ISSN 1004-4140
CN 11-3017/P

基于器官剂量调制技术在男性盆腔CT扫描中的探究

尹炜, 何泉宇, 尹红霞, 秦翔宇, 吴柯薇, 钟朝辉

尹炜, 何泉宇, 尹红霞, 等. 基于器官剂量调制技术在男性盆腔CT扫描中的探究[J]. CT理论与应用研究(中英文), xxxx, x(x): 1-8. DOI: 10.15953/j.ctta.2024.307.
引用本文: 尹炜, 何泉宇, 尹红霞, 等. 基于器官剂量调制技术在男性盆腔CT扫描中的探究[J]. CT理论与应用研究(中英文), xxxx, x(x): 1-8. DOI: 10.15953/j.ctta.2024.307.
Yin W, He Q Y, Yin H X, et al. Exploration of Organ Dose Modulation in Male Pelvic CT Scanning[J]. CT Theory and Applications, xxxx, x(x): 1-8. DOI: 10.15953/j.ctta.2024.307. (in Chinese).
Citation: Yin W, He Q Y, Yin H X, et al. Exploration of Organ Dose Modulation in Male Pelvic CT Scanning[J]. CT Theory and Applications, xxxx, x(x): 1-8. DOI: 10.15953/j.ctta.2024.307. (in Chinese).

基于器官剂量调制技术在男性盆腔CT扫描中的探究

基金项目: 国家重点研发计划(多模态医学图像分析方法和医学图像判读(2020YFA0712203))。
详细信息
    作者简介:

    尹炜,男,医学硕士,放射科主管技师,青年讲师,研究方向为医学影像技术,E-mail:yinwei1234@126.com

    通讯作者:

    钟朝辉✉,男,放射科副主任技师,研究方向为医学影像技术,E-mail: laijinyuxuan12@sina.com

Exploration of Organ Dose Modulation in Male Pelvic CT Scanning

  • 摘要:

    目的:基于器官剂量调制(ODM)技术应用于男性盆腔电子计算机断层(CT)扫描中的探究。在不影响临床诊断的前提下,降低男性盆腔内组织器官所受有效辐射剂量,为将来应用此技术于男性盆腔疾病的流行病学大规模CT筛查,减少人群的辐射损伤提供理论基础。方法:运用随机对照临床试验,连续采集拟行盆腔CT扫描的成年男性受试者150例。本研究中,将受试者按随机表法分为AODM组、BATCM组和CLOW组。AODM组CT扫描开启自动管电流调制(ATCM)技术基础上,同时开启ODM技术;BATCM组仅开启ATCM技术,其余扫描条件一致;CLOW组关闭ATCM技术,设置为固定管电流,其余条件一致。通过在受试者盆腔四方位,前、左、后、右安置DLVA-A CT伏安特性测试仪,测定并记录人体四方位管电流峰值。根据扫描后CT自动生成的辐射剂量表数据,计算出受试者所受有效剂量(ED)。依据AAPM220号报告计算SSDEprostate,估算出前列腺所受有效辐射剂量。选取盆腔内前列腺中心层面,在前列腺区域和臀大肌区域选取感兴趣区(ROI),比较客观噪声(SD)、信噪比(SNR)。在盆腔软组织窗下对重建所得横轴位和冠状位图像,进行李克特5分制主观评分。结果:客观测定数据显示,AODM组前方管电流显著低于BATCM组,具有显著统计学意义;其余方向无统计学差异。三组前列腺区域图像的SD、SNR水平之间两两比较,具有统计学意义;臀大肌区域的SD、SNR水平之间比较,AODM组和BATCM组无统计学意义。三组受试者经CT剂量指数(CTDIvol)估算出的单器官所受有效辐射剂量(EDOS)和整体有效辐射剂量(ED)差异均具有统计学意义。AODM组比较于BATCM组,管电流降低,有效剂量降低。主观评估结果显示,AODM组和BATCM组的横轴位和冠状位图像无统计学差异(P > 0.05);CLOW组和AODM组、CLOW组和BATCM组的横轴位和冠状位图像均具有统计学意义。结论:与传统CT扫描方式相比较,器官剂量调制技术应用于男性盆腔电子计算机断层扫描中,在获得符合临床标准的医学影像前提下,可降低盆腔内辐射敏感器官的辐射强度,减少单器官和总体辐射有效剂量。

