董艳军等

[摘要] 目的 评价不同扫描条件腰椎多层螺旋CT扫描对成像质量及辐射剂量的影响，探讨多层螺旋CT在腰椎软组织病变扫描中适宜的低剂量扫描参数。 方法 通过CT设备扫描患者腰椎，以240 mAs为起点，逐渐降低管电流量，记录CT主机上显示的辐射剂量；评价图像质量采用adw 4.3工作站，统计学处理采用SPSS18.0软件。 结果 管电流量80 mAs扫描所获得的图像评分均不低于3分，其产生的辐射剂量为6.81 mGy；而管电流量240 mAs扫描所获得的图像评分均为4分，其产生的辐射剂量为20.22 mGy。结论 腰椎软组织多层螺旋CT低剂量扫描的适宜扫描参数为80 mAs。

[关键词] 腰椎；多层螺旋CT；参数优化

[中图分类号] R43 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2014）07（a）-0018-03

[Abstract] Objective To evaluate the effect of lumbar spine multiple-slice spiral CT different scanning schemes on image quality and radiation dose and investigate the suitable low-dose scanning parameters of multiple-slice spiral CT in lumbar spine soft tissue lesions. Methods We scanned the patients' lumbar spine by CT equipment. We started with 240mAs and gradually reduced mAs. We also recorded the radiation dose showed by the CT host computer and evaluated image quality by the adw 4.3 workstation. We analyzed data through SPSS 18.0. Results All image quality scores were no less than 3 points at 80mAs， and the radiation dose at 80mAs was 6.81mGy. All image quality scores were 4 points at 240mAs， and the radiation dose at 240mAs was 20.22mGy. Conclusion The suitable multiple-slice spiral CT low-dose scanning parameters in the lumbar spine soft tissue lesions is 80mAs.

[Key words] Lumbar spine； Multiple-slice spiral CT； Parameter optimization

Naidich等[1]于1990年首次提出了低剂量CT的概念，CT低剂量扫描从而成为放射学工作者近年的热门话题。目前，国内外学者对头部、颈部、眼眶、胸部及骨盆等CT扫描进行了一系列降低辐射剂量的研究[2-6]，但有关腰椎CT低剂量扫描的详细研究较少。而腰椎是病变多发部位，在X射线摄影中，对腰椎间盘及邻近软组织显示欠佳，CT图像则可以清晰显示上述组织。腰椎CT检查是一项很常见的检查，因而由此带来的辐射剂量不能忽视。该研究的目的是在图像质量不影响影像学诊断的前提下，对腰椎CT扫描的各项参数进行优化，使患者接受最低的辐射剂量[7]。现分析2011年11月—2013年6月期间该院收治的腰椎CT扫描患者95例的临床资料，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取该院腰椎CT扫描患者95例，随机将其分为5组，每一组男11例，女8例。其中，1组，年龄22～83岁，身高153～188 cm，体重52.1～90.3 kg；2组，年龄20～82岁，身高152～187 cm，体重53.5～91.2 kg；3组，年龄18～83岁，身高151～188 cm，体重51.3～93.2 kg； 4组，年龄23～82岁，身高153～187 cm，体重50.8～92.1 kg；5组，年龄22～87岁，身高154 ～185 cm，体重53.1～90.6 kg。

1.2 CT扫描技术

1.2.1 CT扫描 本研究采用美国GE 64层LightSpeed 容积CT扫描设备，扫描范围：自腰3椎体中部至骶1椎体中部。扫描技术条件[8]：轴向扫描（axil），管电压采用120 kV，旋转时间1.0 s，层厚、层距均为0.625 mm，准直器宽度20 mm，扫描视野为small body，显示视野为25 cm，重建算法采用标准算法。5组CT扫描的管电流量分别为：240、160、120、80 mAs及60 mAs。

1.2.2 图像重建和重组 将扫描图像传至adw 4.3工作站，在图像后处理工作站用多平面重组软件分别重建腰3/4、腰4/5及腰5/骶1三个椎间盘层面3 mm层厚、3 mm层距的软组织图像，重建视野为15 cm。

1.3 图像质量评价

将重建所得图像由第三者随机排列，再由两位资深影像学主任医师和主治医师在图像后处理工作站的显示器上，以4分法评价[9]所有重建图像。影像学诊断有明显影响得1分，对影像学诊断存在轻度影响得2分，基本满足影像学诊断要求得3分，完全满足影像学诊断要求得4分。评价时取窗宽350，窗位50，同时将所有扫描参数信息隐藏。图像质量评价的标准包括椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影3项，具体如下。endprint

