金弋人 韩 丹 赵迅冉 蒋 悦 赵 卫

70 kVp联合迭代重建技术对鼻窦CT平扫的研究

金弋人 韩 丹 赵迅冉 蒋 悦 赵 卫

鼻窦炎；体层摄影术，X线计算机；迭代重建技术；鼻窦

鼻旁窦CT检查已成为耳鼻喉科的常规检查项目，但由于扫描对象包含对射线敏感的眼球，故降低辐射尤为重要。鼻旁窦主要由骨、空气及软组织组成，具有较好的组织密度对比度，从而为低剂量CT检查提供了可能[1]。70 kVp低剂量扫描在临床已成功用于心血管等研究[2-3]。本研究旨在探讨Flash双源CT 70 kVp联合迭代重建（sinogram-af fi rmed iterative reconstruction，SAFIRE）在成人鼻旁窦CT检查中的研究。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2014年12月－2015年3月昆明医科大学第一附属医院疑诊鼻窦炎患者行CT平扫100例，其中男58例，女42例；年龄20～45岁，平均（34.71±7.64）岁。临床症状为反复鼻塞流涕、头晕头痛。采用简单随机分组方法分为常规组和低管电压组，每组50例。所有患者均行手术病理检查或组织活检，最终确诊鼻窦炎患者常规组38例、低管电压组32例。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom De fi nition Flash CT。常规组行100 kVp扫描联合滤波反投影法（ fi ltered-back projection，FBP），低管电压组行70 kVp扫描联合SAFIRE，其他条件一致。仰卧轴扫；扫描范围从腭部到额窦顶部；其他扫描参数：管电流200 mAs，准直64×0.6 mm，螺距1.0，球管旋转时间0.5 s，间距及层厚均为5 mm，并行间距及层厚2 mm冠状位多平面重组（MPR）。骨窗窗宽2000 HU，窗位800HU；软组织窗宽250 HU，窗位40 HU。

1.3 图像分析

1.3.1 客观评价 评价指标包括平均CT值、噪声、信噪比（SNR）、对比噪声比（CNR）。平均CT值选取双侧翼外肌、上颌骨额突正中层面皮下脂肪、背景空气为感兴趣区（ROI），范围为0.5 cm2，由同一试验人员对同一对象测量3次后取平均值。噪声为平均CT值的标准差（standard deviation，SD），SNR= CT值/SD，CNR=（CT翼外肌－CT脂肪）/空气SD[4-5]。

1.3.2 主观评分 由2位头颈部专业副主任CT诊断医师采用双盲法阅片。轴位图像评价标准参照韦永南等[6]的方法。其中，5分图像质量为最佳，其余图像质量依次降低。图像质量评分达3分以上能满足诊断要求，即不影响病变观察。冠状位图像评价根据窦口鼻道复合体重要解剖结构的显示情况对图像进行评价[7-8]。

1.3.3 诊断一致性评价 比较两组CT诊断与病理诊断结果的一致性及两组CT诊断结果的差异性。

1.4 辐射剂量 比较包括CT容积剂量指数（CT dose index volume，CTDIvo1）、 剂 量 长 度 乘 积（dose-length product，DLP）、有效剂量（effective dose，ED）。CTDIvol和DLP均由双源CT自动生成；ED=DLP×K，K为换算因子，采用欧盟CT质量标准指南K=0.0023[4]。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，两组不同扫描及重建方式图像的CT值、图像噪声、SNR、CNR、辐射剂量、评分等比较采用成组资料t检验。两组CT诊断一致性运用Kappa检验，CT诊断与病理诊断的一致性运用χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。应用ICC评价2名医师的评分一致性：ICC＜0.50表示一致性较差；ICC为0.50～0.75表示一致性一般；ICC＞0.75表示一致性良好[9]。

2 结果

2.1 两组图像质量客观评价比较 低管电压组翼外肌、皮下脂肪平均CT值及噪声均较常规组增加，差异均有统计学意义（P＜0.05）；背景（空气）的CT值及噪声差异均无统计学意义（P＞0.05）。低管电压组翼外肌、皮下脂肪SNR均低于常规组，CNR较常规组升高，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

2.2 图像质量主观评分比较 2名医师在轴位及冠状位的图像评分高度一致（ICC分别为0.82、0.81）。常规组与低管电压组图像轴位及冠状位评分分别为（4.46±0.26）分、（11.28±0.37）分及（4.12±0.49）分、（11.09±0.41）分，差异无统计学意义（t=1.47、1.56，P＞0.05）。

2.3 辐射剂量比较 低管电压组ED与CTDIvol均低于常规组。组间CTDIvol、DLP和ED比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表 2。

2.4 图像的诊断一致性 常规组病理诊断结果鼻窦炎34例、CT诊断鼻窦炎35例，其中常规CT诊断鼻窦炎而病理诊断阴性者1例，CT常规组与病理诊断一致性好（Kappa=0.963，P＜0.01）；低管电压组病理诊断结果鼻窦炎28例、CT诊断鼻窦炎30例，其中低管电压组CT诊断鼻窦炎而病理诊断阴性者2例，CT低管电压组与病理诊断一致性好（Kappa=0.871，P＜0.01）；常规组与低管电压组CT诊断分别与病理诊断比较差异无统计学意义（P＞0.05）；组间CT诊断率比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 两组图像质量客观评价比较（±s）