    Abstract:

    Objective: Organ dose modulation (ODM) was used in male pelvic electronic computed tomography (CT) scans. To avoid affecting clinical diagnosis, the effective radiation dose of pelvic tissues and organs in men should be reduced to provide a theoretical basis for the future application of this technology in the epidemiological large-scale CT screening of male pelvic diseases and reduce radiation damage in the population. Methods: 150 adult male subjects with planned pelvic CT scans were selected in a randomized controlled clinical trial. In this study, the subjects were divided into AODM, BATCM, and CLOW groups according to the randomization table method. In the ODM group, the ODM utilized automatic tube current modulation (ATCM); only ATCM and the other scanning conditions were consistent; in the CLOW group, the ATCM was set to fixed tube current, and the other conditions were consistent. The peak human square tubular current was measured and recorded by placing the DLVA-ACT voltammetric characteristic tester in the anterior, left, posterior, and right sides. The effective dose (ED) was calculated from the radiation dose table data automatically generated after the CT scan. The effective radiation dose of the prostate was estimated by calculating SSDEprostate from the AAPM220 report. At the central level of the pelvic prostate, the region of interest (ROI) was selected in the prostate and gluteus muscle regions to compare standard deviation (SD) and signal-to-noise ratio (SNR). The reconstructed transaxial and coronal images were scored under the pelvic soft tissue window. Results: The objective data showed that the anterior tube current was significantly lower than that in the BATCM group; no statistical difference was observed in the other directions. Pairwise comparisons between the SD and SNR levels in the three prostate regions were statistically significant; the SD and SNR levels in the gluteus maximus region were not significant between the AODM and BATCM groups. The difference in the signal organ effective dose (EDOS) and overall effective radiation dose (ED) between the volumetric CT dose Index (CTDIvol). Compared with the BATCM group, the tube current and ED in the AODM group decreased. Conclusion: Compared with traditional CT scanning, ODM is used in male pelvic electronic CT, which can reduce the radiation intensity of radiation-sensitive organs in the pelvic cavity and ED of single organs to obtain medical images that satisfy clinical standards.

  • 盆腔CT扫描因其简单快捷的特性,广泛应用于泌尿系统疾病的诊断和评测,如:膀胱结石、前列腺增生、前列腺钙化等泌尿系狭窄等疾病,以及诊断外伤所致骨盆损伤或者盆腔内部的脏器损伤者。自动管电流调制(automatic tube current modulation,ATCM)技术因能有效降低辐射剂量,而被广泛应用于CT扫描中。但是ATCM技术并不能进一步针对性的降低人体局部器官所受辐射剂量。因此,在ATCM技术的基础之上,通过管电流瞬时调节,降低辐射敏感器官辐射剂量的器官剂量调制(Organ Dose Modulation,ODM)技术便应运而生[1-2]。相比于男性盆腔中其他器官,前列腺和性腺器官对X线辐射尤为敏感[3]

    有报道指出,大剂量辐射可对男性前列腺和性腺可产生不可逆损伤,影响前列腺的正常功能,极大的危害男性健康[4]。在以往的研究中,将ODM技术应用于头部以及女性乳腺等部位的研究较多,较少有将此技术针对性地应用于男性盆腔CT扫描中的研究[5-6]。ZHANG BIAO等在成人模体上应用此技术,得出行胸腹盆CT联扫时,建议同时在胸部和盆腔区域使用ODM 技术,可在保持较好图像质量情况下,降低相应器官的有效辐射剂量的结论[7]

