颞骨64排CT低剂量扫描及不同重建函数对图像质量的影响

关丽明，李祥胜，李松柏，徐克

（1.中国医科大学附属第一医院放射科，沈阳 110001；2.大连瓦房店市中心医院放射科，辽宁 大连 116300）

颞骨64排CT低剂量扫描及不同重建函数对图像质量的影响

关丽明1，李祥胜2，李松柏1，徐克1

（1.中国医科大学附属第一医院放射科，沈阳 110001；2.大连瓦房店市中心医院放射科，辽宁 大连 116300）

目的旨在评价不同重建函数的低剂量64排CT的颞骨图像质量。方法 选取临床怀疑颞骨病变而来放射科行64排CT检查的患者63例并随机分为2组：重建函数为FC30组和FC81组，均以30mA管电流进行扫描，其他扫描条件固定。双盲法测量各组重建图像的噪声、评价图像质量及各解剖结构的显示情况并进行统计学分析。结果 随着管电流量的降低，各组图像噪声均增加，同一重建函数的轴位图像噪声大于冠状位图像噪声，FC30图像噪声低于FC81噪声，各组内以及组间差异具有统计学意义（P<0.05），而各组间图像评价和各解剖结构评分却无统计学差异（P>0.05）。结论颞骨采用64排CT低剂量扫描后图像噪声增加，且重建函数和重建方向对图像噪声影响较大，但是图像质量和各解剖结构的显示能够满足诊断要求。

颞骨；多层；体层摄影术，X线计算机；低剂量；重建函数

螺旋CT扫描具有简单快捷、无影像重叠等优点，已经取代普通摄影检查在颞骨的应用，但是常规CT扫描对眼晶状体的辐射损伤也越来越引起医患以及相关专家的重视［1～3］。在保证准确诊断的CT图像质量的前提下优化扫描参数使患者所受的照射剂量最低是近年来的重要研究方向［3，4］。国内外关于64排CT颞骨低剂量扫描方面的研究还比较少［1～7］，重建函数对图像质量的直接影响方面更缺乏量化的研究。本研究拟初步评价不同重建函数的低剂量CT图像质量及其临床意义。

1 材料与方法

1.1 研究对象及分组

收集2007年12月～2008年5月在我院行中耳CT扫描的患者63例，男29例，女34例，年龄15～70岁，平均37.5岁。所有患者根据CT扫描图像重建参数不同分为2组：重建函数FC30组（35例）和重建函数FC81组（28例）。

1.2 方法

1.2.1 检查方法：采用东芝公司Aquilion 64多排螺旋CT扫描仪。全部病例扫描参数如下：120kV，30mA，转速为 0.5s，螺距为 41，准直为 0.5mm×64，采用s校正场，扫描范围为乳突尖至鼓室盖以上2cm，扫描基线平行于硬腭平面；重建参数：层厚1mm，间隔1mm，其中28例扫描图像均采用FC30（骨算法）进行重建，32例采用FC81（高分辨算法）进行重建，所有图像均采用QDS+进行滤过处理，并均进行冠状面和水平轴位面重建。窗技术：骨窗，采用700/4000HU。

1.2.2 图像分析：（1）由放射科医生分别在冠状位和水平横轴位图像上进行噪声测量：水平横轴位图像取内听道和锤砧关节同时显示层面，把感兴趣区（regional of interest，ROI）置于距离颞骨和枕骨各约12mm的区域，ROI直径约6～8mm；冠状位在内听道与垂直半规管弓状隆起同时显示的层面，把ROI置于距离鼓室盖与颞骨鳞部各约10mm的区域，ROI直径约6～8mm；均记录其CT值的标准差值，以此作为噪声；（2）由2位耳鼻喉科专家双盲评价图像质量：冠轴位均以鼓室骨壁为评价对象，分为优异（骨壁连续完整、锐利、无伪影，计为2分）、中等（骨壁连续、不锐利有伪影、但可以分辨，计为1分）和差（骨壁出现错层、中断，骨壁严重伪影，计为0分），其中图像质量为中等以上可用于诊断，如果成像质量介于两个标准之间，以低标准列入统计；（3）由两位副高职放射诊断医师采用双盲法独立阅片，观察、分析各组图像并进行评分。评分根据显示程度分为：清晰显示，2分；显示，但不清晰，1分；未显示，0分。评价内容（结合观察原始图像）：卵圆窗、圆窗、耳蜗底圈、蜗轴、锤骨、砧骨、镫骨、水平半规管、锥隆起、面神经管。左右两侧分别记分，每一侧最高分为20，最低分为0，取其平均分。如有病变或骨质破坏的请与手术所见，记录与手术所见的符合与否，即符合或不符合。最后计算符合率。

