杜芳毅; 徐现勇; 徐志宾; 贾群玲; 王宏超; 左金; 高万勤

doi:10.19450/j.cnki.jcrh.2021.02.007

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• 基础研究 •

不同曝光条件下实验猪肺部CT图像的对比研究

中国研究型医院, 2021,08(2) : 24-28. DOI: 10.19450/j.cnki.jcrh.2021.02.007

摘要

目的

对比不同曝光条件下实验猪胸部CT图像，探讨合理降低CT检查辐射剂量的可行性。

方法

实验猪10头，常规胸部CT扫描肺窗5.0 mm、纵隔窗1.5 mm，自动条件采用设备设定参数110 kV、110 mAs，手动条件采用110 kV，80、60、40、20 mAs；80 kV，110、80、60、40、20 mAs。记录CT剂量指数（CTDIvol）及剂量长度乘积（DLP），分等级评定扫描图像质量。采用t检验比较手动条件与自动条件的CTDIvol和DLP；χ²检验对比手动条件与自动条件图像质量。

结果

10头实验猪自动条件平均CTDIvol为（3.272±0.174）mGy，平均DLP为（83.038±11.913) mGy·cm，图像质量评定好9头、一般1头。手动条件110 kV，80、60 mAs平均CTDIvol分别为（2.410±0.195）、（1.736±0.102）mGy，平均DLP分别为（61.166±11.286）、（43.800±4.003）mGy·cm，图像质量与自动条件对比差异无统计学意义（χ²值分别为1.250、3.943，P值均>0.05）；80 kV，110、80、60 mAs平均CTDIvol分别为（1.450±0.085）、（1.065±0.007）、（0.810±0.057）mGy，平均DLP分别为（33.530±1.075）、（25.235±1.520）、（18.640±0.877）mGy·cm，图像质量与自动条件对比差异无统计学意义（χ²值分别为0.392、2.600、5.923，P值均>0.05）；CTDIvol及DLP较自动条件降低，图像均能够满足诊断要求。110 kV，40、20 mAs及80 kV，40、20 mAs图像质量与自动条件对比差异有统计学意义（χ²值分别为8.000、10.255、8.333、13.400，P值分别为0.018、0.006、0.016、0.001），不能满足诊断要求。

结论

手动降低曝光条件，管电压降至80 kV、管电流降至60 mAs，辐射剂量可大幅减低，图像质量可以满足诊断要求。

引用本文: 杜芳毅, 徐现勇, 徐志宾, 等. 不同曝光条件下实验猪肺部CT图像的对比研究 [J] . 中国研究型医院, 2021, 08(2) : 24-28. DOI: 10.19450/j.cnki.jcrh.2021.02.007.

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CT检查的辐射剂量是近年来越来越受关注的问题，受检者在受益于X线检查的同时也在承受着射线辐射带来的损害^[1]。因此，在满足诊断需要的前提下，合理降低曝光条件、减少射线辐射是放射工作者必须要思考和解决的问题^[2]。本研究中，以实验猪作为研究对象，对比不同曝光条件下的CT图像，以期为临床试验提供参考。

对象与方法

一、实验对象

实验猪10头，体质量8.4~11.1 kg、平均（9.3±1.2）kg，由洛阳市新安县春天牧业养殖有限责任公司提供，随机按照数字1~10编号（图1，图2，图3，图4）。