    有研究表明,在盆腔CT扫描中,体型特异性剂量评估值 ( size-specific dose estimation,SSDE) 与器官剂量有极强的相关性[8]。本研究通过计算SSDE得出更加精确的单器官有效辐射剂量,方便临床更加直观的研究及了解单器官在一次扫描中所受辐射剂量。

    此次研究的目的是,在男性盆腔CT扫描的过程中,应用ODM技术降低盆腔内辐射敏感组织的辐射剂量,并获得符合临床诊断标准的医学影像的可行性和有效性。

    采用前瞻性病例对照研究设计,收集首都医科大学附属北京友谊医院2023年6月至2024年10月拟行盆腔CT扫描的成年男性患者150例。排除标准:①神经肌肉功能障碍,无法自主控制身体者;②盆腔扫描范围内有金属植入物的患者;③BMI > 30 kg/m2或BMI < 18 kg/m2;④行胃肠准备有腹痛、呕吐、肛门不适等不良反应患者。年龄20~50岁(平均年龄33.52±5.26岁),体重60~90 kg(平均体重75.07±4.88 kg)。采用随机表法将患者分为AODM、BATCM、CLOW三组,设置AODM组(n=50)CT扫描开启ATCM技术基础上,同时开启ODM技术;BATCM组(n=50)仅开启ATCM技术;CLOW组(n=50)关闭ATCM技术,设置为固定管电流,其余条件参数三组均一致。本试验研究经伦理委员会审批,所有受试者均知晓检查内容并在知情同意书签字。记录身高、体重,计算出体质指数(BMI),体质指数(BMI)=体重(kg)/身高(m)^2。比较三组患者年龄、身高、体重、BMI值,均无统计学差异(P > 0.05)(表1)。

    表  1  三组受试者的一般资料比较 ($ \bar x \pm s $
    Table  1.  Comparison of the general data of the three groups ($ \bar x \pm s $
    一般资料 AODM BATCM CLOW F P
    年龄(岁)    33.70±5.02 33.62±3.82 33.24±6.64 0.108 0.898
    身高(cm)    170.00±4.03 169.48±3.68 170.14±3.99 0.396 0.693
    体重(kg)    75.54±4.96 74.24±5.18 75.42±4.48 1.083 0.341
    体重指数(kg/m2 26.13±1.24 25.82±1.21 26.05±0.98 0.933 0.396
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    (1)仪器和药品:采用配置有ODM技术的GE RevolutionTM高时间分辨率超宽体探测器CT(GE公司,美国);GE Advantage WorkstationTM 4.7后处理系统(GE公司,美国);DLVA-A CT伏安特性测试仪(武汉大唐龙昇电器公司,中国);PACS系统(Picture Archiving and Communication Systems)(岱嘉公司,中国);SPSS19.0软件(IBM公司,美国);GraphPad Prism 5软件(GraphPad Software公司,美国)。

    (2)扫描参数:取仰卧位,两臂上举,平静状态下屏气扫描,范围包括整个盆腔。AODM、BATCM组管电压强度为120 kV,噪声指数设置为(noise index,NI)16,螺距为0.984:1,X线球管旋转时间为0.6 s/rot,准直宽度设置为40 mm;AODM组开启ATCM技术基础上,同时开启ODM技术;BATCM组仅开启ATCM技术;CLOW组管电流设置为额定300 mA,其余扫描条件同AODM、BATCM组一致。轴位和冠状位采用标准算法重建,重建层厚、层间距2.5 mm,盆腔软组织窗(窗宽400 HU,窗位40 HU)观察。

    客观评价:选取50 mm2圆形ROI进行测量。在前列腺中心层面连续测量3次同位置前列腺外周带区域和臀大肌区域的客观噪声值(standard deviation,SD),取平均值作为该受试者前列腺组织SD前列腺和臀大肌SD臀大肌;同时记录三次两位置的CT值,取平均值作为前列腺组织的CT值和臀大肌的CT值。计算两组织的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),

    $$ \mathrm{SNR=CT值/SD}^{ \mathrm{[} \mathrm{9} \mathrm{]}} \mathrm{。} $$ (1)

