常见，尤其是肺癌等恶性病变，严重威胁患者生命安全。近年来，随着我国肺癌发病率的持续增高，针对肺内病灶的早期诊断成为人们关注的热点。早期诊断是辅助临床制订治疗方案，延长患者生存期的关键[1]。目前，临床主要通过影像学手段进行肺部病变的早期诊断，其中CT是用于肺内疾病诊断的重要方式，具有密度分辨率高、拥有天然肺组织含气对比度等优势，在肺部占位性病变的诊断中价值较高[2]。常规CT包括三期或四期扫描，即平扫、皮质期、髓质期和延迟期，患者在多期扫描后受到的辐射剂量也随之增高，因此，如何在保证图像质量的前提下减少辐射剂量成为目前医学界关注的热点[3]。国际放射委员会也呼吁放射学检查过程中应遵循辐射的合理化和最低化原则。以往关于减少肺部CT检查时辐射剂量的报道多侧重于降低管电流，但实践证实仅通过减少管电流降低辐射的效果有限。有研究[4]表明，适当降低管电压或管电流能减少检查过程中接受的辐射剂量。基于此，本研究旨在探讨不同管电压对肺部占位性病变CT图像质量的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2019年1月至2020年2月于本院接受检查的60例肺部占位性病变者作为研究对象，采用随机数字表法分为3组，每组20例。A组男12例，女8例；年龄32～81岁，平均（56.19±4.28）岁；体重指数（body mass index，BMI）16.5～28.58 kg/m2，平均（22.65±4.23）kg/m2；良性病变7例，恶性病变13例。B组男13例，女7例；年龄31～80岁，平均（56.38±4.12）岁；BMI 16.3～27.57 kg/m2，平 均（22.32±4.21）kg/m2；良性病变8例，恶性病变12例。C组男12例，女8例；年龄33～79岁，平均（56.22±5.18）岁；BMI 16.5～27.56 kg/m2，平均（22.47±4.31）kg/m2；良性病变8例，恶性病变12例。3组临床资料比较差异无统计学意义，具有可比性。本研究已通过本院伦理委员会审核批准。

纳入标准：确诊为肺部占位性病变；年龄＞18岁；知情并签署知情同意书。排除标准：穿刺部位感染及对碘造影剂过敏者；合并严重脏器功能障碍者；精神异常或无法配合完成检查者；有肺部手术史者；妊娠期及哺乳期女性。

1.2 方法 检测仪器为飞利浦64排螺旋CT，患者呈仰卧抱头状，嘱患者检查时暂时性屏气，避免情绪波动。采用横断面结合三维成像方式行CTA检查，扫描范围：从肺尖至髂脊或趾骨联合处。参数设置：3组管电流均为150 mAs，对比剂碘海醇浓度350 mgl/ml，矩阵512×512，重建视野280 mm，层厚0.5 mm，扫描间隔0.45～1.00 mm。A组管电压80 kV，B组管电压100 kV，C组管电压120 kV。然后启用动态增强扫描模式，采用双筒注射器经肘静脉注入维显造影剂80～100 ml，第1时相注射造影剂80～100 ml，注射速率5.0 ml/s；第2时相注入30 ml氯化钠注射液，注射速率5.0 ml/s，使用造影剂自动跟踪扫描技术，达到120 HU时自动触发扫描，待至触发值≥6 s时扫描约7 s，获得平扫和增强两组图像后剪影，传入后处理工作站进行图像后处理，采用滤波反投影法重组图像。

1.3 观察指标 比较3组图像质量、辐射剂量及信噪比。①主观图像质量评分[5]：1分，CT图像充满伪影和噪声，图像质量差，无法达到诊断目的；2分，图像质量较差，伪影多噪声严重，无法用于临床诊断，3分，图像质量一般，图像中伪影和噪声中等，但能达到诊断要求；4分，图像噪声少，虽仍有少量伪影，但边界锐利图像质量好，符合临床诊断要求；5分，图像噪声小且基本无伪影，图像质量佳，边界锐利，符合临床诊断要求。评分≥3分为满足诊断要求。②信噪比和对比信噪比：取好重建序列肺尖主动脉窗、胸锁关节及右下肺静脉的层轴面1 mm肺窗图像，患侧每层面分别取3个感兴趣区（region of interest，ROI）并避开钙化、空洞及坏死组织，取3次平均值作为相应层面的CT值，以CT平均值标准差作为图形噪声的评价指标；测量肩胛区域肌肉的CT值并计算标准差（standard deviation，SD）、信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）、对比信噪比（contrast to noise ratio，CNR）。③辐射剂量：胸部有效剂量（effective dose，ED）=剂量长度乘积（dose-length product，DLP）×k，k=0.014 mSy/（mGy·cm）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析，计量资料以“±s”表示，多组间比较采用单因素F分析，组间两两比较采用SNK-q检验，计数资料用[n（%）]表示，比较采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组主观图像质量比较 B组和C组图像质量明显高于A组，差异有统计学意义（P＜0.05）；B组与C图像质量比较差异无统计学意义，见表1。

表1 3组主观图像质量比较[n（%）]

2.2 3组图像质量相关指标比较 A组和B组SNR、CNR、ED、病变CT值均小于C组，差异有统计学意义（P＜0.05）；A组和B组SNR、CNR、ED、病变CT值比较差异无统计学意义，见表2。