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图1~4

图1~3分别为实验猪1号（10.0 kg）、3号（11.1 kg）、10号（8.7 kg）；图4为实验猪麻醉后固定在实验架上

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图1~4

图1~3分别为实验猪1号（10.0 kg）、3号（11.1 kg）、10号（8.7 kg）；图4为实验猪麻醉后固定在实验架上

二、研究方法

（1）检查设备：Siemens 16排CT（SOMATOM E motion16-slico configuration）。（2）检查方法：10头实验猪，按体质量0.5 mg/kg肌内注射咪达唑仑麻醉充分后行常规胸部CT检查，常规扫描肺窗5.0 mm、纵隔窗1.5 mm，自动条件采用设备设定参数110 kV、110 mAs，扫描方法、参数与人胸部常规扫描相同。手动条件110 kV，80、60、40、20 mAs；80 kV，110、80、60、40、20 mAs。扫描图像存入PACS系统。记录CT剂量指数（volume computed tomography dose index，CTDIvol）及剂量长度乘积（dose length product，DLP）。（3）扫描图像质量判定：图像隐藏所有扫描条件信息，由3名影像科主治医师或以上职称的医师共同阅片评判图像质量，意见不一致时提请1名影像科主任医师裁定，判定图像是否符合诊断要求，并且将图像质量分为好、一般、差三个等级。（4）图像质量评定标准：图像质量好，即照片清晰度、对比度好，影像密度适宜，组织层次分明，包含部位准确，无伪影，可解决诊断问题；图像质量一般，即照片清晰度、对比度较好，组织层次较为分明，基本无伪影或有少许伪影，可解决诊断问题；图像质量差，即照片清晰度、对比度不好，组织结构不清晰，包含部位不准确，图像质地粗糙，有严重伪影，无法做出正确诊断。

三、统计学方法

采用SPSS19.0统计分析软件。计量资料以+s表示，计数资料用%表示，不同条件扫描平均辐射剂量对比采用t检验，图像质量对比采用χ²检验，P <0.05表示差异有统计学意义。

结果

实验猪自动条件和手动条件扫描CTDIvol、DLP结果见表1，手动条件下随着管电压、管电流的降低，CTDIvol、DLP随之降低。实验猪自动条件下扫描图像显示肺清晰度高、血管及支气管清晰、近背侧胸膜下见坠积效应（图5）。手动条件下扫描，管电压110 kV、管电流降至80 mAs（图6）、60 mAs（图7），同层面CT图像肺、血管及支气管清晰度与自动条件基本相同，图像质量对比差异无统计学意义（P值>0.05），可以满足诊断要求；管电流降至40 mAs（图8）、20 mAs（图9），图像噪声增大，细微结构模糊，图像质量与自动条件下对比差异有统计学意义（P值<0.05），不能满足诊断要求。手动条件下管电压降至80 kV，管电流110 mAs（图10）、80 mAs（图11）、60 mAs（图12），图像噪声稍大，细微结构欠清晰，图像质量与自动条件对比差异无统计学意义（P值>0.05），仍可以满足诊断要求；管电流降至40 mAs（图13）、20 mAs（图14），图像噪声大、肺野模糊，透亮度减低，图像质量与自动条件对比差异有统计学意义（P值<0.05），不能满足诊断要求。实验猪图像质量评定结果及对比情况见表2。

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图5

实验猪自动条件下CT扫描，设置参数为110 kV、110 mAs，图像显示肺纹理清晰度高、血管及支气管清晰、近背侧胸膜下可见坠积效应

图6,7

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为110 kV，80 mAs（图6）、60 mAs（图7），同层面CT图像显示肺、血管及支气管纹理清晰度与自动条件基本相同，可满足诊断要求

图8,9

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为110 kV，40 mAs（图8）、20 mAs（图9），噪声增大，图像显示细微结构模糊，不能满足诊断要求

图10~12

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为80 kV，110 mAs（图10）、80 mAs（图11）、60 mAs（图12），噪声稍大，图像细微结构欠清晰，可以满足诊断要求

图13,14

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为80 kV，40 mAs（图13）、20 mAs（图14），噪声大、图像显示肺野纹理模糊，透亮度减低，不能满足诊断要求

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图5

实验猪自动条件下CT扫描，设置参数为110 kV、110 mAs，图像显示肺纹理清晰度高、血管及支气管清晰、近背侧胸膜下可见坠积效应

图6,7

图8,9

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为110 kV，40 mAs（图8）、20 mAs（图9），噪声增大，图像显示细微结构模糊，不能满足诊断要求

图10~12

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为80 kV，110 mAs（图10）、80 mAs（图11）、60 mAs（图12），噪声稍大，图像细微结构欠清晰，可以满足诊断要求