    主观评价:由两名资深CT影像诊断医师采用盲法对三组受试者前列腺中心层面横轴位图像和重建后冠状位图像,在软组织窗(窗宽400 HU,窗位40 HU)下进行李克特5分制主观评分。即1分(不佳):图像模糊,伪影大,无法诊断;2分(欠佳):图像模糊,伪影较大,诊断困难;3分(一般):图像较清晰,有伪影,尚可诊断;4分(良好):图像清晰,有轻度伪影,不影响诊断;5分(优秀):图像清晰,无伪影,可准确诊断。二者意见不一致时,需再次阅片并协商,最终达成一致[10]

    通过在受试者盆腔四方位,前、左、后、右安置DLVA-A CT伏安特性测试仪,测定并记录人体前列腺中心层面四方位管电流峰值。根据扫描后自动生成的剂量报告,记录剂量长度乘积(Dose Length Product,DLP),容积CT剂量指数(Volume CT Dose Index,CTDIvol)。

    通过DLP计算盆腔所受有效辐射剂量(Effective Dose,ED),计算公式

    $$ \mathrm{ED}_{ \mathrm{pelvis}} \mathrm{=DLP\times k。} $$ (2)

    其中,k是权重因子,采用欧洲CT质量标准指南,k取0.019 mSv/mGy·cm,分别计算三组受试者EDpelvis[11]

    依据AAPM220号报告[12]中公式

    $$ {\text{SSDE}} = {\text{a}} \times {\text{ex}}{{\text{p}}^{{\text{( - b}} \times {{\text{d}}_{\text{w}}}{\text{)}}}} \times {\text{CTD}}{{\text{I}}_{{\text{vol}}}} 。 $$ (3)

    运算得出体型特异性剂量评估值(size-specific dose estimation,SSDE)。式中a=3.704369,b=−0.03671937,dw为器官中心层的水等效直径(water-equivalent diameter,dw)。将记录的CTDIvol代入公式得出SSDE。根据SSDEprostate可进一步估算出前列腺所受有效辐射剂量(Signal Organ Effective Dose,EDOS),EDOS=0.92×SSDEprostate[13]

    运用SPSS 19.0对数据进行统计学分析,并使用GraphPad Prism 5软件进行数据图形化处理。符合正态分布数据且方差齐性,两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素ANOVA检验,两组间比较采用LSD。非正态分布数据采用非参数检验,运用非参中的Mann-Whitney U秩和检验对三组重建图像的评分进行组间比较。数据P < 0.05为差异具有统计学意义。

    统计学比较AODM组、BATCM组、CLOW组的前列腺组织,得出三组的SD前列腺、SD臀大肌、SNR前列腺、SNR臀大肌均具有统计学意义(P < 0.05);比较AODM组和BATCM组的臀大肌SD臀大肌和SNR臀大肌,无统计学差异(P > 0.05)(图1表2)。

    图  1  CT盆腔扫描各相关图像质量客观参数的统计学比较
    注:ns(not significant)无统计学差异;* P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001。
    Figure  1.  Statistical comparison of the objective parameters of relevant image quality in CT pelvic scans
    表  2  图像客观质量SD前列腺、SD臀大肌、SNR前列腺、SNR臀大肌比较$ \bar x \pm s $
    Table  2.  Image objective quality comparison of SD prostate, SD gluteus, SNR prostate, and SNR gluteus$ \bar x \pm s $
    观察指标SD前列腺SD臀大肌SNR前列腺SNR臀大肌
    AODM23.09±2.0718.86±2.331.25±0.162.11±0.22
    BATCM17.40±1.8919.24±1.811.80±0.232.10±0.23
    CLOW20.39±2.0223.24±2.791.54±0.171.48±0.17
    F101.97953.420106.538155.574
    P0.0000.0000.0000.000
    P A-B0.0000.4120.0000.798
    P B-C0.0000.0000.0000.000
    P A-C0.0000.0000.0000.000
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    经测定CLOW组扫描过程中DLVA-A CT伏安特性测试仪显示数值与额定Tube mA基本相符,总体差异小于±1%。CLOW组的ED值为8.17±0.86 mSv,EDOS值为1.33±0.31 mSv。

