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1、山东大学 硕士学位论文 低剂量双螺旋CT扫描在胸部检查中的应用研究 姓名：郭卫华 申请学位级别：硕士 专业：影像医学与核医学 指导教师：崔允峰 20030510 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：三弹日期：趔 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送
2、交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 、 论文作者签名：盔埠导师签冬：孑叠2 竺鞋日期：! 型 些查叁堂婴堂笪笙墨一 低剂量双螺旋0 T 扫描在胸部检查中的应用研究 研究生：郭卫华 导师：崔允峰教授 摘要 目的：探讨低剂量双螺旋C T 胸部检查中管电流的变化与图像质量之削 的关系以及发现胸部病变的能力，进一步证实和肯定低剂量螺旋C T 的应用 价值。 材料和方法：划3 0 名健康志愿者分别进行三种不同管电流的C T
3、 扫描， 分刖为16 0 m A s 、5 0 m A s 、2 0 m A s ，由4 名有经验的放射医师采用4 等级卣 法分析上肺野、中肺野及下肺野的主观图像质量。对3 8 6 名就诊病人先行 16 0 m A s 的常规剂量扫描，发现病变后，再对病灶区行5 0 m A s 和2 0 m A s 的 低剂量扫描，比较三种管电流对肺实质病变和纵隔胸膜病变的检出能力。 划直径2 0 m m 的结节再行标准剂量高分辨率C T 扫描，进一步分析结节的 特征。 结果：随着管电流的降低，主观图像质量是下降的，但在肺的不同断 咖F 降的程度有所不| ；= 4 ；2 0 m A s 时上肺野的条纹状伪影比
4、较明显，因而主 观图像质量显著一F 降( p O 0 5 ) w i t hd i f f e r e n tt u b e C o n c l u s i o n S u b j e c t i v eq u a l i t yo fi m a g e so b t a i n e da t2 0 m A sd i f f e r s f o rd i f f e r e n tl o c a t i o ni nt h el u n g b u ta p p e a r a n c eo fn o r m a la n a t o m i cs t r u c t u r e a n da
5、w i d er a n g eo f p a t h o l o g i ca b n o r m a l i t i e sw a sn o ts i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n c e 2 0 m A si s a d e q u a t e f o r s c r e e n i n g o ft h e l u n g I t i s n e c e s s a r y f o r S o l i t a r y p u l m o n a r yn o d u l e s ( d i a m e t e r 0 0 5 故认为三组数据的
6、差异无统计学意义，三种扫描剂量的图像质量无显著差异。 山东大学硕士学位论文 2 三种扫描剂量纵隔窗设置的图像质量的均数见表2 ： 表2 ：j 种扫描剂量纵隔窗设置的图像质量 注：4 = 很好；3 = 好：2 = 满意；1 = 差 经非参数检验的K - W 检验，结果如下 2 E 肺野三组数据的x2 = 6 2 1 9 9DF=2P = 0 0 0 0 1 0 0 5 故认为三组数据的差异无统计学意义，三种扫描剂量的图像质量无显著差异。 2 3 下肺野三组数据的X2 = 4 7 7 0 6D F = 2 P = 0 0 9 2 1 0 0 5 故认为三组数据的差异无统计学意义，三种扫描剂量的图像
7、质量无显著差异。 二就诊病人 1 在3 8 6 例病人中，常规剂量检出肺实质病变包括以下各类：孤立性 肺结节5 9 例，多发转移灶1 1 例，渗出或实变2 6 例，空洞8 例。5 0m A s 和2 0m As 也同样检出( 见表3 ) 。 坐查叁堂堡主兰笪堡苎一 表3 ：二种扫描剂量对肺实质病变的检出例数 常舰剂量检出纵隔胸膜病变如下：胸腔积液、气液胸、气胸共2 7 例， 纵隔肿块3 例， 5 0m A s 和2 0m A s 也同样检出。16 0m A s 和5 0m A s 检出 肿大淋巴结( 短径 1C 1 1 1 ) 2 5 例，2 0m A s 检出2 4 例，经F i s h e
8、 r S 精确概率检 验P = 08 1 5 00 5 ，故认为= 二组数据的筹异无统计学意义。( 见表4 ) 表4 ：三种扫描剂量对纵隔胸膜病变的检出例数 山东人掌硕 ：学位论文 2 三种扫描条件对5 9 例孤、) ：= 性肺结节内部特征的显示见表5 表5 ：( 例数) 从表5 呵以发现，三种扫描剂量发现病灶内钙化、支气管征均相同， f 皿7 常规剂量相比而言，5 0m A s 和2 0m A s 分别有2 例和3 例没有观察到 病灶内密度不均匀。但经F i s h e r S 精确概率检验P = 03 4 3 0 ，0 5 故认为i 组数据的 差异无统计学意义。 3 ，三种扫描剂量对结节外