1.3 统计学分析

所有数据采用SPSS 11.5统计分析软件进行统计分析，图像噪声、CT剂量参数及非肿瘤病例各组颞骨岩部各结构评分采用独立样本的t检验，各组颞骨岩部图像质量评价间比较采用秩和检验，P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组病例临床与影像诊断结果的符合性

FC30组15例未见异常，4例肿瘤病例经手术治疗或耳镜检查证实，16例炎症性病变，为影像诊断；FC81组10例未见异常，4例肿瘤病例经手术治疗或耳镜检查证实，14例炎症性病变，为影像诊断。

2.2 各组CT扫描相关剂量参数

各组剂量参数值及统计结果见表1，组间比较总扫描时间、总扫描层数、T mAs和辐射剂量长度均无统计学差异（P>0.05）。

表1各组颞骨64排C T扫描剂量参数（±s）T a b.1D o s e p a r a me t e r s o f 64-d e t e c t o r C To f t h e p e t r o u s b o n e（±s）Group T mAs（mA·s） T time（s） T DLP（mGy·cm） T slice（n）FC30 262.56±75.72 6.97±1.52 47.16±11.86 4.97±1.03FC81 284.81±52.02 7.27±1.08 49.53±11.96 4.86±0.85

2.3 图像噪声

各组横轴位重建图像和冠状位重建图像见图1，噪声测量结果见表2。t检验结果表明：无论横轴位重建图像还是冠状位重建图像，重建函数FC30图像噪声明显低于FC81；同一重建函数，横轴位重建图像噪声明显大于冠状位重建图像噪声；各组间及组内噪声比较结果见表2。

表2各组颞骨重建图像噪声（±s）T a b.2 R e c o n s t r u c t e d-i ma g en o i s e so f64-d e t e c t o rC To ft h e p e t r o u s b o n e（±s）Group Noise（axis） Noise（coronary）FC30 153.71±26.11 117.01±19.432）FC81 209.64±42.911） 159.26±36.911），2）1）P ＜ 0.05vs FC30group；2）P ＜ 0.05vs the same group Noise（axis）.

2.4 图像质量评价

耳鼻喉科专家对各组图像质量均认定为中等，无1例病例评分为差或优，图像质量无明显差别。各组病例相应图像结构评分结果：各组阴性病例和炎症病例图像结构评分结果见表3，以镫骨、锥隆起显示较其他结构欠清晰，阴性病例和炎症病例重建函数为FC30的图像结构平均评分略高于重建函数FC81图像评价结果，但结果表明其差异无统计学意义（P>0.05）。共计8例肿瘤病例影像所见颞骨各骨性结构的破坏与手术所见一致，符合率为100%。

表3各组非肿瘤病例颞骨各解剖结构图像质量评分（±s）T a b.3S c o r e so f a n a t o mi c a l l a n d ma r k so f t h ep e t r o u sb o n ei n l o w-d o s e 64-d e t e c t o r C Ti ma g e s o f t h e n o n-t u mo r c a s e s Group Scores（normal） Scores（inflammatory）FC30 16.27±2.89 14.56±2.83FC81 14.40±3.17 13.50±2.85