1.3.1 椎间盘∕神经根∕硬膜囊 椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示模糊得1分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示不佳得2分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示较好得3分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示清晰得4分。

1.3.2 椎旁肌肉 椎旁肌肉层次显示模糊得1分；椎旁肌肉层次显示不佳得2分；椎旁肌肉层次显示较好得3分；椎旁肌肉层次显示清晰得4分。

1.3.3 伪影 图像含有大量伪影得1分；图像内伪影较多得2分；图像内伪影较少得3分；图像内没有伪影得4分。

1.4 辐射剂量评价

每组扫描参数设定后，通过CT扫描主机显示器观察并记录设备自动生成的扫描容积平均剂量CTDIvol的数值，对比分析5组CT扫描的辐射剂量。

1.5 统计方法

利用统计软件SPSS 18.0系统对所得资料及数据进行统计学处理。各组患者一般资料及不同扫描条件图像质量评分的统计学分析均采用完全随机设计多个样本间多重比较的非参数秩和检验。

2 结果

2.1 两位医师评价结果的一致性

两位医师对椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影的评价结果的一致性较好，其Kappa 值介于0.79～0.93之间，因此仅采用一位医师的数据做进一步的分析。

2.2 图像质量和辐射剂量比较

2.2.1 图像质量比较 不同扫描条件各组图像质量评分，见表2。不同扫描条件，椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影各组差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2.2 辐射剂量比较 240、160、120、80 mAs及60 mAs的CT扫描，CTDIvol值分别为20.22、13.57、9.99、6.81、5.11 mGy，5组扫描辐射剂量值大致呈线性下降。

3 讨论

CT问世已经40多年，其扫描技术日新月异，临床应用亦日益广泛。目前，多排螺旋CT，凭借先进的扫描技术以及多方位的图像后处理技术，使其成为一项非常重要的医学影像学检查项目。但是，当前大部分CT设备原始扫描参数的设置仅考虑了图像的质量，而忽视了其带来的扫描剂量，因而使患者获得了更多的辐射危害。但是，仅仅为了避免辐射而降低扫描条件，则会降低影像学诊断信息，图像质量则难以保证。因此，图像质量不影响影像学诊断的前提下，降低CT扫描的辐射剂量，是当前最为实用且有效的方法。

降低CT扫描的辐射剂量可以通过降低管电压、增加螺距及降低管电流量3个方面来实现。如果降低扫描的管电压，就会降低X射线光子的能量，低能量X射线更容易导致人体组织吸收X线剂量的增加。增加螺距将使扫描时间减少，进而使扫描的辐射剂量得到相应程度的降低，但过大螺距很可能因此而漏检微小病灶，同时增大螺距将会降低Z轴分辨力，图像质量也会有所下降[10]。而降低管电流量，可以有效地减少X射线光子数目，从而使扫描产生的剂量有所降低，而且其调节范围也比较大，因此，降低管电流量是当前研究最全面的降低CT扫描辐射剂量的研究方法。

国内部分学者对腰椎低剂量CT扫描进行了一定的研究。徐启兰等[11]分别采用实验低剂量（100 mAs）和常规剂量（200 mAs）进行扫描，实验扫描图像比常规扫描图像质量略有下降，但仍能满足影像诊断，而实验低剂量扫描所获得的辐射剂量是常规剂量扫描的一半。王保兵等[12]采用智能扫描模式及常规固定管电流扫描，智能扫描模式在一般体型及较瘦体型患者中图像质量与常规固定管电流扫描相比无明显下降，但辐射剂量分别下降约32%及65%。该研究通过逐步降低管电流扫描，对比分析所得图像质量与辐射剂量，在不影响影像学诊断的前提下，扫描管电流最低可降到80 mAs，而80 mAs扫描的辐射剂量仅240 mAs扫描的1/3。该研究的腰椎低剂量扫描的剂量比以上两种研究有所降低，将更有利于患者的防护，低剂量扫描的具体方案也得到进一步明确。因此，对于腰椎软组织病变的CT扫描，我们建议采用80 mAs扫描，既可以满足软组织显示的需要，又可以显著降低患者的辐射剂量。

[参考文献]

[1] Naidich DP， Marshall CH， Gribbin C， et al. Low-dose CT of the lungs： preliminary observations[J].Radiology， 1990， 175（3）： 729-731.

[2] Aprile I， Ottaviano I， Buono E， et al. Low-dose brain computer tomography sensitivity： a comparative study with a conventional technique[J]. Neuroradiology，2012，25（2）：151-162.

[3] Gnannt R， Winklehner A， Goetti R， et al. Low kilovoltage CT of the neck with 70 kVp： comparison with a standard protocol[J]. American Journal of Neuroradiology，2012，33（6）：1014-1019.