9、形的显示情况见表6 表6 ：三种扫描剂量对结节外形的显示情况( 例数) 从表6i J 以看出三种扫描剂量对结节外形的显示是相I 划的( 见图4 6 8 ) 。 山东大学硕士学位论文 4 三种扫描剂量对结节大小的显示见表7 ： 表7 ：三种扫描剂量对结节大小的显示( 例数) 从表7 可以看出三种扫描剂量发现结节的数目是相同的，本组资料中 发现的最小结节直径均为3m m ，且三种扫描剂量对结节的形态和内部特征 的显示亦相同，但经标准剂量H R C T 扫描发现这4 个小结节均为钙化结节。 直径在5 10 m m 的9 个结节中，同样三种剂量对结节形态和内部特征的显 示相同，但经H R C T 扫描
10、发现其中有3 个为钙化结节。而直径在1 1 2 0 m m 的13 个结节巾经H R C T 扫描仅有l 例为钙化结节。 1 4 山东大学硕士学位论文 讨论 一低剂量C T 的研究进展 1 低剂量C T 概念的提出 自从19 7 2 年C T 问世，C T 的应用日益广泛，随着C T 技术的不断改善 和提高，C T 的重要性得到普遍认可和重视。然而，另一方面人们在考虑放 射剂量的问题，由于C T 检查中管电压一般是固定的，所以低剂量C T 的根 本就是管电流的降低。N a i d i c h 等人1 1 0 1 l9 9 0 年提出低剂量C T 的概念，他们 应用G E 9 8 0 0 扫描机
11、，对患有多种肺疾病的1 2 个病人同时进行常规剂量和 低剂量扫描，低剂量扫描扫描参数：1 2 0k V p ，1 0 m A ，2 秒扫描时间，l0 r a m 层厚和标准重建算法。结果显示：肺实质正常结构的显示无明显影响，在 所有的病例中，正常结构和病理改变同等很好的显示。但是我们的研究结 果显示： 2 0 m A s 时由于肩部解剖结构的影响，上肺部产生比较明显的条纹 状伪影，主观图像质量显著下降( p 0 0 5 ) ：下肺部由于膈肌和肝脏的影响，2 0 m A s 时的图像质量质量与 5 0 m A s 时相比有下降，但无显著差异( p 0 0 5 ) ；。而中肺部三种扫描条件的 图像
12、质量无显著差异。在纵隔窗上，5 0 m A s 和2 0 m A s 图像质量的明显下降 较明显，然而，尽管增加了噪声，纵隔结构仍容易鉴别( 见图1 3 ) 。这与 N a i d i c h 等人【1 的研究相同。 2 低剂量C T 在胸部检查中的可行性 C T 检查中，管电流的降低导致辐射剂量成比例的减少，但剂量的减少 增加了图像噪声，因而导致图像质量的降低。肺部疾病的发现依赖于病变 L l l 东大学硕士学位论文 与周围正常组织的对比和图像的噪声水平，由于肺是充气的器官，具有良 好的自然对比，因而与像肝这类实质性器官相比，肺是低密度和高对比， 肺病理改变的发现更少地依赖于图像噪声，所以肺
13、更适合低剂量C T 扫描。 放射剂量的减小是通过增加螺距和减小管电流来完成，然而，即使图像重 建采用18 0 0 线性插值法，螺距的进一步增大可能增加漏诊小结节的危险， 因此，降低管电流的研究是可行的。常规胸部C T 检查是采用1 0 m m 层厚， l2 0k V p ，但是管电流的选择却没有达成一致。由于C T 是种数字技术， 与传统x 线光片相比，C T 更难确定+ 个适合的管屯流，当电流过大时，由 于噪声的降低，C T 图像彳i 仅没变太黑反而更清晰了。胸部C T 的管电流变 化2 0 0 一3 0 0 m A s 均有报道，管电流的选择是主观的。关于肺低剂量C T 的 研究主要在美国
14、和日本，关于胸部C T 需要的最小管电流仍有争议。M a y o 等人f 1 0 】研究报道1 4 0 m A s 是传统C T 获得好的图像质量的最小管电流，他们 应用传统C T 的技术参数( 1 2 0k V p ，2 0 0m A ，2 秒，) 对胸部进行全肺1 0 m m 层厚扫描，4 0 0 m A s 作为参照，除此之外分别降低管电流为2 0 0m A s 、14 0 m A s 、8 0m A s 、2 0 m A s ，除了管电流的降低，其他参数与参照组相同。结 果湿示：在4 0 0 m A s 、2 0 0 m A s 、和1 4 0 m A s 之间主观图像质量无显著性差异
15、 ( P 0 0 5 ) ；然而，管电流降至8 0 m A s 和2 0 m A s 时主观图像质量有显著性 差异( P 0 0 5 ) 。我们的研究结果显示， 2 0 m A s 时的主观图像质量因肺断面的不同而有不同程度的差异，尤其是上 肺野由于肩部解剖结构的复杂产生较明显的条纹状伪影。同样在下肺野， 由于膈肌和肝脏的影响，图像质量也有所下降。但是，尽管如此，对于肺 实质和纵隔、胸膜病变的检出能力无显著性差异( P 0 0 5 ) 。2 0 m A s 时的图 像质量是能达到诊断目的的可接受的图像质量。 3 目前低剂量C T 的研究状况 1 6 山东大学硕十学位论文 自从19 9 0 午N
16、 a i d i c h 等人I 1 提出低剂量C T 的概念，引起了越来越多 研究者的关注。山于肺部的解剖结构特征，所以低剂量C T 的研究卡要在胸 部，并且研究主要征美国和日本。在F 本最初出O h m a t s u 等5 1 和M o r i 等 人o ，“ 1 评价螺旋C T 适合于筛选的条件，其结果确定以卜扫描参数：12 0 k V p ，5 0m A ，1 秒每圈，10 r a m 准直，进床速度：2 0 m m 秒，10 m m 重建间 隔，自肺尖上2 c m 扫至膈肌，最大吸气术一次屏气完成全肺的扫拙，这些 参数被确定并汪实J 发现小丁5 m m 的结节。基于以上研究结果，I t o h 等人 1 8 1 进行以I - 4 i ) F 究，探讨序t J 癌普查中螺旋C T 所要求的最d 、管r ! _ 流，方法如 下：( 1 ) 存7 个健康志愿者分别用5 0 、3 0 、2 0 、l8 、1 2 、10 利6 m A s 米完 成肺
