低管电压联合快速迭代重建技术在副鼻窦CT检查中的应用

胡文业，郭文强

（山西大同大学医学院,山西大同，037009）

随着CT 检查在临床的广泛应用，副鼻窦CT 检查逐渐取代常规X 线平片，成为副鼻窦首选影像检查方法。但副鼻窦CT 检查时的放射辐射问题，成为医师和患者关注的焦点。在保证图像满足诊断要求前提下，最大限度降低辐射剂量成为关键问题。辐射剂量的降低伴随着图像噪声的增加，图像质量下降。快速迭代重建（iDose）是近年开发的一种全新的CT图像重建算法，能够有效降低CT图像的噪声。国内外许多学者在胸部、腹部、CTA 等检查进行相关研究，取得了理想效果[1-4]。也有一些学者研究副鼻窦低剂量CT，但在降低辐射剂量的方式及降低程度等方面存在差异[5-6]。本研究尝试采用80 kV 低管电压的扫描方式，联合应用iDose 重建算法对副鼻窦进行CT 扫描，通过对图像质量进行分析，评价方法的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集大同市第三人民医院2020 年5 月—2021 年12 月行副鼻窦CT 检查的患者100 例，男49 例，女51例，年龄1～85岁，平均34.86±5.31岁。

1.2 设备与方法

采用Philips Brilliance 256 层iCT 扫描仪。扫描前让患者去除头部金属外物，扫描采用Helical 模式。依据扫描参数分为A、B 两组，低剂量（A）组采用80 kV、220 mAs 作为实验组，常规剂量（B）组采用常规120 kV、220 mAs 作为对照组。扫描结束，采集图像资料传至EBW4.0 Workstation 工作站,对图像进行测量与分析。

1.3 图像分析与评价

1.3.1 主观评价

在双盲前提下，由两位高级职称影像医师在工作站各自对图像进行质量评估与分析，以轴位和冠状位对图像进行观察。采用4分制评价对窦口鼻道复合体（osteoma eatal complex，OMC）的显示情况：4 分，OMC结构显示完整清晰、鼻窦骨壁显示清晰，咽部软组织层次显示清晰；3 分，OMC 结构显示完整、边界尚清晰，鼻窦骨壁显示完整，咽部软组织层次欠清晰，可满足诊断要求；2 分，OMC 结构显示完整、边界不清，鼻窦骨壁显示完整，咽部软组织层次模糊，不能满足诊断要求；1 分，OMC 结构显示及边界不清，鼻窦骨壁不完整，咽部软组织层次模糊，不能满足诊断要求。

1.3.2 客观评价

通过图像噪声值（SD 值）、信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）和对比噪声比（Contrast to Noise Ratio，CNR）进行评价。选取同一层面（显示翼内外肌层面），分别测量翼外肌、颞下窝脂肪、鼻咽部空气CT 值。以翼外肌CT 值的标准差作为图像噪声值（SD 值）。信噪比（SNR）的定量计算：SNR=CT翼外肌/SD翼外肌。对比噪声比（CNR）的定量计算：CNR=（CT翼外肌-CT颞下窝脂肪）/SD鼻咽部空气，SD鼻咽部空气为鼻咽部空气CT值的标准差，代表背景噪声值。

1.4 辐射剂量

记录所有检查的CT 剂量指数（CT dose index of volum,CTDIvol）、剂量长度乘积（dose length product，DLP），计算个体检查时接受的有效剂量（effective dose，ED），ED=DLP×K，K为转换系数，头颈部K=0.021。

1.5 统计学分析

采用SPSS 19.0统计分析软件，计量资料采用xˉ±s表示。对两组间的图像的主观评价（图像评分）和客观评价参数（右侧翼外肌CT 值，图像SD 值、右侧颞下窝脂肪CT 值、背景SD 值、SNR、CNR），辐射剂量进行统计学分析，采用独立样本t检验，以P＜0.05 为有统计学意义。