    对AODM组和BATCM组两组间的辐射剂量进行比较,AODM组前列腺中心层面区域的前方管电流(mA)明显低于BATCM组前方,差异具有统计学意义);其余三个方位的管电流无统计学差异(P > 0.05); EDOS和ED组间差异具有统计学意义(图2表3)。

    图  2  AODM组和BATCM组受试者不同方位管电流数值的统计学比较
    注:ns(not significant)无统计学差异;* P < 0.05;** P < 0.01;*** P < 0.001。
    Figure  2.  Statistical comparison of current values of different bearing tubes in AODM and BATCM groups
    表  3  盆腔CT扫描前列腺中心层面不同方位管电流及辐射剂量指标比较 ($ \bar x \pm s $
    Table  3.  Comparison of Tube mA and radiation dose in different azimuth tubes at central level of pelvic CT scan ($ \bar x \pm s $
    观察指标 管电流(mA) EDOS
    (mSv)
    ED
    (mSv)
    A L P R
    AODM组(n=50) 230.34±28.55 325.50±38.36 302.68±36.10 325.80±38.01 0.99±0.18 10.76±1.54
    BATCM组(n=50) 299.84±32.54 321.24±36.00 299.84±32.54 321.24±36.00 1.26±0.24 11.89±1.61
    CLOW组(n=50) 300.16±1.81 300.16±1.81 300.16±1.81 300.16±1.81 1.33±0.31 8.17±0.86
    F 129.251 9.966 0.153 10.227 25.651 95.969
    P 0.000 0.000 0.858 0.000 0.000 0.000
    P A-B 0.000 0.485 0.614 0.452 0.000 0.001
    P B-C 0.949 0.001 0.955 0.001 0.291 0.000
    P A-C 0.000 0.000 0.654 0.000 0.000 0.000
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    通过折线图发现CLOW组图像质量情况与AODM组、BATCM组比较存在显著差异。(图3)主观比较AODM组、BATCM组的软组织窗横轴位和冠状位重建图像,差异无统计学意义,均符合临床诊断标准(图4表4)。

    图  3  AODM组、BATCM组、CLOW组 重建图像整体图像等级对比
    Figure  3.  Image grade comparison of reconstructed images in AODM, BATCM, and CLOW groups
    图  4  AODM组、BATCM组、CLOW组不同重建方式下的图像
    注:窗宽400 HU,窗位40 HU。
    Figure  4.  Images under different reconstruction methods in the AODM, BATCM, and CLOW groups
    表  4  横轴位AODM组、BATCM组、CLOW组图像质量评分(%)
    Table  4.  Image quality scores for Axis position AODM, BATCM, and CLOW (%)
    分组 评分
    5分(%) 4分(%) 3分(%) 2分(%) 1分(%)
    AODM 16(32%) 25(50%) 6(12%) 2(4%) 1(2%)
    BATCM 17(34%) 26(52%) 5(10%) 2(4%) 0(0%)
    CLOW 5(10%) 14(28%) 18(36%) 9(18%) 4(8%)
    x2 34.658
    P 0.000
    P A-B 0.666
    P B-C 0.000
    P A-C 0.000
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    表  5  冠状位AODM组、BATCM组、CLOW组图像质量评分(%)
    Table  5.  Image quality scores for Coronal position AODM, BATCM, and CLOW (%)
    分组 评分
    5分(%) 4分(%) 3分(%) 2分(%) 1分(%)
    AODM 16(32%) 25(50%) 4(8%) 2(4%) 3(6%)
    BATCM 17(34%) 23(46%) 5(10%) 3(6%) 2(4%)
    CLOW 5(10%) 14(28%) 18(36%) 9(18%) 4(8%)
    x2 30.688
    P 0.000
    P A-B 0.949
    P B-C 0.000
    P A-C 0.000
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    盆腔CT扫描是诊断男性膀胱疾病和前列腺疾病的重要检查手段。扫描过程中,由于男性盆腔前侧骨质和肌肉组织较少,前列腺及性腺组织受到照射强度较大,因此增加了对前列腺和性腺组织的刺激,导致男性患前列腺癌风险增加,性腺产生畸形精子率升高。