表1 两组图像质量客观评价比较（±s）

部位 常规组（n=38）低管电压组（n=32） t值 P值翼外肌CT（HU） 59.37±13.43 74.75±11.21 11.63 ＜0.05 SD 8.30±2.76 14.30±1.84 22.38 ＜0.05 SNR 7.08±1.42 5.12±1.37 －3.34 ＜0.05皮下脂肪CT（HU） －78.51±14.07 －1 03.67±15.78 13.72 ＜0.05 SD 14.70±3.6123.65±3.78 17.34 ＜0.05 SNR 5.32±1.06 4.46±1.28 －2.78 ＜0.05背景（空气）CT（HU） － 1008.27±6.74 －1009.62±7.24 9.54 ＞0.05 SD 3.86±1.05 4.12±1.27 5.32 ＞0.05 SNR 262.32±0.63 24 6.67±0.58 －1.79 ＜0.05 CNR 36.73±4.29 4 3.36±4.18 2.74 ＜0.05

表2 两组辐射剂量比较（±s）

表2 两组辐射剂量比较（±s）

分组 CTDIvol（mGy）DLP（mGy·cm） ED（mSv）常规组 16.19±1.99 238.93±38.04 0.54±0.087低管电压组 6.16±1.11 81.32±12.32 0.18±0.027t值 2.3 4.9 4.9P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

3 讨论

鼻旁窦解剖位置特殊，在X线及高频超声下难以显示，故CT成为鼻旁窦病变的首选检查方法，而其扫描层面需包括眼晶状体。Brem等[10]报道，能够诱发晶状体混浊导致白内障的辐射剂量是0.5～2.0 Gy。尽管鼻旁窦CT扫描对眼眶的辐射剂量远低于该水平，但其所导致的累积效不容忽视[11]。鼻旁窦具有较好的组织对比度，适合行低剂量检查。Manniesing等[12]研究论证了脑灌注扫描降低管电流的可行性，但剂量降低有限。因辐射剂量与管电压的平方呈正相关，降低管电压能够更显著地减少辐射剂量[13]。王慧慧等[14]研究表明，选择性地降低管电压可以减少辐射剂量。已有研究证明采用80 kVp儿童鼻旁窦CT扫描在保证图像质量的同时可有效降低辐射剂量[4]。随着多种降噪软件及硬件的发展，如何采用更低的电压（70 kVp）降低辐射剂量成为新的研究课题。更低的电压必然导致图像噪声明显增大，影响图像质量；而SAFIRE技术的出现为更低电压扫描提供了更大的空间。该法先在原始数据空间进行迭代以消除图像伪影，再对图像空间进行迭代以降低噪声，不仅提高了图像域对噪声去除的性能，并且引入了伪影去除技术，可以在改善图像质量的前提下，降低54%～60%的辐射剂量，对于螺旋伪影的去除也有显著效果，并已广泛应用于临床[15]。既往研究显示，在扫描参数不变的情况下，采用SAFIRE重建比FBP重建能降低更多的图像噪声[4,16-17]。

本研究采用70 kVp低管电压扫描，为克服较大的图像噪声，使用了SAFIRE算法。与100 kVp FBP重建比较，翼外肌、皮下脂肪CT值分别提高约15 HU（20.8%）和25 HU（24.2%），噪声分别提高42.1%和39.4%，SNR分别降低27.1%和16.9%。低管电压组的噪声增加且SNR下降，与陈国中等[17]的研究结果相似，表明SAFIRE不能完全弥补电压明显下降所致的图像质量下降；也可能与本研究使用的SAFIRE-3重建强度有关。SAFIRE共有5种重建强度，SAFIRE-3已运用于80 kVp及100 kVp管电压中，但适合70 kVp管电压的重建强度尚未可知。Chen等[2]推荐在脑血管中使用SAFIRE-4重建强度可获得最佳影像质量。但针对CT血管成像的重建强度是否能用于平扫鼻旁窦则需进一步研究。本研究中，70 kVp组CNR升高16.4%；主观评分两组得分均高于3.6分，差异无统计学意义；且2名医师主观评分高度一致（ICC分别为0.82、0.81），说明两组的图像均满足诊断要求，且不影响冠状位重建各结构的显示。本研究中两组CT诊断均出现误诊病例，其原因为两组误诊患者均是对鼻甲肥大合并黏膜增厚过度诊断，而对于全组鼻旁窦内炎症情况的判断，两组均与病理结果相符。常规组与低管电压组CT诊断分别与病理诊断结果比较差异无统计学意义（P＞0.05）；组间CT诊断率比较差异亦无统计学意义（P＞0.05），说明这种噪声稍增高的图像不影响影像诊断。本研究中低管电压组较常规组ED降低约66.9%，辐射剂量比曾宪春等[4]选择的80 kVp组降低更多，可能与管电压降低导致辐射剂量更低有关，与Zhang等[3]报道将70 kVp超低剂量扫描运用到CT血管成像上，获得满足诊断要求的图像的同时也明显降低辐射剂量的结果相同。符合低剂量研究的原则，即在不影响疾病诊断的前提下，应允许适度噪声的存在；而且目前尚无文献确切报道SNR可满足诊断的最低值。

本研究的局限性：①纳入的仅是临床疑诊鼻窦炎的患者，观察的病种相对单一，今后的研究将扩大样本量及病种（如占位、外伤等），且研究仅针对平扫，增强扫描后图像质量及病变显示有待进一步深入研究；②常规组与低管电压组间并非同一患者，可能会造成一定偏倚；今后将加大样本量以减少误差。

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R445.3；R765.4

2016-12-28

2017-03-07

（本文编辑 闻 浩）

昆明医科大学第一附属医院影像学科CT室 云南昆明650032

韩 丹 E-mail:kmhandan@sina.com

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.06.009