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超高速CT的自适应统计迭代重建技术在特殊群体的临床应用研究

2020-08-24 237 上传者：管理员

摘要：目的:通过低剂量控制技术,即ASiR-V全模型自适应统计迭代技术、低千伏、短扫描时间、低辐射剂量在新生儿缺血缺氧性脑病HIE诊断中的临床应用,对照常规扫描方式,在降低患儿辐射剂量的前提下,HIE的检出率是否会有变化。方法:选取2018年3月-2019年3月南京医科大学附属常州妇幼保健院收治的新生儿HIE的患者80例,随机分为低剂量控制技术检查组与正常检查组各40例,低剂量控制技术组采用管电压70kV,采用ASiR-V全模型迭代技术调制管电流(20～400mA),准直宽度0.625mm,机架转速0.28S/r,螺距0.5;正常检查组采用管电压110kV,传统滤波反投影法重建技术,自动调制管电流(20～400mA),准直宽度0.625mm,机架转速0.28S/r,螺距0.5,对两组的图像质量、HIE检出率、图像信噪比(SNR)、辐射剂量值进行评价。结果:低剂量控制技术组与正常组(P<0.05):两组图像质量、HIE检出率,差异无统计学意义(P>0.05);图象信噪比(SNR),差异有统计学意义(P<0.01);辐射剂量值:CT剂量指数CTDI、计量长度乘积DLP、有效剂量ED,低剂量控制技术技术组为(10.07±1.33)mGy、(31.45±2.45)mGy*cm、(0.50±0.04)mSV,正常检查组为(20.12±1.87)mGy、(107.31±5.23)mGy*cm、(1.72±0.09)mSV,CTDI减少50%,DLP减少70%,低剂量控制技术组明显低于正常检查组(P<0.01),差异有统计学意义。结论:低剂量控制技术在新生儿HIE检查中,所获得的图像质量不会影响HIE的诊断,而低剂量控制技术明显降低新生儿的检查辐射剂量。

关键词：
低剂量
新生儿缺血缺氧性脑病
自适应统计迭代技术
超高速螺旋CT
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医疗辐射已经引起了公众的广泛关注。减低医疗辐射剂量是可能影响人类繁衍的基因因素之一。尤其是未成年人及新生儿。新生儿在医学上是一个生理相对脆弱的敏感时期。由于新生儿各器官组织均处于未发育或未完全发育时期,所以对于辐射的敏感性[1]比成人更高,由此所致的远后期致癌危害大约为成人的2～3倍[2]。作为妇幼保健的专科三甲医院,在新生儿影像检查技术及诊断方面,我们希望通过将不断发展成熟的医疗科技安全合理的应用于临床,让更多患儿家庭放心接受诊治。

1、资料和方法

1.1一般资料

新生儿科收治的80例患儿,低剂量控制技术组40例,男25例,女15例。正常组40例,男23例女17例。

1.2检查设备与方法

1.2.1检查设备及参数

GE公司的REVOLUTION256排,患儿在熟睡或水合氯醛应用后进入检查室,采用仰卧位,头先进,低剂量[3]控制组扫描参数:70kV,采用ASiR-V全模型迭代技术,自动调制管电流(20～400mA),准直宽度0.625mm,机架转速0.28S/r,螺距0.5;正常组扫描参数:110kV,自动调制管电流,采用传统滤波反投影法重建技术,自动调制管电流(20～400mA),准直宽度0.625mm,机架转速0.28S/r,螺距0.5。

1.2.2后处理方法

原始数据应用GE公司的最大密度投影(MIP),曲面重建(CPR),容积再现(VR)等后处理,观察新生儿颅内感兴趣区的三维图像。对所有后处理图像经由高年资技师按照标准进行图像处理:搜集两组患儿基底节区、放射冠区、半卵圆中心区的CT值与噪声[4],记录患儿的CTDI、剂量长度乘积(DLP),计算两组的有效剂量(ED)值,ED=DLP×C,其中C为有效剂量权重因子,根据国际辐射委员会规定,新生儿头颅转换因子为0.016。

1.3图像质量评价、噪声对比和剂量对照

1.3.1图像主观评价

根据主观评价要求,两名影像诊断副主任医师(A评价组、B评价组)通过REVOLUTION图象处理工作站,在固定窗宽、统一窗位的条件下对所有图像质量进行双盲评分,图像质量评分标准参考Schonfeld等的五级评分法。1分:图像质量差,所显示图像无法对新生儿头颅的HIE进行明确诊断;2分:图像质量较差,所显示图像对新生儿头颅的HIE诊断可能存在分歧;3分:图像质量适中,所显示图像对新生儿头颅的HIE诊断较为明确,不影响诊断;4分:图像质量较高,所显示图像对新生儿头颅的HIE诊断明确,适合诊断;5分:图像质量高,所显示图像对新生儿头颅的HIE诊断确定,符合临床诊断要求。