[4] 江时淦，洪春凤，王豪，等. 眼眶部低剂量螺旋CT扫描参数的优化[J].放射学实践，2013，28（2）：210-213.

[5] Liu Y， Jordan W， Volkmar M. A low dose chest CT program[J]. Radiology Manage，2012，34（3）：9-10.

[6] 汤振华. 64层螺旋CT低剂量扫描在骨盆外伤中的最优化应用[J].实用医技杂志，2012，19（6）：603.

[7] Funama Y. Low-dose CT and image quality[J]. Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi. 2011， 67（11） ：1461-1467.

[8] 张太生，王书智，殷信道.螺旋CT低剂量扫描技术与扫描参数的设置[J]. 中国医学影像技术，2010，24（12）：2410-2411.

[9] 张忠嘉，章宗穆，王亮，等. CT照片质量临床评价标准的研究[J]. 医疗设备信息，2001，9（1）：5210.

[10] 李月卿. 医学影像成像理论[M]. 2版.北京：人民卫生出版社，2010：183-219.

[11] 徐启兰，洪国斌，陈凯，等. MSCT低剂量扫描对腰椎图像质量影响的初步研究[J]. 医学影像学杂志，2012，22（5）：803-805.

[12] 王保兵，王彬，王森法. 低剂量技术在腰椎间CT检查中的应用[J]. 中国辐射卫生，2012，22（3）：381-382.

（收稿日期：2014-03-28）endprint

1.3.1 椎间盘∕神经根∕硬膜囊 椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示模糊得1分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示不佳得2分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示较好得3分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示清晰得4分。

1.3.2 椎旁肌肉 椎旁肌肉层次显示模糊得1分；椎旁肌肉层次显示不佳得2分；椎旁肌肉层次显示较好得3分；椎旁肌肉层次显示清晰得4分。

1.3.3 伪影 图像含有大量伪影得1分；图像内伪影较多得2分；图像内伪影较少得3分；图像内没有伪影得4分。

1.4 辐射剂量评价

每组扫描参数设定后，通过CT扫描主机显示器观察并记录设备自动生成的扫描容积平均剂量CTDIvol的数值，对比分析5组CT扫描的辐射剂量。

1.5 统计方法

利用统计软件SPSS 18.0系统对所得资料及数据进行统计学处理。各组患者一般资料及不同扫描条件图像质量评分的统计学分析均采用完全随机设计多个样本间多重比较的非参数秩和检验。

2 结果

2.1 两位医师评价结果的一致性

两位医师对椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影的评价结果的一致性较好，其Kappa 值介于0.79～0.93之间，因此仅采用一位医师的数据做进一步的分析。

2.2 图像质量和辐射剂量比较

2.2.1 图像质量比较 不同扫描条件各组图像质量评分，见表2。不同扫描条件，椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影各组差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2.2 辐射剂量比较 240、160、120、80 mAs及60 mAs的CT扫描，CTDIvol值分别为20.22、13.57、9.99、6.81、5.11 mGy，5组扫描辐射剂量值大致呈线性下降。

3 讨论

CT问世已经40多年，其扫描技术日新月异，临床应用亦日益广泛。目前，多排螺旋CT，凭借先进的扫描技术以及多方位的图像后处理技术，使其成为一项非常重要的医学影像学检查项目。但是，当前大部分CT设备原始扫描参数的设置仅考虑了图像的质量，而忽视了其带来的扫描剂量，因而使患者获得了更多的辐射危害。但是，仅仅为了避免辐射而降低扫描条件，则会降低影像学诊断信息，图像质量则难以保证。因此，图像质量不影响影像学诊断的前提下，降低CT扫描的辐射剂量，是当前最为实用且有效的方法。

降低CT扫描的辐射剂量可以通过降低管电压、增加螺距及降低管电流量3个方面来实现。如果降低扫描的管电压，就会降低X射线光子的能量，低能量X射线更容易导致人体组织吸收X线剂量的增加。增加螺距将使扫描时间减少，进而使扫描的辐射剂量得到相应程度的降低，但过大螺距很可能因此而漏检微小病灶，同时增大螺距将会降低Z轴分辨力，图像质量也会有所下降[10]。而降低管电流量，可以有效地减少X射线光子数目，从而使扫描产生的剂量有所降低，而且其调节范围也比较大，因此，降低管电流量是当前研究最全面的降低CT扫描辐射剂量的研究方法。