表2 3组图像质量相关指标比较（±s）

表2 3组图像质量相关指标比较（±s）

注：SNR，信噪比；CNR，对比信噪比；ED，胸部有效剂量。与A组比较，a P＜0.05；与B组比较，b P＜0.05

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3 讨论

肺部占位病变在性质不明，在无病理检查的情况下无法判断其良恶性，但恶化率较高。如果占位的病变较大，则高度怀疑恶性病变，需做气管镜或者肺穿刺检查，一旦确诊为肿瘤，需尽早进行手术清除治疗，以延长患者生存期。影像学检查是肺部病变的常规筛查方式，其中多层螺旋CT扫描能将CT增强技术与薄层、大范围、快速扫描技术相结合，通过合理的后处理清晰显示病灶细节，具有无创和操作简便的特点，对于确定病变形态、位置、边缘关系等参数具有重要价值[6]。但由于CTA的扫描层厚较薄且范围大，因此，患者在检查过程中接受的辐射剂量也随之增加。CTA检查时大剂量使用对比剂会增加患者肾损伤风险，引发对比剂肾病（contrast-induced nephropathy，CIN）。因此，在保障影像质量前提下，减少患者所受的辐射损伤成为临床关注热点。

以往临床试图通过降低管电流减少肺部CT检查时辐射量，但仅通过减少管电流降低辐射的效果有限。本研究使用的飞利浦64排螺旋CT与传统超声相比，具有时间分辨率大、空间分辨率高及实用性强等优点，即使微小病灶也能清晰显示，为临床鉴别提供有效参考依据；同时，64排螺旋CT在图像重建时采用多种重建模式捕获不同时段能量水平下的能量曲线图、碘基图像及单能量图等，为临床鉴别提供更多的观察角度及准确信息，通过一次增强扫描即可获取完整、清晰的平扫图像，避免CT受组织运动伪影的限制，降低辐射剂量，显著缩短检查时间。虽然64排螺旋CT能一定程度上减少检查时的辐射剂量，但依然存在一定辐射损伤。有研究[7]表明，对比剂使用量增加是导致CIN的重要因素，且对比剂使用量越大CIN的发病率越高，发生CIN的风险也越大。因此，临床检查时，在满足基础检查要求的同时应尽量减少对比剂和辐射剂量，降低肺部占位性病变检查中的安全风险。

CT检查过程中CT值受对比剂和管电压的双重影响，当管电压降低时CT会相应增加，X射线的穿透力也会减弱；同时，X线以康普顿效应、电子效应及光电效应的形式与物质间发生相互作用。CT增强扫描时所用的碘对比剂主要与X线的光电效应产生作用，当射入光子能量高于其中某个电子的结合能量时，光电效应达到最大值，且X线吸收率也最高，此时光子能量再持续增加，光电效应不仅不会增加反而会减弱，一旦电子结合能超过光子能量，光电效应也会逐渐消失。由此可见，在临床CT检查工作中并不能因追求较高的扫描条件，而增加碘对比剂浓度或管电流，而应根据扫描需求选择与碘结合能最接近的X线光子能量，从而增加X线衰减系数和CT值，此时，CT下病灶组织亮度会明显增加，影像表现增强，病灶组织与周边组织的对比度也更明显，CTA检查能清晰显示病灶。以往多同时减少或增加管电压和碘对比剂浓度以改变辐射或碘摄入量，鲜有以管电压为自变量探讨辐射剂量和图像质量的研究。吕蓉等[8]研究表明，管电压与辐射剂量相关性为2～5次方的正比关系，降低管电压能显著减少辐射剂量，虽然降低管电压后可能影响射线的穿透力，但肺部软组织较薄。

本研究结果显示，图像质量与管电压成正比关系，且随着管电压增加，SNR、CNR、ED值也随之升高，当管电压为100 kV时获得的图像质量较好，SNR、CNR、ED也较低，表明在保证影像质量的前提下，低管电压CT扫描能有效降低肺部占位性病变患者所受的辐射剂量。分析原因为，双源CT扫描过程中使用的Dose4D技术能根据人体组织密度和厚度的不同自动实时调节毫安量，同时，第二代双源CT扫描仪使用了能谱纯化技术，能通过纯化高能谱射线提升X射线的利用率，本研究使用的150 mAs/100 kV管电流、电压组合在对体型较大的成人中进行数据采集时，在保证图像质量的同时，不仅能有效降低低能图像噪声比，还减少了被检查者所受的辐射剂量。本研究结果显示，当管电压为100 kV和120 kV时，两组图像质量比较差异无统计学意义，分析原因可能为胸部皮下软组织较薄，射线进入胸部后衰减较少，同时，由于病变部位周围均为含气肺组织包围，天然对比度较高，确保了不同电压下均有良好的图像质量。因此，在一定条件下适当降低管电压能有效减少患者检查过程中的辐射剂量，减少辐射损害，当管电压为100 kV、管电流为150 mAs时能获得较好的图像质量，且辐射剂量较少，临床推广价值较高。

综上所述，在保证影像质量的前提下，低管电压CT扫描能有效降低肺部占位性病变患者所受的辐射剂量，值得临床推广应用。