超高速CT的自適應統(tǒng)計迭代重建技術(shù)在特殊群體的臨床應用

　　摘要：目的:通過低劑量控制技術(shù),即ASiR-V全模型自適應統(tǒng)計迭代技術(shù)、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(guī)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(yī)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(shù)檢查組與正常檢查組各40例,低劑量控制技術(shù)組采用管電壓70kV,采用ASiR-V全模型迭代技術(shù)調(diào)制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉(zhuǎn)速0.28S/r,螺距0.5;正常檢查組采用管電壓110kV,傳統(tǒng)濾波反投影法重建技術(shù),自動調(diào)制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉(zhuǎn)速0.28S/r,螺距0.5,對兩組的圖像質(zhì)量、HIE檢出率、圖像信噪比(SNR)、輻射劑量值進行評價。結(jié)果:低劑量控制技術(shù)組與正常組(P<0.05):兩組圖像質(zhì)量、HIE檢出率,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);圖象信噪比(SNR),差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);輻射劑量值:CT劑量指數(shù)CTDI、計量長度乘積DLP、有效劑量ED,低劑量控制技術(shù)技術(shù)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(shù)組明顯低于正常檢查組(P<0.01),差異有統(tǒng)計學意義。結(jié)論:低劑量控制技術(shù)在新生兒HIE檢查中,所獲得的圖像質(zhì)量不會影響HIE的診斷,而低劑量控制技術(shù)明顯降低新生兒的檢查輻射劑量。

　　本文源自影像研究與醫(yī)學應用,2020,4(17):25-27.《影像研究與醫(yī)學應用》雜志，于2017年經(jīng)國家新聞出版總署批準正式創(chuàng)刊，CN:13-1424/R，本刊在國內(nèi)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(shù)、醫(yī)學影像、綜合醫(yī)學等。

　　醫(yī)療輻射已經(jīng)引起了公眾的廣泛關(guān)注。減低醫(yī)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(yī)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(fā)育或未完全發(fā)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(yī)院,在新生兒影像檢查技術(shù)及診斷方面,我們希望通過將不斷發(fā)展成熟的醫(yī)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(shù)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(shù)

　　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(shù):70kV,采用ASiR-V全模型迭代技術(shù),自動調(diào)制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉(zhuǎn)速0.28S/r,螺距0.5;正常組掃描參數(shù):110kV,自動調(diào)制管電流,采用傳統(tǒng)濾波反投影法重建技術(shù),自動調(diào)制管電流(20～400mA),準直寬度0.625mm,機架轉(zhuǎn)速0.28S/r,螺距0.5。

　　1.2.2后處理方法

　　原始數(shù)據(jù)應用GE公司的最大密度投影(MIP),曲面重建(CPR),容積再現(xiàn)(VR)等后處理,觀察新生兒顱內(nèi)感興趣區(qū)的三維圖像。對所有后處理圖像經(jīng)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(jié)區(qū)、放射冠區(qū)、半卵圓中心區(qū)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(quán)重因子,根據(jù)國際輻射委員會規(guī)定,新生兒頭顱轉(zhuǎn)換因子為0.016。

　　1.3圖像質(zhì)量評價、噪聲對比和劑量對照

　　1.3.1圖像主觀評價

　　根據(jù)主觀評價要求,兩名影像診斷副主任醫(yī)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(tǒng)一窗位的條件下對所有圖像質(zhì)量進行雙盲評分,圖像質(zhì)量評分標準參考Schonfeld等的五級評分法。1分:圖像質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(yī)師與副主任技師各一名,以0.625層厚分別測量基底節(jié)區(qū)、放射冠區(qū)、半卵圓中心區(qū)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(qū)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(quán)重因子[5],根據(jù)國際輻射委員會規(guī)定,新生兒頭顱轉(zhuǎn)換因子為0.016。

　　1.4統(tǒng)計學分析

　　使用SPSS22.0統(tǒng)計軟件對兩組檢查方式進行質(zhì)量分析:圖像質(zhì)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(tǒng)計學意義,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

　　2、結(jié)果

　　低劑量控制技術(shù)組與正常組:圖像質(zhì)量,兩組觀察圖像顯示病變清晰,范圍明確,讀片結(jié)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(tǒng)計學意義(P<0.01);輻射劑量值:低劑量控制技術(shù)技術(shù)組的容積CT劑量指數(shù)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(tǒng)計學意義(P<0.01)。見表1～表3。

　　表1低劑量控制技術(shù)組與正常組的閱片評分比較(x±s)

　　表2低劑量控制技術(shù)組與正常組的噪聲SNR比較

　　表3低劑量控制技術(shù)組與正常組的輻射劑量相關(guān)參數(shù)DLP與ED比較

　　3、討論

　　新生兒缺氧缺血性腦病(HIE):是指圍產(chǎn)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(nèi)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(zhì)灰質(zhì)對比模糊。(3)重度彌漫性低密度影、灰白質(zhì)界限喪失。(4)極重度重度HIE伴有蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦室內(nèi)出血,側(cè)腦室狹窄受壓。我們通過應用超高速CT,結(jié)合ASiR-V全模型迭代技術(shù)、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(shù)、低劑量控制技術(shù)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(shù)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(shù):利用矩陣代數(shù),通過對一種數(shù)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(zhì)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(guān),降低或者提高KV在一定范圍內(nèi)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(shù)、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(huán)境下的時間極大縮短。(2)同樣圖像質(zhì)量前提下,ASiR-V全模型迭代技術(shù),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(shù)條件下最大可能的接受射線并進行信號轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)及其研究進展[J].中國輻射衛(wèi)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(yōu)化價值探討[J].中國輻射衛(wèi)生,2016,25(1):101-103.

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