国内部分学者对腰椎低剂量CT扫描进行了一定的研究。徐启兰等[11]分别采用实验低剂量（100 mAs）和常规剂量（200 mAs）进行扫描，实验扫描图像比常规扫描图像质量略有下降，但仍能满足影像诊断，而实验低剂量扫描所获得的辐射剂量是常规剂量扫描的一半。王保兵等[12]采用智能扫描模式及常规固定管电流扫描，智能扫描模式在一般体型及较瘦体型患者中图像质量与常规固定管电流扫描相比无明显下降，但辐射剂量分别下降约32%及65%。该研究通过逐步降低管电流扫描，对比分析所得图像质量与辐射剂量，在不影响影像学诊断的前提下，扫描管电流最低可降到80 mAs，而80 mAs扫描的辐射剂量仅240 mAs扫描的1/3。该研究的腰椎低剂量扫描的剂量比以上两种研究有所降低，将更有利于患者的防护，低剂量扫描的具体方案也得到进一步明确。因此，对于腰椎软组织病变的CT扫描，我们建议采用80 mAs扫描，既可以满足软组织显示的需要，又可以显著降低患者的辐射剂量。

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[1] Naidich DP， Marshall CH， Gribbin C， et al. Low-dose CT of the lungs： preliminary observations[J].Radiology， 1990， 175（3）： 729-731.

[2] Aprile I， Ottaviano I， Buono E， et al. Low-dose brain computer tomography sensitivity： a comparative study with a conventional technique[J]. Neuroradiology，2012，25（2）：151-162.

[3] Gnannt R， Winklehner A， Goetti R， et al. Low kilovoltage CT of the neck with 70 kVp： comparison with a standard protocol[J]. American Journal of Neuroradiology，2012，33（6）：1014-1019.

[4] 江时淦，洪春凤，王豪，等. 眼眶部低剂量螺旋CT扫描参数的优化[J].放射学实践，2013，28（2）：210-213.

[5] Liu Y， Jordan W， Volkmar M. A low dose chest CT program[J]. Radiology Manage，2012，34（3）：9-10.

[6] 汤振华. 64层螺旋CT低剂量扫描在骨盆外伤中的最优化应用[J].实用医技杂志，2012，19（6）：603.

[7] Funama Y. Low-dose CT and image quality[J]. Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi. 2011， 67（11） ：1461-1467.

[8] 张太生，王书智，殷信道.螺旋CT低剂量扫描技术与扫描参数的设置[J]. 中国医学影像技术，2010，24（12）：2410-2411.

[9] 张忠嘉，章宗穆，王亮，等. CT照片质量临床评价标准的研究[J]. 医疗设备信息，2001，9（1）：5210.

[10] 李月卿. 医学影像成像理论[M]. 2版.北京：人民卫生出版社，2010：183-219.

[11] 徐启兰，洪国斌，陈凯，等. MSCT低剂量扫描对腰椎图像质量影响的初步研究[J]. 医学影像学杂志，2012，22（5）：803-805.

[12] 王保兵，王彬，王森法. 低剂量技术在腰椎间CT检查中的应用[J]. 中国辐射卫生，2012，22（3）：381-382.

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1.3.1 椎间盘∕神经根∕硬膜囊 椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示模糊得1分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示不佳得2分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示较好得3分；椎间盘后缘、神经根及硬膜囊显示清晰得4分。

1.3.2 椎旁肌肉 椎旁肌肉层次显示模糊得1分；椎旁肌肉层次显示不佳得2分；椎旁肌肉层次显示较好得3分；椎旁肌肉层次显示清晰得4分。

1.3.3 伪影 图像含有大量伪影得1分；图像内伪影较多得2分；图像内伪影较少得3分；图像内没有伪影得4分。

1.4 辐射剂量评价

每组扫描参数设定后，通过CT扫描主机显示器观察并记录设备自动生成的扫描容积平均剂量CTDIvol的数值，对比分析5组CT扫描的辐射剂量。

1.5 统计方法

利用统计软件SPSS 18.0系统对所得资料及数据进行统计学处理。各组患者一般资料及不同扫描条件图像质量评分的统计学分析均采用完全随机设计多个样本间多重比较的非参数秩和检验。

2 结果

2.1 两位医师评价结果的一致性

两位医师对椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影的评价结果的一致性较好，其Kappa 值介于0.79～0.93之间，因此仅采用一位医师的数据做进一步的分析。

2.2 图像质量和辐射剂量比较

2.2.1 图像质量比较 不同扫描条件各组图像质量评分，见表2。不同扫描条件，椎间盘∕神经根∕硬膜囊、椎旁肌肉及伪影各组差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2.2 辐射剂量比较 240、160、120、80 mAs及60 mAs的CT扫描，CTDIvol值分别为20.22、13.57、9.99、6.81、5.11 mGy，5组扫描辐射剂量值大致呈线性下降。