2 结果

A组与B组图像质量主观评分分别为3.58分、3.72分（t=-1.407,P＞0.05），A组评分略低于B组，均能满足诊断要求，差异无统计学意义。

客观评价结果见表1，两组各统计值比较，A 组的CT颞下窝脂肪、SNR 及CNR 高于B 组，CT翼外肌、图像SD 值低于B 组，差异均无统计学意义（P＞0.05），仅背景SD比较有统计学差异（P＜0.05）。

表1 两组图像质量客观评价比较

图1 中A、B 为80 kV、120 mAs 扫描条件下横断面图像和冠状位重组图像；C、D 为120 kV、120 mAs扫描条件下横断面图像和冠状位重组图像；两组图像均能清晰显示副鼻窦结构，完全满足临床诊断要求。

图1 低剂量与常规剂量扫描图像对比

辐射剂量统计结果，A、B 两组CTDIvol 分别为8.78 mGy、29.06 mGy，A 组较B 组降低了69.79%，ED 分别为3.80±0.16 mSv、12.13±0.97 mSv，A 组较B组降低了约69.68%。

3 讨论

由于副鼻窦结构复杂，X线平片检查组织重叠较多，许多结构和病变不易显示，而且需要采用多种体位才能显示全部副鼻窦，临床现已很少应用。MRI的优势是对软组织结构和病变显示良好，但对于骨骼、钙化的显示不及CT，而且在有可疑金属异物时禁止MRI 检查，且检查时间较长。故对于副鼻窦病变临床现在多数采用CT 检查。现在临床应用的CT 机几乎都是螺旋CT，完全实现了各向同性成像，一次的轴位容积扫描获得数据后，可重组任意平面的图像，对副鼻窦进行多方位的观察，能够更好地显示其解剖结构及病变。尤其是可以清晰显示窦口鼻道复合体（OMC）的解剖结构及其变异，与功能性内窥镜鼻外科手术（functional endoscopic sinus surgery,FESS）手术野相似，已成为术前手术方案的确定及术后复查的首选检查方法[7-8]。但是在副鼻窦CT 扫描过程中不可避免地会扫及眼球，尤其是晶状体对X 射线非常敏感，过量的X 线照射会导致不同程度的辐射损伤，甚至导致白内障，尤其是婴幼儿更为敏感[9]。因此在保证图像质量满足临床诊断要求的前提下，就需要尽可能降低副鼻窦CT 扫描时的辐射剂量。

减少受检者辐射剂量的方法可以是降低管电流、降低管电压、增加螺距等，现大多数采用的技术是自动管电流调控法，通过降低管电流的方法减少辐射剂量。采用降低管电压的扫描技术报道较少。根据光电效应的公式，辐射剂量与管电流成正比，而与管电压的平方成正比，理论上降低管电压对辐射剂量的减少更明显。副鼻窦的解剖学特点为含气的骨性空腔，窦壁骨质薄，自然对比度好，这也是低剂量扫描的生理学条件。

随着辐射剂量的降低，扫描图像的噪声相应就会增加。近年来迭代算法成为去除图像噪声的主要途径，其中快速迭代技术（iDose）是基于噪声及结构双模型的双数据空间迭代常见技术，能够在同等辐射剂量条件下，大幅度降低噪声，改善图像质量[10-11]。但是随着迭代重建等级的提高，图像噪声相应降低，图像的锐利度会有所降低，甚至影响组织结构的显示，尤其是对低对比的组织结构影响较大。本研究在其他参数不变的前提下，管电压由120 kV 降低至80 kV，辐射剂量由29.06 mGy 降低至8.78 mGy，仅为原来的30.21%。但图像的质量并没有下降，两组图像主观评分与客观参数比较均无差异。这与国内外一些研究结果相近。

本研究的局限性：由于入组病例中儿童病例较少，未按照年龄对辐射剂量进行细化分组。

总之，采用80 kV 的低管电压联合快速迭代重建技术对副鼻窦进行CT 检查，所获得CT 图像完全可以满足临床诊断要求，同时明显降低受检者的辐射剂量，避免了由于辐射效应可能产生的远期不良效果，可作为副鼻窦的常规扫描在临床应用。