超高速CT的自適應統計迭代重建技術在特殊群體的臨床應用

　　摘要：目的:通過低劑量控制技術,即ASiR-V全模型自適應統計迭代技術、低千伏、短掃描時間、低輻射劑量在新生兒缺血缺氧性腦病HIE診斷中的臨床應用,對照常規掃描方式,在降低患兒輻射劑量的前提下,HIE的檢出率是否會有變化。方法:選取2018年3月-2019年3月南京醫科大學附屬常州婦幼保健院收治的新生兒HIE的患者80例,隨機分為低劑量控制技術檢查組與正常檢查組各40例,低劑量控制技術組采用管電壓70kV,采用ASiR-V全模型迭代技術調制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉速0.28S/r,螺距0.5;正常檢查組采用管電壓110kV,傳統濾波反投影法重建技術,自動調制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉速0.28S/r,螺距0.5,對兩組的圖像質量、HIE檢出率、圖像信噪比(SNR)、輻射劑量值進行評價。結果:低劑量控制技術組與正常組(P<0.05):兩組圖像質量、HIE檢出率,差異無統計學意義(P>0.05);圖象信噪比(SNR),差異有統計學意義(P<0.01);輻射劑量值:CT劑量指數CTDI、計量長度乘積DLP、有效劑量ED,低劑量控制技術技術組為(10.07±1.33)mGy、(31.45±2.45)mGy*cm、(0.50±0.04)mSV,正常檢查組為(20.12±1.87)mGy、(107.31±5.23)mGy*cm、(1.72±0.09)mSV,CTDI減少50%,DLP減少70%,低劑量控制技術組明顯低于正常檢查組(P<0.01),差異有統計學意義。結論:低劑量控制技術在新生兒HIE檢查中,所獲得的圖像質量不會影響HIE的診斷,而低劑量控制技術明顯降低新生兒的檢查輻射劑量。

　　本文源自影像研究與醫學應用,2020,4(17):25-27.《影像研究與醫學應用》雜志，于2017年經國家新聞出版總署批準正式創刊，CN:13-1424/R，本刊在國內外有廣泛的覆蓋面，題材新穎，信息量大、時效性強的特點，其中主要欄目有：影像技術、醫學影像、綜合醫學等。

　　醫療輻射已經引起了公眾的廣泛關注。減低醫療輻射劑量是可能影響人類繁衍的基因因素之一。尤其是未成年人及新生兒。新生兒在醫學上是一個生理相對脆弱的敏感時期。由于新生兒各器官組織均處于未發育或未完全發育時期,所以對于輻射的敏感性[1]比成人更高,由此所致的遠后期致癌危害大約為成人的2～3倍[2]。作為婦幼保健的專科三甲醫院,在新生兒影像檢查技術及診斷方面,我們希望通過將不斷發展成熟的醫療科技安全合理的應用于臨床,讓更多患兒家庭放心接受診治。

　　1、資料和方法

　　1.1一般資料

　　新生兒科收治的80例患兒,低劑量控制技術組40例,男25例,女15例。正常組40例,男23例女17例。

　　1.2檢查設備與方法

　　1.2.1檢查設備及參數

　　GE公司的REVOLUTION256排,患兒在熟睡或水合氯醛應用后進入檢查室,采用仰臥位,頭先進,低劑量[3]控制組掃描參數:70kV,采用ASiR-V全模型迭代技術,自動調制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉速0.28S/r,螺距0.5;正常組掃描參數:110kV,自動調制管電流,采用傳統濾波反投影法重建技術,自動調制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉速0.28S/r,螺距0.5。

　　1.2.2后處理方法

　　原始數據應用GE公司的最大密度投影(MIP),曲面重建(CPR),容積再現(VR)等后處理,觀察新生兒顱內感興趣區的三維圖像。對所有后處理圖像經由高年資技師按照標準進行圖像處理:搜集兩組患兒基底節區、放射冠區、半卵圓中心區的CT值與噪聲[4],記錄患兒的CTDI、劑量長度乘積(DLP),計算兩組的有效劑量(ED)值,ED=DLP×C,其中C為有效劑量權重因子,根據國際輻射委員會規定,新生兒頭顱轉換因子為0.016。

　　1.3圖像質量評價、噪聲對比和劑量對照

　　1.3.1圖像主觀評價

　　根據主觀評價要求,兩名影像診斷副主任醫師(A評價組、B評價組)通過REVOLUTION圖象處理工作站,在固定窗寬、統一窗位的條件下對所有圖像質量進行雙盲評分,圖像質量評分標準參考Schonfeld等的五級評分法。1分:圖像質量差,所顯示圖像無法對新生兒頭顱的HIE進行明確診斷;2分:圖像質量較差,所顯示圖像對新生兒頭顱的HIE診斷可能存在分歧;3分:圖像質量適中,所顯示圖像對新生兒頭顱的HIE診斷較為明確,不影響診斷;4分:圖像質量較高,所顯示圖像對新生兒頭顱的HIE診斷明確,適合診斷;5分:圖像質量高,所顯示圖像對新生兒頭顱的HIE診斷確定,符合臨床診斷要求。