3 讨论

CT问世已经40多年，其扫描技术日新月异，临床应用亦日益广泛。目前，多排螺旋CT，凭借先进的扫描技术以及多方位的图像后处理技术，使其成为一项非常重要的医学影像学检查项目。但是，当前大部分CT设备原始扫描参数的设置仅考虑了图像的质量，而忽视了其带来的扫描剂量，因而使患者获得了更多的辐射危害。但是，仅仅为了避免辐射而降低扫描条件，则会降低影像学诊断信息，图像质量则难以保证。因此，图像质量不影响影像学诊断的前提下，降低CT扫描的辐射剂量，是当前最为实用且有效的方法。

降低CT扫描的辐射剂量可以通过降低管电压、增加螺距及降低管电流量3个方面来实现。如果降低扫描的管电压，就会降低X射线光子的能量，低能量X射线更容易导致人体组织吸收X线剂量的增加。增加螺距将使扫描时间减少，进而使扫描的辐射剂量得到相应程度的降低，但过大螺距很可能因此而漏检微小病灶，同时增大螺距将会降低Z轴分辨力，图像质量也会有所下降[10]。而降低管电流量，可以有效地减少X射线光子数目，从而使扫描产生的剂量有所降低，而且其调节范围也比较大，因此，降低管电流量是当前研究最全面的降低CT扫描辐射剂量的研究方法。

国内部分学者对腰椎低剂量CT扫描进行了一定的研究。徐启兰等[11]分别采用实验低剂量（100 mAs）和常规剂量（200 mAs）进行扫描，实验扫描图像比常规扫描图像质量略有下降，但仍能满足影像诊断，而实验低剂量扫描所获得的辐射剂量是常规剂量扫描的一半。王保兵等[12]采用智能扫描模式及常规固定管电流扫描，智能扫描模式在一般体型及较瘦体型患者中图像质量与常规固定管电流扫描相比无明显下降，但辐射剂量分别下降约32%及65%。该研究通过逐步降低管电流扫描，对比分析所得图像质量与辐射剂量，在不影响影像学诊断的前提下，扫描管电流最低可降到80 mAs，而80 mAs扫描的辐射剂量仅240 mAs扫描的1/3。该研究的腰椎低剂量扫描的剂量比以上两种研究有所降低，将更有利于患者的防护，低剂量扫描的具体方案也得到进一步明确。因此，对于腰椎软组织病变的CT扫描，我们建议采用80 mAs扫描，既可以满足软组织显示的需要，又可以显著降低患者的辐射剂量。

[参考文献]

[1] Naidich DP， Marshall CH， Gribbin C， et al. Low-dose CT of the lungs： preliminary observations[J].Radiology， 1990， 175（3）： 729-731.

[2] Aprile I， Ottaviano I， Buono E， et al. Low-dose brain computer tomography sensitivity： a comparative study with a conventional technique[J]. Neuroradiology，2012，25（2）：151-162.

[3] Gnannt R， Winklehner A， Goetti R， et al. Low kilovoltage CT of the neck with 70 kVp： comparison with a standard protocol[J]. American Journal of Neuroradiology，2012，33（6）：1014-1019.

[4] 江时淦，洪春凤，王豪，等. 眼眶部低剂量螺旋CT扫描参数的优化[J].放射学实践，2013，28（2）：210-213.

[5] Liu Y， Jordan W， Volkmar M. A low dose chest CT program[J]. Radiology Manage，2012，34（3）：9-10.

[6] 汤振华. 64层螺旋CT低剂量扫描在骨盆外伤中的最优化应用[J].实用医技杂志，2012，19（6）：603.

[7] Funama Y. Low-dose CT and image quality[J]. Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi. 2011， 67（11） ：1461-1467.

[8] 张太生，王书智，殷信道.螺旋CT低剂量扫描技术与扫描参数的设置[J]. 中国医学影像技术，2010，24（12）：2410-2411.

[9] 张忠嘉，章宗穆，王亮，等. CT照片质量临床评价标准的研究[J]. 医疗设备信息，2001，9（1）：5210.

[10] 李月卿. 医学影像成像理论[M]. 2版.北京：人民卫生出版社，2010：183-219.

[11] 徐启兰，洪国斌，陈凯，等. MSCT低剂量扫描对腰椎图像质量影响的初步研究[J]. 医学影像学杂志，2012，22（5）：803-805.

[12] 王保兵，王彬，王森法. 低剂量技术在腰椎间CT检查中的应用[J]. 中国辐射卫生，2012，22（3）：381-382.

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