多层螺旋CT胸部扫描技术与图像噪声及病变检出相关性研究

摘要

第一部分胸部CT扫描参数与不同组织噪声相关性的实验研究
　　目的：探讨胸部CT扫描参数变化与不同组织噪声的相关性及图像质量影响的规律。方法：应用GE BrightSpeed16层CT机以管电压120kV，管电流300mA，螺距0.938为标准，每次扫描改变一种扫描参数，其它扫描参数不变，以不同管电压(80、100、120、140kV)、管电流(80、100、120、180、240、300mA)及螺距(0.562、0.938、1.375、1.75)扫描仿真胸部体模，测量、记录体模不同组织噪声值(CT值标准差，SD)，并进行统计学分析。结果：肺组织不同管电压组(80、100、120、140kV)的噪声比较差异无统计学意义(F=0.966，P>0.05)，而胸壁软组织、脊柱旁软组织及主动脉噪声80kV组与常规管电压120kV组比较差异有统计学意义，P<0.05。肺组织、脊柱旁软组织及主动脉噪声不同管电流组(80、100、120、180、240、300mA)差异均有统计学意义(肺组织F=3.28，P<0.05、脊柱旁软组织F=11.89，P<0.05及主动脉F=196.67，P<0.05)；肺、胸壁软组织、脊柱旁软组织及主动脉噪声80mA组与常规管电流300mA组比较差异有统计学意义，P<0.05；脊柱旁软组织噪声80mA组与常规管电流300mA组比较差异有统计学意义，P<0.05。肺、胸壁软组织、脊柱旁软组织不同螺距组(0.562、0.938、1.35及1.75)噪声差异无统计学意义(肺组织。F=0.23，P>0.05；胸壁软组织F=1.53，P>0.05；脊柱旁软组织F=2.27，P>0.05)；主动脉噪声不同螺距组比较差异有统计学意义(F=9.68，P<0.05)。结论：降低管电压、管电流，增加螺距时，不同组织噪声逐渐增高，但肺组织的噪声增加不明显，胸部低剂量扫描时能够在保证肺组织图像噪声变化不大的同时降低辐射剂量。
　　第二部分多层螺旋CT胸部扫描剂量与噪声分布相关性的研究
　　目的：分析胸部低剂量CT图像噪声分布特点并优化低剂量扫描参数。方法结果结论方法：利用图像空间噪声添加软件计算中国人仿真胸部体模CT图像(6组不同噪声指数)噪声值，分析预设噪声指数与模拟噪声值差异性。采用图像空间噪声添加软件对20例志愿者在常规参数下扫描获得的原始图像(美国GE公司Brightspeed16排螺旋CT)进行噪声添加，模拟出10、30、50、80、100、120、150、180及240 mA9组胸部低剂量图像，记录每幅图像模拟噪声值，并对不同毫安组模拟噪声值进行统计学分析。结果：图像噪声添加法计算的模拟噪声值与预设噪声指数差异无统计学意义(P>0.05)；胸部低剂量扫描时图像模拟噪声值随着管电流降低不断增加，当管电流在10～50 mA时噪声降低显著，80～300 mA时噪声值降低幅度变缓。80 mA组与120 mA组之间图像噪声差异无统计学意义(P>0.05)。结论：图像空间噪声添加软件可应用于胸部低剂量CT图像噪声的评价研究。胸部低剂量CT检查时采用管电流80～120 mA时能够保证图像噪声无明显变化的同时又可以降低辐射剂量。
　　第三部分胸部CT扫描与断层融合技术对孤立性肺结节检出及辐射剂量的比较研究
　　目的：利用置入肺结节和热释光剂量计(thermoluminestentdosimeters，TLD)的胸部体模，测量数字断层融合(digitaltomosynthesis，DTS)技术及多层CT(multi-slice computertomogralphy，MSCT)胸部扫描时不同组织器官的吸收剂量，评价种方法对肺结节的检出率及辐射剂量水平。方法：采用DTS及MSCT分别扫描共置入45个模拟结节及TLD的胸部体模，记录并储存图像，测量胸部主要组织器官的吸收剂量并计算有效剂量。由3名放射诊断医师分别进行阅片并记录结节部位、大小及密度。采用Fisher确切概率法检验与X2检验，比较DTS与MSCT扫描对模拟结节检出率的差别；两种检查方法器官吸收剂量的比较采用配对t检验。结果：DTS与MSCT对肺结节检出率为66.7％(30/45)和91.1％(41/45)，两者差异有统计学意义(X2=8.073，P<0.05)；对-650 HU磨玻璃结节检出率为93.3％和73.3％，两者差异无统计学意义，(P>0.05)；DTS对-800HU磨玻璃结节及直径小于8mm磨玻璃结节检出率为5/15(33.3％)和2/12(16.7％)，MSCT检出率为12/15(80％)和8/12(66.7％)。胸部DTS检查各主要组织器官吸收剂量明显低于MSCT，两者差异有统计学意义(肺t=19.69，P<0.05；胸椎t=30.01，P<0.05；心脏t=16.33，P<0.05；肝脏t=5.06，P<0.05；、乳腺t=9.43，P<0.05；甲状腺t=8.05，P<0.05)；DTS与MSCT胸部扫描的有效剂量分别为0.65mSv、7.71mSv。
　　结论：DTS对于-650 HU磨玻璃结节检出率与MSCT相近，DTS对极低密度(-800 HU)磨玻璃结节及直径小于8 mm磨玻璃结节检出率低。肺胸部结节检查时，DTS有效剂量低于MSCT，约为MSCT辐射剂量的8.41％。