1.3.2图像信噪比(SNR)

两组观察,副主任医师与副主任技师各一名,以0.625层厚分别测量基底节区、放射冠区、半卵圆中心区CT值和标准差SD,噪声值取SD,计算各层面SNR。计算方法:SNR=所测量区域CT值/同层面SD;

1.3.3辐射剂量

记录两组患儿所接受的辐射剂量:患儿的CTDI、剂量长度乘积(DLP),计算两组的有效剂量(ED)值,ED=DLP×C,其中C为有效剂量权重因子[5],根据国际辐射委员会规定,新生儿头颅转换因子为0.016。

1.4统计学分析

使用SPSS22.0统计软件对两组检查方式进行质量分析:图像质量的主观评分采用WeightedKappa检验:0.21≤K≤0.40为一致性一般、0.41≤K≤0.60为一致性中等,0.61≤K≤0.80为一致性较强,K≥0.80为极佳。图像信噪比以及辐射剂量。使用卡方检验判断两组对照条件下的差异是否有统计学意义,P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

低剂量控制技术组与正常组:图像质量,两组观察图像显示病变清晰,范围明确,读片结果0.61≤K≤0.80为一致性较强(K值为0.621、0.683);图象信噪比(SNR),差异有统计学意义(P<0.01);辐射剂量值:低剂量控制技术技术组的容积CT剂量指数CTDI、计量长度乘积DLP、有效剂量ED相比较于正常检查组均有明显的降低,差异有显著统计学意义(P<0.01)。见表1～表3。

表1低剂量控制技术组与正常组的阅片评分比较(x±s)

表2低剂量控制技术组与正常组的噪声SNR比较

表3低剂量控制技术组与正常组的辐射剂量相关参数DLP与ED比较

3、讨论

新生儿缺氧缺血性脑病(HIE):是指围产期窒息而导致脑部的缺氧缺血性损害。在检查手段中,CT对于早期的颅内变化,有确定性的价值:(1)轻度散在、局灶低密度分布两个脑叶。(2)中度低密度超过两个脑叶,白质灰质对比模糊。(3)重度弥漫性低密度影、灰白质界限丧失。(4)极重度重度HIE伴有蛛网膜下腔出血、脑室内出血,侧脑室狭窄受压。我们通过应用超高速CT,结合ASiR-V全模型迭代技术、低千伏、短扫描时间、低剂量[6]的模式,希望能够让更多患儿安全、舒适的完成HIE的排查。

3.1ASiR-V全模型迭代技术、低剂量控制技术的应用

目前,降低辐射剂量的方法以:降低管电压、管电流、加大螺距、缩窄视野等为主,伴随新的技术应用,对于图像算法的改进,提高射线使用效率成为了热点。ASiR-V全模型迭代技术:利用矩阵代数,通过对一种数学模型选择性识别并去除图像噪声,让图像噪声减小,大幅度提高图像质量,间接地可以保持噪声不变的情况下降低辐射剂量,CT图像的噪声与KV正性相关,降低或者提高KV在一定范围内都会使器官组织接受的图像噪声有明显的变化,但是KV的降低可以在图像对比度上有明确的提高。应用ASiR-V全模型迭代技术、低千伏、短扫描时间,最大可能降低扫描总辐射剂量。

3.2应用检查的媒介由普通螺旋CT改为超高速多层螺旋CT

GE的超高速Revolution:(1)同等扫描条件下,超高速所需扫描时间为普通螺旋CT的五分之一,患儿在射线环境下的时间极大缩短。(2)同样图像质量前提下,ASiR-V全模型迭代技术,可以让最终辐射剂量比普通螺旋CT剂量降低80%,这也意味着超高速螺旋CT的宽体探测器能够在目前技术条件下最大可能的接受射线并进行信号转换,不仅降低了辐射剂量,同时降低了能源损耗。(3)低千伏的选择,普通螺旋CT所出的射线在到达人体时会有细微变化,即所产生X线的硬度会有欠缺,这会导致射线能量的损失,而超高速CT在同等条件下,将大幅度提高产生X线的硬度。

参考文献：

[4]陈忠民,刘波,南新中,等.低剂量电离辐射损伤检测技术及其研究进展[J].中国辐射卫生,2017,26(2):254-256.

[5]陈玉涛,邓大平.X射线对小儿肠套叠诊治剂量优化价值探讨[J].中国辐射卫生,2016,25(1):101-103.

[6]陈丽.常规剂量CT扫描和低剂量CT扫描诊断肺结节的诊断结果研究[J].影像研究与医学应用,2018,2(5):46-47.

李杰,郭晓利,陶可伟,徐玲燕,顾韵茜.超高速CT的自适应统计迭代重建技术在特殊群体的应用研究[J].影像研究与医学应用,2020,4(17):25-27.