CARE Dose 4D技术降低辐射剂量的实验研究

王玉权，刘昌杰，曾宪春，徐睿，蒲伟

（贵州省人民医院影像科，贵州 贵阳 550002）

CARE Dose 4D技术降低辐射剂量的实验研究

王玉权，刘昌杰，曾宪春，徐睿，蒲伟

（贵州省人民医院影像科，贵州 贵阳 550002）

目的：基于离体头颅标本牙齿CT扫描探讨管电流自动调节（CARE Dose 4D）技术降低辐射剂量的可行性。方法：对10具防腐固定离体头颅标本牙齿分别行A、B组方案扫描。A组采用常规扫描（100 kV/150 mAs），B组行CARE Dose 4D扫描，其余扫描参数同A组。比较2组的辐射剂量及图像的平均CT值、噪声、SNR、对比噪声比（CNR）、主观评分等。结果：2组辐射剂量［容积CT剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP）、有效剂量（ED）］采用配对样本t检验，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；与A组比较，B组有效剂量降低15.26%。2组图像的平均CT值、噪声、SNR、CNR及主观评分比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。结论：基于离体头颅标本牙齿CT扫描，运用CARE Dose 4D技术可降低扫描辐射剂量、保障图像质量，值得临床推广运用。

离体头颅标本；CARE Dose 4D技术；体层摄影术，X线计算机；辐射剂量

CT检查因对埋伏牙显示、种植牙评估、外伤后上下颌骨及牙槽骨折显示等准确性高而广泛运用于临床，尤其是在锥体束CT没有普及的基层医院［1］。但牙齿扫描离对射线较敏感的眼球、甲状腺等组织较近［2］，且埋伏牙患者多为儿童［3］，因此，牙齿CT扫描中如何降低辐射剂量值得关注。管电流自动调节（CARE Dose 4D）技术虽能降低CT辐射剂量，但受伦理学限制，现有研究均为不同个体间相同部位的研究报道，准确性受到质疑［4-5］。本研究通过同时对离体头颅标本牙齿行常规和CARE Dose 4D CT扫描，探讨CARE Dose 4D技术降低剂量、保障图像质量的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择经防腐固定成人离体头颅标本10具，由贵州医科大学解剖教研室提供。

1.2 仪器与方法采用Siemens双源CT扫描仪（Somatonm Definition，Forchheim，Germany）。对同一防腐固定成人离体头颅标本牙齿分别行2组方案扫描：A组采用100 kV/150 mAs扫描，螺距1.0，准直64×0.6 mm，球管旋转时间0.5 s，层距、层厚均为5 mm。骨窗（窗宽1 100 HU/窗位900 HU），软组织窗（窗宽100 HU/窗位45 HU）。B组开启CARE Dose 4D，其余条件与A组一致。仰卧轴位扫描。扫描范围：从下颌骨体部下缘到额窦顶部。图像后处理工作站为MMWP（syngo MMWP，version 2008A；Siemens Medical Solutions）。

1.3 辐射剂量CT扫描仪自动生成容积CT剂量指数（CTDIvo1）和剂量长度乘积（DLP）值反映整个扫描容积的平均剂量；DLP值评价受检者一次完整CT扫描总辐射剂量。有效剂量（effective dose，ED）根据公式ED=DLP×K计算，单位为mSv，K为换算因子，采用欧洲CT质量标准指南中头颅平均值0.021 mSv［6］。

1.4 图像质量分析

1.4.1 图像质量主观评分主观评价由3名高年资主治医师分别行双盲法评判打分，取其三者之平均分为最后评分。评分具体标准［7］：5分，解剖结构及细节显示清晰，图像质量佳；4分，解剖结构和细节显示较

清楚，图像质量较好；3分，大部分解剖结构及细节显示较清楚，但少数图像不能评价；2分，解剖结构及显示不清，细节显示不良；1分，解剖结构显示不清，图像质量差。

1.4.2 图像质量客观评价根据以下几方面进行评判：①平均CT值及噪声，选择鼻翼下肌肉、同层面皮下脂肪及背景空气为ROI，范围为0.5 cm2，测3次后，取其平均CT值；噪声为平均CT值的标准差（SD），机器自动生成。②SNR为平均CT值与其标准差的比值，即平均CT值/标准差。③对比噪声比（constrast-noise ratio，CNR），为2种组织信号强度相对差别的对比度，差别越大，则图像对比越好。CNR=（CT鼻翼下肌肉-CT皮下脂肪）/SD。

1.5 统计学分析采用SPSS 19.0统计软件，采用配对t检验比较不同参数下2组扫描方案的辐射剂量及图像噪声、SNR、CNR、主观评分。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.12 组扫描方案辐射剂量比较（表1）2组CTDIvol、DLP、ED比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。其中B组ED降低约15.26%。

表1 2组扫描方案辐射剂量比较（±s）

表1 2组扫描方案辐射剂量比较（±s）

注：CTDIvol，容积CT剂量指数；DIP，剂量长度乘积；ED，有效剂量。

组别CTDIvol（mGy）DLP（mGy×cm）ED（mSv）A组3.17±0.2175.73±6.481.59±0.08 B组2.72±0.2464.16±7.531.34±0.06 t值-2.98-3.07-2.19 P值0.010.020.02