图13,14

实验猪手动条件下CT扫描，设置参数为80 kV，40 mAs（图13）、20 mAs（图14），噪声大、图像显示肺野纹理模糊，透亮度减低，不能满足诊断要求

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表1

实验猪自动条件和手动条件扫描平均辐射剂量及比较（+s）

表1

实验猪自动条件和手动条件扫描平均辐射剂量及比较（+s）

扫描条件		样本数（头）	CTDIvol（mGy）			DLP（mGy·cm）
扫描条件		样本数（头）	数值	t值	P值	数值	t值	P值
自动扫描
	110 kV、110 mAs	10	3.272±0.174	－	－	83.038±11.913	－	－
手动扫描
	110 kV、80 mAs	10	2.410±0.195	7.363	0.000	61.166±11.286	2.980	0.018
	110 kV、60 mAs	10	1.736±0.102	17.025	0.000	43.800±4.003	6.982	0.000
	110 kV、40 mAs	10	1.178±0.067	22.487	0.000	30.078±4.990	8.242	0.000
	110 kV、20 mAs	10	0.743±0.024	28.428	0.000	18.895±2.489	10.449	0.000
	80 kV、110 mAs	10	1.450±0.085	13.575	0.000	33.530±1.075	5.548	0.003
	80 kV、80 mAs	10	1.065±0.007	16.920	0.000	25.235±1.520	6.471	0.001
	80 kV、60 mAs	10	0.810±0.057	18.635	0.000	18.640±0.877	7.219	0.001
	80 kV、40 mAs	10	0.567±0.032	25.816	0.000	13.737±1.525	9.716	0.000
	80 kV、20 mAs	10	0.313±0.012	28.441	0.000	7.660±0.733	10.602	0.000

注：CTDIvol为CT剂量指数；DLP为剂量长度乘积；统计结果为与自动条件比较的结果；－表示无数值

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表2

实验猪图像质量评定结果及对比情况（头）

表2

实验猪图像质量评定结果及对比情况（头）

扫描条件		样本数	图像质量等级			χ²值	P值
扫描条件		样本数	好	一般	差	χ²值	P值
自动扫描
	110 kV、110 mAs	10	9	1	0	－	－
手动扫描
	110 kV、80 mAs	10	7	3	0	1.250	0.264
	110 kV、60 mAs	10	5	4	1	3.943	0.139
	110 kV、40 mAs	10	3	3	4	8.000	0.018
	110 kV、20 mAs	10	2	4	4	10.255	0.006
	80 kV、110 mAs	10	8	2	0	0.392	0.531
	80 kV、80 mAs	10	6	3	1	2.600	0.273
	80 kV、60 mAs	10	4	3	3	5.923	0.052
	80 kV、40 mAs	10	3	2	5	8.333	0.016
	80 kV、20 mAs	10	1	3	6	13.400	0.001

