3D smart mA調(diào)控技術(shù)對不同BMI患者圖像采集時間質(zhì)量及輻射劑量的影響

楊慧玲, 張 碩, 趙文哲, 楊柳青, 楊 健

(西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科, 陜西 西安 710061)

隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)及發(fā)展,CT掃描技術(shù)在臨床中應(yīng)用顯著增多,對疾病的檢出與診有積極的臨床意義[1]。胸部CT檢查對肺癌、肺結(jié)核等疾病的診斷具有明顯的優(yōu)勢,其檢查率遠(yuǎn)高于X線胸片,但輻射劑量是X線的幾十倍[2]。CT輻射劑量其潛在的危害性也逐漸引起關(guān)注,且在醫(yī)源性輻射中占據(jù)較大的比例。3D智能管電流(3D smart mA)調(diào)控技術(shù)能減少輻射劑量。相關(guān)文獻(xiàn)指出,患者體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)與其所接受的輻射劑量存在一定的關(guān)系[3]。現(xiàn)階段3D smart mA調(diào)控技術(shù)對不同BMI患者應(yīng)用效果的相關(guān)研究臨床較為少見,故本研究主要分析3D smart mA調(diào)控技術(shù)對不同BMI患者圖像采集時間、質(zhì)量及輻射劑量的影響,為臨床優(yōu)化CT掃描方案提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料：擇取的180例行胸部CT掃描患者選自西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院2021年6月至2022年12月期間所收治。其中男性、女性分別為109例、71例;年齡30～72歲,平均年齡(50.24±5.39)歲;平均BMI(24.56±1.69)kg/m2。納入標(biāo)準(zhǔn)：①納入對象均行胸部CT掃描;②患者BMI為18.5 kg/m2～30.5 kg/m2;③已獲得患者及家屬簽署的知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①配合度欠佳者;②掃描范圍內(nèi)有金屬內(nèi)固定者。按照BMI將患者分為三組,A組(18.5 kg/m2≤BMI≤23.9 kg/m2,n=75)、B組(23.9kg/m20.05),三組BMI對比,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 三組患者基線資料對比

1.2方法：所有患者均進(jìn)行胸部CT掃描,選取GE BrightSpeed 16層螺旋CT掃描儀,使用高壓雙筒注射器,將對比劑碘佛醇注射液(50mL：33.9 gI/mL)推入,經(jīng)患者右側(cè)肘正中靜脈用高壓注射器以4.5mL/s的速率進(jìn)行團(tuán)注,對比劑總量為0.5mL/kg。注射完對比劑后,按照4.5mL/s的速率,將0.9%生理鹽水30mL注射至體內(nèi)。掃描前對所有患者進(jìn)行憋氣訓(xùn)練,其掃描范圍從胸廓入口至肺兩肋膈竇下緣。掃描參數(shù)：管電壓為100kVp,3D smart mA為10～600mA,噪聲指數(shù)為14,層厚10mm,間隔2.5mm,前置自適應(yīng)迭代算法為50%,掃描方式選擇螺旋掃描,轉(zhuǎn)速、螺距、重建層厚分別對應(yīng)為0.8s/rot、1∶1.75、0.625mm。將獲得的圖像上傳至GE AW4.3工作站,并行后處理,讓兩位影像科醫(yī)師進(jìn)行盲法獨(dú)立閱片,若意見不一致,則加入另外一名醫(yī)師進(jìn)行診斷,采用少數(shù)服從多數(shù)的原則,確定閱片結(jié)果。

1.3圖像分析

1.3.1主觀評分：分析所有患者的重建圖像,并進(jìn)行圖像質(zhì)量評分(Image Quality Assessment,IQS),其評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 IQS評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2客觀評價：在重建圖像上,擇取不同層面的均勻組織測量圖像標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation,SD)值,其中胸尖、中肺、下肺分別選取肌肉組織、升主動脈、降主動脈,感興趣區(qū)(region of interest,ROI )面積為100mm2,每層均取3個位點(diǎn),記錄并測量CT值及SD值,取均值。

1.3.3輻射劑量測量：記錄三組容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index,CTDIvol)及劑量長度乘積(dose-length product,DLP),并根據(jù)DLP得出有效輻射劑量(effective dose,ED),其中ED=DLP×k,k值采用歐盟委員會推薦的0.014mSv/(m Gy· cm) 。

2 結(jié) 果

2.1三組圖像采集時間：三組圖像采集時間分別為(1.15±0.18)s、(1.20±0.14)s、(1.22±0.21)s,比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=2.573,P>0.05)。