3 讨论

多层螺旋CT被认为是显示颞骨尤其是耳部解剖结构的最佳成像方式。眼晶体对射线非常敏感，过量照射容易导致白内障等疾患。研究表明：在头颈部CT扫描中，颞骨扫描给予的眼晶体辐射剂量最大［1，2］。因此在满足诊断目的的CT图像质量基础上尽量降低眼晶状体辐射剂量是颞骨岩部低剂量CT 研究的方向［3，4］。Lutz等［5］认为一定范围内低剂量的64排CT图像质量能够满足颞骨岩部解剖标志的识别。本组研究结果表明：当管电流量减少为15mAs时，FC30和FC81两组间CT机提供的4个剂量参数无统计学差异，各解剖结构评分以及图像质量评价也无统计学差异，对各解剖结构的显示能够满足诊断要求，临床与影像诊断的符合性也比较好，但FC30（骨函数）重建图像的噪声明显小于FC81（高分辨骨函数），同一重建函数的轴位重建图像的噪声明显大于冠状位图像噪声。

颞骨岩部含有气腔、软组织、微细骨结构等，各解剖结构之间密度差别很大，临床诊断主要是追求图像的空间分辨率，而对密度分辨率的要求相对降低。管电流量与辐射剂量之间呈线性关系，降低管电流量能明显减少CT辐射剂量，但增加图像的噪声［7，8］，降低密度分辨率，对空间分辨率的影响相对较小，因此优化CT扫描参数、降低管电流量就是最常选用的颞骨低剂量研究方法［4］。结合文献［1～6］及临床工作，本组研究选用的优化参数120kV，30mA，转速为0.5s，螺距为41，准直为0.5mm×64，采用s校正场，扫描范围为乳突尖至鼓室盖以上2cm，因此相对于临床常规扫描而言，影响辐射剂量的参数主要是管电流量。本组研究选用的管电流量（15mAs）与临床常规采用的管电流量（110mAs）相比有着明显的减少，患者眼晶体所接受的辐射剂量明显降低。FC30和FC81两组之间影响剂量因素包括重建函数和患者个体差异。CT提供的剂量参数主要有总扫描时间（T time）、总扫描层数（T slice）、总毫安量（TmAs）和辐射剂量长度（TDLP）等，FC30和FC81两组之间前述4个参数的差别不具有统计学意义，除去患者个体差异，说明重建函数对辐射剂量的影响很小［8］。

CT重建函数是利用矩阵的卷积功能将图像数据进行数字滤波，使图像产生变化。选择不同的重建函数就是改变滤波器的截止频率，选择骨函数（FC30）是提高截止频率，高频率数据（骨组织及其病变信息）能够通过，这样图像的空间分辨率提高［8］，图像噪声增加，而密度分辨率却降低；如果选用高分辨函数（FC81）则使图像更为锐利，噪声也更大幅度的增加。本研究无论轴位还是冠状位重建图像，FC30的图像噪声均低于FC81的图像噪声，就是一个很好的证明。CT图像质量受CT的分辨率、噪声、伪影及窗口显示技术等多种因素影响［8］。选用高分辨函数（FC81）的CT图像空间分辨率比骨函数（FC30）增加，其噪声也明显增加。因此，为了更好的观察中内耳微小结构，需要采用更大的窗宽、更高的窗位来适当的降低图像噪声，使图像的密度分辨率有所增加。

噪声是指在均匀物质影像中，给定区域CT值相对其平均值的变异［9］，常用感兴趣区内物质CT值的标准差来表示，其单位为HU。噪声是CT图像质量的重要影响因素，直接影响CT图像密度分辨率，噪声减小则图像密度分辨率增大。本研究相同扫描条件下的冠状位重建图像的噪声明显高于轴位重建图像，其原因可能在于二者选取的测定位置不同：轴位图像选取后颅窝，岩骨、嵴、枕内粗隆等引起的线条状或放射状伪影的干扰使得图像噪声增加，而冠状位的噪声感兴趣区选在中颅窝，没有上述伪影的影响，噪声明显减低。因此相同扫描条件下不同体位的重建图像噪声是不同的，与Niu等［3］研究结果一致，而冠状位重建图像因其噪声相对较低而成为比较理想的低剂量CT图像层面选择。