注：统计结果为与自动条件比较结果；－表示无数值

讨论

CT相比X线检查明显提高了疾病的诊断效果，在各级医疗单位已广泛应用，然而随之而来的是诊断性放射检查所致辐射剂量的增加^[3]。近年来，随着全民卫生保健意识的提高，检查辐射对人体的危害越来越引起重视，所以有效控制辐射剂量显得尤为重要^[4,5]。国家卫生健康委员会要求各地卫生行政部门加强对医疗机构开展放射诊疗工作的监管力度，要求医疗机构应当遵守医疗照射正当化和放射防护最优化的原则，在实施放射诊断检查前应当对不同检查方法进行利弊分析，在保证诊断效果的前提下，优先采用对人体健康影响较小的诊断技术，严格控制受照剂量，并对邻近照射野的敏感器官和组织进行屏蔽防护^[6]。对于患者来说，医疗照射的最优化是指在不影响诊断质量的情况下，合理降低患者的受照剂量^[7]。近年来，随着医学影像技术的进步，CT设备强大的后处理功能使得降低曝光条件成为可能^[8]。本研究以实验猪作为研究对象，自动条件采用设备设定参数扫描，胸部CT图像显示肺清晰度高，血管及支气管清晰，10头受检猪图像质量评定达到好9头、一般1头，能够较好地满足诊断要求。采用手动条件，保持110 kV管电压条件下，管电流降至80、60 mAs，平均CTDIvol分别为（2.410±0.195）、（1.736±0.102）mGy，平均DLP分别为（61.166±11.286）、（43.800± 4.003）mGy·cm，较自动条件降低，同层面CT图像肺、血管及支气管清晰度与自动条件基本相同，图像质量能够满足诊断要求（图6,图7）；降至40、20 mAs，图像噪声增大，细微结构模糊（图8,图9），影响诊断质量。管电压降低至80 kV，管电流110、80、60 mAs，平均CTDIvol分别为（1.450±0.085）、（1.065± 0.007）、（0.810±0.057）mGy，平均DLP分别为（33.530±1.075）、（25.235±1.520）、（18.640± 0.877）mGy·cm，低于自动条件，与自动条件相比噪声稍大，图像细微结构欠清晰，但可以满足诊断要求（图10，图11，图12）；管电流40、20 mAs，图像噪声大，肺野模糊，透亮度减低，血管及支气管边缘不清，图像不能满足诊断要求（图13,图14）。实验结果表明，在一定范围内手动降低曝光条件，减低辐射剂量，图像质量仍可以满足诊断要求。在妇幼保健机构，CT检查人群中儿童受检者占多数，儿童处于生长活跃期，细胞分裂速度快，对射线的敏感性远高于成人^[9]。本实验中，实验猪体质量接近1~3岁儿童，扫描方式与儿童近似在平静呼吸下进行，本实验结果对于儿童CT检查扫描条件的选择也有一定的指导意义。在日常工作中，我们可以尝试探索在保证图像质量的条件下，适当降低曝光条件，以期使患儿CT检查时在满足诊断需要的前提下，最大限度的减少所受辐射剂量。同时曝光时间缩短，检查时间减少，也有利于减低患儿检查时呼吸对图像质量的影响。

参考文献

[1]

吕蓉，韩宇欣，李娜，等.CT图像噪声与辐射剂量及对比剂浓度的相关性研究[J]．临床放射学杂志，2019, 38(6):1128-1131.

[2]

侯准，杨梓，尤小芳，等.Karl迭代技术降低64排CT肺结核患者胸部扫描辐射剂量的临床研究[J]．临床放射学杂志，2020, 39(4):778-781.

[3]

彭盛坤，赵原，蒲红，等．不同成像参数对胸部CT图像质量及辐射剂量的影响[J]．成都医学院学报，2019, 14(4):447-450.

[4]

张喜荣，贾永军，马光明，等．低辐射剂量联合两种迭代重组方法对上腹部CT图像质量的影响研究[J]．临床放射学杂志，2019, 38(6):1118-1122.

[5]

张卫国，贾秀琴，蒋涛．低管电压联合高浓度碘对比剂对腹部CT增强图像质量及辐射剂量的影响[J]．放射学实践，2019, 34(3):311-315.

[6]

金延方．严格控制辐射剂量，合理使用CT检查[J]．中国医刊，2012, 47(2):7-11.

[7]

王梅，边传振，张见，等．剂量指数结合全模型迭代重建技术在降低儿童胸部CT扫描辐射剂量中的应用研究[J]．医疗卫生装备，2020, 41(7):59-63.

[8]

张喜荣，贺太平，贾永军，等．低辐射剂量下FBP、ASIR和ASIR-V 3种不同重建算法对上腹部CT图像质量的影响[J].中国中西医结合影像学杂志，2020, 18(3):305-308.

[9]

郭大伟，罗英男，高艳辉，等．儿童胸部CT辐射剂量调查[J].中国辐射卫生，2020, 29(3):232-235.