    传统降低敏感器官辐射的方法是:降低扫描中的Tube mA和Tube KV。但是,降低Tube mA会直接影响图像的SNR,导致清晰度降低;降低Tube KV会导致射线的穿透力下降,导致探测器获取信息量下降,同样会影响扫描图像质量。因此,自动管电流调制技术应运而生。ATCM技术是依据扫描的定位像,根据每层人体的厚度和密度情况,自动配置管电流,从而减少不必要的辐射剂量[14]。但是,ATCM技术并无法针对浅表层特定组织进行降低辐射剂量的保护。ODM技术是基于ATCM技术,在扫描中通过对管电流的瞬时切换调节,针对性的降低浅表层特定组织的辐射剂量,从而进一步保护人体健康。

    不同于以往的研究仅通过自动生成报告了解受试者所受辐射剂量,本研究通过在受试者体表前、左、后、右方位安置DLVA-A CT伏安特性测试仪,更加直观精确的测量扫描过程中人体不同方位Tube mA的变化。而且本实验设置了额定低Tube mA组,经测定CLOW组扫描过程中DLVA-A CT伏安特性测试仪显示数值与额定Tube mA基本相符,总体差异小于±1%,也反向印证了DLVA-A CT伏安特性测试仪的精度可信。

    本研究还通过计算SSDEprostate,估算出前列腺所受有效辐射剂量,对更加直观具体的了解ODM技术对器官腺体的保护作用十分有帮助。我们可以直观的观察到,AODM组相较于BATCM组总体有效剂量下降了10.5%,前列腺所受有效辐射剂量下降了21.2%,由此推断相较于单纯应用ATCM技术,应用ODM技术后盆腔CT扫描有效辐射剂量得到显著降低,且前列腺及周边组织(精囊腺、膀胱等)下降幅度更多,更好的保护了人体健康。

    根据伏安特性测试仪记录的数据显示,BATCM组A位、P位管电流相等均为299.84±32.54 mA,AODM组各方位管电流均不相同。其中A位电流最小为230.34±28.55 mA,L位管电流为325.50±38.36 mA大小与R位管电流325.80±38.01 mA相近但仍不相等。根据以往文献在体模实验中得到有效剂量和管电流强度呈正相关[15],在此次研究中盆腔内前列腺中心层面区域A位管电流,AODM组比BATCM组降低29.2%,具有显著统计学意义(P < 0.05),附加ODM技术降低了前列腺中心层面区域的受照辐射剂量。而AODM组和BATCM组比较L位、P位、R位管电流差异无统计学意义(P > 0.05),说明L位、P位、R位AODM组与BATCM组所受辐射强度相近,可以推断附加ODM技术扫描过程中辐射强度并没有在其他方向上大幅度提升[16]图5)。

    图  5  前列腺中心层面运用ODM技术管电流强度各区域拟合示意图
    Figure  5.  Schematic of each area of tube current intensity using ODM at the prostate center level

    通过统计学数据比较AODM组和BATCM组的整体EDprostate、ED具有统计学意义,且AODM组ED比较BATCM组降低10.5%,说明ODM技术具有显著的降低辐射剂量的效果。