总之，对于64层螺旋CT颞骨岩部扫描而言，适当降低管电流、选择合适的重建函数和窗宽窗位技术，尽管图像噪声有所增加，但可以满足各解剖结构的观察，又不影响诊断，却明显降低了患者所受的辐射剂量，因而具有重要临床应用意义。

［1］Tan JS，Tan KL，Lee JC，et al.Comparison of eye lens dose on neuroimaging protocols between 16-and 64-section multidetector CT：achieving the lowest possible dose［J］.AJNR，2009，30（2）：373-377.

［2］Neufang KFR，Zanella FE，Ewen K.Radiation doses to the eye lenses in computed tomography of the orbit and the petrous bone［J］.Eur J Radiol，1987，7（3）：203-205.

［3］Niu Y，Wang Z，Liu Y，et al.Radiation dose to the lens using different temporal bone CT scanning protocols ［J］.AJNR，2010，31（2）：226-229.

［4］Kalra MK，Maher MM，Toth TL，et al.Strategies for CT radiation dose optimization［J］.Radiology，2004，230（3）：619-628.

［5］Lutz J，J覿ger V，Hempel MJ，et al.Delineation of temporal bone anatomy：feasibility of low-dose 64-row CT in regard to image quality［J］.Eur Radiol，2007，17（10）：2638-2645.

［6］严超贵，彭谦，范淼，等.应用64排螺旋CT低剂量技术检查儿童颞骨结构的探讨［J］.影像诊断与介入放射学，2008，17（6）：245-247.

［7］亓恒涛，秦维昌，王巍，等.64层螺旋CT颞骨低剂量扫描的初步研究［J］.中华放射学杂志，2007，41（2）：117-120.

［8］Christoph S，Chen XY.Dose optimization in pediatric CT：current technology and future innovations［J］.Pediatr Radiol，2002，32（10）：729-734.

［9］刘景鑫，梅海山.螺旋CT图像噪声影响因素的实验分析［J］.中华放射学杂志，2000，34（1）：9-11.

（编辑武玉欣，英文编辑王又冬）

Effects of Different Function Convolution on Image Quality in Low-dose 64-Detector Computed Tomography of Petrous Bone

GUAN Li-ming1，LI Xiang-sheng2，LI Song-bai1，XU Ke1
（1.Department of Radiology，The First Hospital，China Medical University，Shenyang 110001，China；2.Department of Radiology，The Central Hospital of Wafangdian，Dalian 116300，China）

ObjectiveTo evaluate the image quality of the petrous bone using low-dose scans of 64-detector computer tomography with different function convolution（FC）.MethodsTotally 63cases of the petrous bone examined by Toshiba Aquilion 64-detector CT were collected and divided into 2groups（FC30and FC81）randomly.Other scan parameters were fixed.The image noises and quality as well as the visualization of anatomical landmarks of the petrous bone were evaluated by two advanced radiologists with double-blind method.ResultsFollowing the reduction of the tube current，the image noise increased in both groups.There were significant statistical differences of image noise not only between the axial images and coronal images of the same FC but also the images of different FC （P<0.05）.Moreover，there were no statistical difference in the scores of image and anatomical landmarks between the two groups （P>0.05）.ConclusionThe use of low-current protocol resulted in a significant increase in the image noise in petrous bone CT，which was also affected by FC，with the satisfied diagnosticResults.

petrous bone；multislice；tomography；X-ray computer；low dose；function convolution

R764；R816.96

A

0258-4646（2011）02-0149-04

doiCNKI：21-1227/R.20110212.0953.013

辽宁省科学技术计划项目（2008225009-18）

关丽明（1971-），女，副教授，博士.E-mail：guanlm@sohu.com

2010-11-29