2.22 组扫描方案CT值、噪声、SNR及CNR比较（表2）经配对样本t检验，2组的鼻翼下肌肉、皮下脂肪CT值及鼻翼下肌肉噪声SNR、CNR差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表2 2组扫描方案平均CT值、噪声、SNR及CNR比较±s）

表2 2组扫描方案平均CT值、噪声、SNR及CNR比较±s）

注：CNR，对比噪声比。

组别肌肉CT值（HU）皮下脂肪CT值（HU）肌肉噪声肌肉SNRCNR A组81.22±4.24-56.05±3.638.74±2.519.29±0.4915.71±0.90 B组81.41±4.71-55.63±3.318.80±2.769.25±0.5415.57±0.91 t值1.541.361.211.641.79 P值0.470.280.240.530.61

2.32 组扫描方案图像质量评分比较A组（软组织窗）图像质量评分（4.66±0.41）分、B组（4.62± 0.45）分；A组（骨窗）（4.70±0.36）分、B组（4.69± 0.39）分。2组扫描方案软组织窗、骨窗图像质量比较，差异均无统计学意义（t=1.28、1.33，均P＞0.05）。2种扫描方法均能得到质量良好的图像，且B组的重建图像评分均在4分以上，能达到诊断要求（图1）。

3 讨论

CARE Dose 4D是有效降低辐射剂量的扫描方式之一，原理主要是根据定位像自动确定受检者的体型，再根据预先设定的参考电流为图像质量标准，自动计算需管电流的基准值和变化曲线，达到保证图像资料达预设参考电流图像质量水平的同时，优化并降低扫描剂量［8-9］。但现有的研究受伦理学限制，均为不同个体间相同部位的类比报道，准确性受到质疑。本研究利用可重复扫描的离体头颅标本的牙齿分别行常规和CARE Dose 4D CT扫描，以探讨CARE Dose 4D技术降低剂量、保障图像质量的可行性。

牙齿CT扫描中，因牙齿与对射线敏感的眼球及甲状腺距离太近［10］，且牙齿正畸患者多为儿童［5］，因此，在保证图像满足诊断的前提下，降低牙齿CT检查中的医源性辐射剂量尤为重要。本研究显示，与常规牙齿扫描组资料比较，开启CARE Dose 4D扫描组辐射剂量ED降低约15.26%（t=-2.19，P＜0.05），与文献［11］报道一致。2组扫描方案主观评分的比较，开启CARE Dose 4D组与常规剂量组在骨窗、软组织窗上主观评分差异均无统计学意义（均P＞0.05）。2种扫描方案所有图像评分均在4分以上，图像质量评分研究结果与在不同个体间相同部位的研究［12-13］相同。对客观图像评价的比较，不同组织的CT值、相应区域的噪声、SNR及CNR差异均无统计学意义（均P＞0.05），说明2种检查方法客观评价具有一致性。理论上扫描剂量的降低，必然导致图像噪声的增加，但本研究显示2组差异无统计学意义，其原因主要为CARE Dose 4D技术根据预先设定参考电流扫描从而保证图像噪声与之一致。同时，本研究显示软组织的CT值高于文献报道活体软组织的CT值，原因多为离体标本经防腐剂固定后所致。

综上所述，CARE Dose 4D技术在牙齿CT扫描中，可降低辐射剂量并保证保障图像质量的准确性，与活体不同个体、其部位研究报道［11-12］一致，值得临床推广应用。本研究尚有一定不足：受标本限制，样本数量相对较少，且未对图像诊断效能进行比较，将在今后的研究中进一步完善。

图1 离体头颅标本，男，38岁，2种扫描方案显示同一层面软组织窗及骨窗的比较，图1a，1b为A组方案，图1c，1d为B组方案。评分分别为4.67、4.74、4.60、4.75分

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Experimental study on accuracy of radiation dose reduction with CARE Dose 4D technology

WANG Yuquan，LIU Changjie，ZENG Xianchun，XU Rui，PU Wei.Department of Radiology，Guizhou People’s Hospital，Guiyang，550002，China.

Objective：Based on in vitro specimen of tooth head CT scan，to investigate CARE Dose 4D technology reduces the accuracy of the radiation dose.Methods：10 fixed and preserved skull specimen teeth in vitro were performed A，B two program scan.Group A using conventional scanning（100 kVp/150 mAs），group B with open CARE Dose 4D scan，the other scan parameters were the same as group A.Compare the radiation dose，CT value，image noise，signal to noise ratio（SNR），contrast to noise ratio（CNR），and other subjective ratings of the two groups.Results:Using a paired sample t test，the difference of radiation dose of two groups was statistically significant（P＜0.05）.Compared with group A，the effective dose of group B decreased by 15.26%，but there were no significant differences in mean CT value，noise，SNR，CNR and subjective scores between the two groups（P＞0.05）.Conclusion：Based on in vitro specimen tooth head CT scan，using CARE Dose 4D scanning technology to reduce radiation dose to ensure the accuracy of image quality consistency between the different parts of the same individual research reports.

Isolated skull specimens；CARE Dose 4D；Tomography，X-ray computed；Radiation dose

2016-04-16）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.06.010

贵州省卫生计生委科学技术基金资助项目（gzwkJ2 014-1-056）。

曾宪春，E-mail：zengxianchun04@foxmail.com。