    图像客观质量方面,AODM组由于附加ODM技术,位于人体正面的辐射敏感器官的SD明显高于BATCM组,SNR明显低于BATCM组,差异具有统计学意义;而AODM组位于远离辐射敏感器官的SD和SNR与BATCM组比较差异无统计学意义。AODM组和BATCM组经多模态重建后图像主观评分拟合度很高,满足诊断要求的一般、良好、优秀图像占比极高(AODM组:94%;BATCM组96%),非参数秩和检验后差异无统计学意义,可推断在客观图像质量方面附加ODM技术在降低辐射剂量的同时会对图像的局部质量产生一定的影响,但是这个影响并不会对临床诊断产生任何干扰。相较于AODM组和BATCM组,CLOW组由于设置额定Tube mA相对较低,直接影响图像的SNR,导致清晰度不佳,满足诊断要求的一般、良好、优秀图像占比较低(CLOW组:74%),不适用于临床。

    目前ODM技术在头部和胸部扫描中的作用十分突出。原媛等[17]研究发现,将ODM技术应用于头颈部CTA检查,开启ODM技术组眼晶状体前方管电流明显低于未开启ODM技术组[(370.6±52.5)mA vs.(479.0±56.7)mA,P < 0.05 ],可以有效降低眼晶状体的照射强度,且图像质量满足临床诊断要求。Inoue Y[18]等通过对体膜和800例受试者的研究发现,开启ODM技术可以在保证图像质量的前提下,有效降低乳腺组织所受有效辐射剂量。本研究将其扩展到男性盆腔扫描中,通过比较客观图像质量、辐射剂量、主观图像评分,结果表明,在保证图像质量的前提下,附加ODM技术确实降低了患者所受辐射剂量。目前该技术在男性盆腔CT扫描中的应用还相对较少,相信随着CT扫描技术的发展,该技术将进一步得到提升,不仅能得到相对较好的图像质量和信噪比,而且进一步降低辐射剂量,保证男性的健康。

    器官剂量调制技术应用于男性盆腔电子计算机断层扫描中,通过管电流的瞬时切换,降低体表浅层辐射敏感器官的辐射管电流值,从而使局部辐射有效剂量得到降低。与自动管电流调制技术相比,辐射敏感器官受照有效剂量更低,且保证了临床诊断所需的图像质量;与低剂量盆腔CT扫描相比,图像质量更优,具有一定的优势。同时ODM技术充分的体现了辐射防护三原则中的最优化原则,在正当的前提下,使辐射敏感器官所受有效剂量更低,将剂量和风险将至合理可行最低,更好的保护了患者的健康,建议在临床扫描中进行全面推广。

  • 图  1   CT盆腔扫描各相关图像质量客观参数的统计学比较

    注:ns(not significant)无统计学差异;* P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001。

    Figure  1.   Statistical comparison of the objective parameters of relevant image quality in CT pelvic scans

    图  2   AODM组和BATCM组受试者不同方位管电流数值的统计学比较

    注:ns(not significant)无统计学差异;* P < 0.05;** P < 0.01;*** P < 0.001。

    Figure  2.   Statistical comparison of current values of different bearing tubes in AODM and BATCM groups

    图  3   AODM组、BATCM组、CLOW组 重建图像整体图像等级对比

    Figure  3.   Image grade comparison of reconstructed images in AODM, BATCM, and CLOW groups

    图  4   AODM组、BATCM组、CLOW组不同重建方式下的图像

    注:窗宽400 HU,窗位40 HU。

    Figure  4.   Images under different reconstruction methods in the AODM, BATCM, and CLOW groups

    图  5   前列腺中心层面运用ODM技术管电流强度各区域拟合示意图

    Figure  5.   Schematic of each area of tube current intensity using ODM at the prostate center level