贡献者信息

杜芳毅

洛阳市妇幼保健院影像科，洛阳　471000

徐现勇

洛阳市妇幼保健院影像科，洛阳　471000

徐志宾

河南科技大学第一附属医院影像科，洛阳　471000

贾群玲

河南科技大学第一附属医院影像科，洛阳　471000

王宏超

洛阳市妇幼保健院影像科，洛阳　471000

左金

洛阳市妇幼保健院影像科，洛阳　471000

高万勤

河南科技大学第一附属医院影像科，洛阳　471000

通信作者

徐志宾

河南科技大学第一附属医院影像科，洛阳　471000

Email：xzbd197897@163.com

关键词

动物，实验; 猪; 体层摄影术，X线计算机; 剂量效应关系，辐射;

历史

出版日期：2021-04-15

收稿日期：2021-02-02

本文编辑

高宏

Fundamental Research

Comparative analysis of chest CT images under different exposure conditions in experimental pigs

DU Fangyi, XU Xianyong, XU Zhibin, JIA Qunling, WANG Hongchao, ZUO Jin, GAO Wanqin

Published 2021-04-15

Cite as JOURNAL OF CHINESE RESEARCH HOSPITALS, 2021, 08(2): 24-28. DOI: 10.19450/j.cnki.jcrh.2021.02.007

Abstract

Objective

To compare the CT images of experimental pigs chest under different exposure conditions to explore the feasibility of reasonably reducing the radiation dose for inspection.

Methods

10 experimental pigs, conventional chest CT scan lung window of 5.0 mm, mediastinal window 1.5mm, automatic conditions used equipment setting parameters 110 kV, 110 mAs, manual conditions used 110 kV,80、60、40、20 mAs, 80 kV, 110、80、60、40、20 mAs. The CT dose index (CTDIvol) and dose length product (DLP) were recorded, and the quality of the scanned images was graded. The t test was used to compare the CTDIvol and DLP of manual and automatic conditions; the χ² test was used to compare manual and automatic image quality.

Results

The average CTDIvol of 10 experimental pigs under automatic conditions was (3.272±0.174) mGy, the average DLP was (83.038±11.913) mGy·cm, and the image quality was evaluated as good for 9 pigs, and fair for 1 pig. Manual conditions 110 kV, 80, 60 mAs average CTDIvol were (2.410±0.195), (1.736±0.102) mGy, the average DLP were (61.166±11.286), (43.800±4.003) mGy·cm. The contrast difference between image quality and automatic conditions was not statistically significant (χ²= 1.250, 3.943; all P >0.05). The average CTDIvol of 80 kV, 110, 80, and 60 mAs were (1.450±0.085), (1.065±0.007), (0.810± 0.057) mGy, the average DLP was (33.530±1.075), (25.235±1.520), (18.640±0.877) mGy·cm, and the difference between image quality and automatic conditions was not statistically significant (χ²= 0.392, 2.600, 5.923; all P >0.05).CTDIvol and DLP are lower than the automatic conditions, and the images can meet the diagnostic requirements. 110 kV, 40, 20 mAs and 80 kV, 40, 20 mAs image quality compared with automatic conditions are statistically significant (χ²=8.000, 10.255, 8.333, 13.400; P=0.018, 0.006, 0.016, 0.001), can not meet the diagnostic requirements.

Conclusion

Manually reduce the exposure conditions, the tube voltage is reduced to 80 kV, the tube current is reduced to 60 mAs, the radiation dose can be greatly reduced, and the images quality can meet the diagnostic requirements.

Key words:

Animals, Laboratory; Swine; Tomography, X-Ray computed; Dose-response relationship, radiation

Contributor Information

DU Fangyi

Department of Imaging, Luoyang Maternal and Child Health Hospital, Luoyang 471000, China

XU Xianyong

Department of Imaging, Luoyang Maternal and Child Health Hospital, Luoyang 471000, China

XU Zhibin

Department of Imaging, the First Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China

JIA Qunling

Department of Imaging, the First Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China

WANG Hongchao

Department of Imaging, Luoyang Maternal and Child Health Hospital, Luoyang 471000, China

ZUO Jin

Department of Imaging, Luoyang Maternal and Child Health Hospital, Luoyang 471000, China

GAO Wanqin

Department of Imaging, the First Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China

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