　　1.3.2圖像信噪比(SNR)

　　兩組觀察,副主任醫師與副主任技師各一名,以0.625層厚分別測量基底節區、放射冠區、半卵圓中心區CT值和標準差SD,噪聲值取SD,計算各層面SNR。計算方法:SNR=所測量區域CT值/同層面SD;

　　1.3.3輻射劑量

　　記錄兩組患兒所接受的輻射劑量:患兒的CTDI、劑量長度乘積(DLP),計算兩組的有效劑量(ED)值,ED=DLP×C,其中C為有效劑量權重因子[5],根據國際輻射委員會規定,新生兒頭顱轉換因子為0.016。

　　1.4統計學分析

　　使用SPSS22.0統計軟件對兩組檢查方式進行質量分析:圖像質量的主觀評分采用WeightedKappa檢驗:0.21≤K≤0.40為一致性一般、0.41≤K≤0.60為一致性中等,0.61≤K≤0.80為一致性較強,K≥0.80為極佳。圖像信噪比以及輻射劑量。使用卡方檢驗判斷兩組對照條件下的差異是否有統計學意義,P<0.05為差異有統計學意義。

　　2、結果

　　低劑量控制技術組與正常組:圖像質量,兩組觀察圖像顯示病變清晰,范圍明確,讀片結果0.61≤K≤0.80為一致性較強(K值為0.621、0.683);圖象信噪比(SNR),差異有統計學意義(P<0.01);輻射劑量值:低劑量控制技術技術組的容積CT劑量指數CTDI、計量長度乘積DLP、有效劑量ED相比較于正常檢查組均有明顯的降低,差異有顯著統計學意義(P<0.01)。見表1～表3。

　　表1低劑量控制技術組與正常組的閱片評分比較(x±s)

　　表2低劑量控制技術組與正常組的噪聲SNR比較

　　表3低劑量控制技術組與正常組的輻射劑量相關參數DLP與ED比較

　　3、討論

　　新生兒缺氧缺血性腦病(HIE):是指圍產期窒息而導致腦部的缺氧缺血性損害。在檢查手段中,CT對于早期的顱內變化,有確定性的價值:(1)輕度散在、局灶低密度分布兩個腦葉。(2)中度低密度超過兩個腦葉,白質灰質對比模糊。(3)重度彌漫性低密度影、灰白質界限喪失。(4)極重度重度HIE伴有蛛網膜下腔出血、腦室內出血,側腦室狹窄受壓。我們通過應用超高速CT,結合ASiR-V全模型迭代技術、低千伏、短掃描時間、低劑量[6]的模式,希望能夠讓更多患兒安全、舒適的完成HIE的排查。

　　3.1ASiR-V全模型迭代技術、低劑量控制技術的應用

　　目前,降低輻射劑量的方法以:降低管電壓、管電流、加大螺距、縮窄視野等為主,伴隨新的技術應用,對于圖像算法的改進,提高射線使用效率成為了熱點。ASiR-V全模型迭代技術:利用矩陣代數,通過對一種數學模型選擇性識別并去除圖像噪聲,讓圖像噪聲減小,大幅度提高圖像質量,間接地可以保持噪聲不變的情況下降低輻射劑量,CT圖像的噪聲與KV正性相關,降低或者提高KV在一定范圍內都會使器官組織接受的圖像噪聲有明顯的變化,但是KV的降低可以在圖像對比度上有明確的提高。應用ASiR-V全模型迭代技術、低千伏、短掃描時間,最大可能降低掃描總輻射劑量。

　　3.2應用檢查的媒介由普通螺旋CT改為超高速多層螺旋CT

　　GE的超高速Revolution:(1)同等掃描條件下,超高速所需掃描時間為普通螺旋CT的五分之一,患兒在射線環境下的時間極大縮短。(2)同樣圖像質量前提下,ASiR-V全模型迭代技術,可以讓最終輻射劑量比普通螺旋CT劑量降低80%,這也意味著超高速螺旋CT的寬體探測器能夠在目前技術條件下最大可能的接受射線并進行信號轉換,不僅降低了輻射劑量,同時降低了能源損耗。(3)低千伏的選擇,普通螺旋CT所出的射線在到達人體時會有細微變化,即所產生X線的硬度會有欠缺,這會導致射線能量的損失,而超高速CT在同等條件下,將大幅度提高產生X線的硬度。

　　參考文獻：

　　[4]陳忠民,劉波,南新中,等.低劑量電離輻射損傷檢測技術及其研究進展[J].中國輻射衛生,2017,26(2):254-256.

　　[5]陳玉濤,鄧大平.X射線對小兒腸套疊診治劑量優化價值探討[J].中國輻射衛生,2016,25(1):101-103.

　　[6]陳麗.常規劑量CT掃描和低劑量CT掃描診斷肺結節的診斷結果研究[J].影像研究與醫學應用,2018,2(5):46-47.