自动管电流调制技术对腹部CT图像质量及辐射剂量影响的体模研究

目的 探讨应用自动管电流调制技术(ATCM)对腹部CT图像质量及辐射剂量的影响.方法 通过实体测量因病情需要行腹部CT检查的68例体质量指数(BMI)为18 ～ 24 kg/m2的成年男性腹部CT扫描的腹部径向数据,借鉴CTP515辅助测试模体,制作符合国人尺寸的腹部体环,嵌套Catphan600性能测试模型为观察对象,模拟成人腹部CT低、高对比特点用于实验研究.以管电压120 kV,固定管电流450 mA组为对照组；相同管电压条件下,自动管电流技术组为实验组,其中噪声指数(NI)值设置为4 ～ 20,共14组,管电流范围10～ 450 mA.对模型进行扫描.测量Catphan600模体中心均质区域CT值,验证模型对X线衰减的等效性.记录每组扫描方案的辐射剂量指标容积CT剂量指数(CTD Ivol)、个体化剂量估计值(SSDE)、剂量长度积(DLP)、有效剂量(ED)及图像质量客观评价指标图像噪声值(SD)、对比噪声比(CNR).同时由3名分别来自不同医院有5年以上工作经验的腹部诊断医师对Catphan600模体中的CTP515低对比目标显示程度(LCD)模块及CTP528高对比目标显示程度(HCD)模块进行独立主观评价.对NI值与SDb、CNR、CTDIvol、DLP间的相关性采用Pearson相关分析,与LCD模块评分间相关性采用Spearman秩相关分析.不同NI组间SD、CNR及CTDIvol值与对照组的比较采用t检验.LCD和HCD评分的组内比较采用Kruskal-Wallis秩检验,组间差异采用Mann-Whitney U Test秩检验.3名放射科医师主观评价结果的一致性检验采用Kappa分析.结果 实测人体正常肝脏组织CT值为(52.8 ±9.1)HU,腹部模体中心区域平均CT值为(50.8±1.0) HU,两者差异无统计学意义(t=0.31,P＞0.05),偏差程度为4.9％.此模型与成人腹部对X线衰减具有较好的等效性.所有辐射剂量指标均随NI值增大而降低,NI值增加1个单位,辐射剂量指标CTDlvol、SSDE、DLP和ED值分别平均下降1.23 mGy、2.03 mGy、13.20 mGy·cm、0.20 mSv.NI值与图像质量主、客观评价指标及辐射剂量指标间呈高度线性相关(r=0.871～0.982,P值均＜0.05).实验组NI =4 ～7组与对照组间SD、CNR差异均无统计学意义(t值分别为-1.63 ～-0.17,0.03 ～1.12,P值均＞0.05).实验组NI=4～ 10组与对照组间LCD评分差异均无统计学意义(Z值为-1.637 ～0.000,P值均＞0.05).实验组NI =4 ～ 13组与对照组间HCD得分差异均无统计学意义(Z值为-1.423 ～0.000,P值均＞0.05).3名医师对LCD、HCD评分的Kappa一致性检验结果分别为0.743、0.795.结论 在腹部CT扫描中应用自动管电流调制技术可确保图像质量,同时降低辐射剂量.

Application of automatic tube current modulation on image quality and radiation dose at abdominal CT