2.2三組圖像質(zhì)量比較：兩位醫(yī)師對患者肺部不同層面圖像質(zhì)量(IQS)評分進(jìn)行評價,Kappa一致性非常好(Kappa值=0.768、0.812、0.861);三組肺尖、中肺、下肺IQS評分對比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表3 三組圖像質(zhì)量比較分)

2.3三組患者不同層面圖像CT、SD值比較：三組肺部不同層面CT隨著BMI增加而下降(P<0.05),三組肺部不同層面SD值對比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 三組患者不同層面圖像CT SD值比較分)

2.4三組患者輻射劑量比較：三組CTDIvol比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);三組患者DLP、ED比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),A組DLP、ED均低于B、C組,B組DLP、ED低于C組(P<0.017)。見表5。

表5 三組患者輻射劑量比較

3 討 論

CT是臨床中常見的檢查手段,隨著此項檢查人數(shù)增多,所產(chǎn)生的醫(yī)源性輻射劑量也逐漸增多。電離輻射通過電離的能量轉(zhuǎn)移對DNA進(jìn)行裂解,增加其修復(fù)錯配的可能性,繼而提高患癌風(fēng)險[4]。如何在降低輻射劑量的同時,還能確保CT圖像滿足診斷要求具有重要的臨床意義。

文獻(xiàn)表明,多種方法能有效降低輻射劑量,包括降低管電流、管電壓、迭代重建技術(shù)等[5]。本次研究主要分析3D smart mA調(diào)控技術(shù),該技術(shù)依據(jù)射線圍繞檢查部位旋轉(zhuǎn)時的角度對曝光進(jìn)行調(diào)整,并聯(lián)合X、Y、Z軸同時對管電流進(jìn)行調(diào)制,通過設(shè)定的掃描參數(shù)獲得圖像,可有效降低輻射劑量。BMI可評估肥胖程度,也是衡量健康狀況的常用指標(biāo)。研究指出,行CT檢查的患者所接受的輻射劑量與其BMI關(guān)系密切,部分學(xué)者認(rèn)為角度調(diào)節(jié)及Z軸調(diào)節(jié)這兩種方法均能使輻射劑量降低,然而想要獲得符合診斷要求的圖像,必須依據(jù)患者體型、BMI來正確選擇管電流[6]。因此本研究主要分析3D smart mA調(diào)控技術(shù)對不同BMI患者圖像采集時間、質(zhì)量及輻射劑量的影響。在本次研究中,三組患者圖像采集時間及不同層面圖像質(zhì)量IQS評分比較,未見明顯差異,表明3D smart mA調(diào)控技術(shù)應(yīng)用于不同BMI患者中,可保證圖像質(zhì)量。CT圖像質(zhì)量由圖像噪聲、空間分辨率等因素決定,3D smart mA調(diào)控技術(shù)相較于操作者對受檢者的主觀估計,可針對受檢者進(jìn)行更為準(zhǔn)確的mA調(diào)整,通過在人體組織密度較高的層面增加管電流的輸出,以達(dá)到降低圖像噪聲的目的;在人體組織密度較低的層面降低管電流的輸出,以獲得更加穩(wěn)定的圖像噪聲,保證圖像質(zhì)量[7-8]。本研究結(jié)果顯示,三組患者肺尖、中肺、下肺CT比較存在差異,BMI增加,CT下降,其原因可能為在使用相同劑量的對比劑情況下,BMI高者的碘攝取率低于BMI低者,故CT值下降。在雷勇[9]等研究中,基于BMI優(yōu)化管電流能有效降低256層螺旋CT冠脈檢查的輻射劑量。本研究只能怪三組CTDIvol比較無明顯差異;三組患者DLP、ED比較有顯著差異,且A組DLP、ED均低于B、C組,B組DLP、ED低于C組,表明3D smart mA調(diào)控技術(shù)在不同BMI人群中應(yīng)用,它可以使輻射劑量更加“個性化”,并符合使用低劑量技術(shù)的原則。因此在進(jìn)行CT掃描時,需要基于患者BMI個性化設(shè)置管電流,合理選擇最優(yōu)化的掃描方案,在保證診斷圖像質(zhì)量的同時,盡可能減少對患者的輻射暴露。

綜上所述,3D smart mA調(diào)控技術(shù)對于不同BMI患者來說,可以在滿足圖像質(zhì)量要求的同時,有效降低輻射劑量。