    表  1   三组受试者的一般资料比较 ($ \bar x \pm s $

    Table  1   Comparison of the general data of the three groups ($ \bar x \pm s $

    一般资料 AODM BATCM CLOW F P
    年龄(岁)    33.70±5.02 33.62±3.82 33.24±6.64 0.108 0.898
    身高(cm)    170.00±4.03 169.48±3.68 170.14±3.99 0.396 0.693
    体重(kg)    75.54±4.96 74.24±5.18 75.42±4.48 1.083 0.341
    体重指数(kg/m2 26.13±1.24 25.82±1.21 26.05±0.98 0.933 0.396
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    表  2   图像客观质量SD前列腺、SD臀大肌、SNR前列腺、SNR臀大肌比较$ \bar x \pm s $

    Table  2   Image objective quality comparison of SD prostate, SD gluteus, SNR prostate, and SNR gluteus$ \bar x \pm s $

    观察指标SD前列腺SD臀大肌SNR前列腺SNR臀大肌
    AODM23.09±2.0718.86±2.331.25±0.162.11±0.22
    BATCM17.40±1.8919.24±1.811.80±0.232.10±0.23
    CLOW20.39±2.0223.24±2.791.54±0.171.48±0.17
    F101.97953.420106.538155.574
    P0.0000.0000.0000.000
    P A-B0.0000.4120.0000.798
    P B-C0.0000.0000.0000.000
    P A-C0.0000.0000.0000.000
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    表  3   盆腔CT扫描前列腺中心层面不同方位管电流及辐射剂量指标比较 ($ \bar x \pm s $

    Table  3   Comparison of Tube mA and radiation dose in different azimuth tubes at central level of pelvic CT scan ($ \bar x \pm s $

    观察指标 管电流(mA) EDOS
    (mSv)
    ED
    (mSv)
    A L P R
    AODM组(n=50) 230.34±28.55 325.50±38.36 302.68±36.10 325.80±38.01 0.99±0.18 10.76±1.54
    BATCM组(n=50) 299.84±32.54 321.24±36.00 299.84±32.54 321.24±36.00 1.26±0.24 11.89±1.61
    CLOW组(n=50) 300.16±1.81 300.16±1.81 300.16±1.81 300.16±1.81 1.33±0.31 8.17±0.86
    F 129.251 9.966 0.153 10.227 25.651 95.969
    P 0.000 0.000 0.858 0.000 0.000 0.000
    P A-B 0.000 0.485 0.614 0.452 0.000 0.001
    P B-C 0.949 0.001 0.955 0.001 0.291 0.000
    P A-C 0.000 0.000 0.654 0.000 0.000 0.000
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    表  4   横轴位AODM组、BATCM组、CLOW组图像质量评分(%)

    Table  4   Image quality scores for Axis position AODM, BATCM, and CLOW (%)

    分组 评分
    5分(%) 4分(%) 3分(%) 2分(%) 1分(%)
    AODM 16(32%) 25(50%) 6(12%) 2(4%) 1(2%)
    BATCM 17(34%) 26(52%) 5(10%) 2(4%) 0(0%)
    CLOW 5(10%) 14(28%) 18(36%) 9(18%) 4(8%)
    x2 34.658
    P 0.000
    P A-B 0.666
    P B-C 0.000
    P A-C 0.000
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    表  5   冠状位AODM组、BATCM组、CLOW组图像质量评分(%)

    Table  5   Image quality scores for Coronal position AODM, BATCM, and CLOW (%)

    分组 评分
    5分(%) 4分(%) 3分(%) 2分(%) 1分(%)
    AODM 16(32%) 25(50%) 4(8%) 2(4%) 3(6%)
    BATCM 17(34%) 23(46%) 5(10%) 3(6%) 2(4%)
    CLOW 5(10%) 14(28%) 18(36%) 9(18%) 4(8%)
    x2 30.688
    P 0.000
    P A-B 0.949
    P B-C 0.000
    P A-C 0.000
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图(5)  /  表(5)
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-12-14
  • 修回日期:  2025-01-19
  • 录用日期:  2025-01-23
  • 网络出版日期:  2025-03-05

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