多层螺旋CT扫描方式准直与重建层厚对噪声的影响_莫景雄

多层螺旋CT扫描方式
准直与重建层厚对噪声的影响
广西壮族自治区贺州市人民医院（542800）莫景雄韦蔚孙捷
【摘要】目的探讨多层螺旋CT不同的扫描方式、准直宽度、重建层厚对图像噪声（质量）影响。

方法使用Philips Brilliance16层螺旋CT机与随机体模，用轴扫和螺旋扫描2种方式，固定管电流（200mAs）与管电压（120 kV）等其他扫描参数，分别以不同准直对头模部分扫描，不同层厚重建，测量CT值噪声（SD）并统计学处理与客观评价。

结果①螺旋扫描与轴扫图像SD的差异有统计学意义（P<0.05），螺旋扫描噪声高；②不同准直扫描，图像SD差异无统计意义（P>0.05）；③不同层厚，图像SD值随层厚增大而减低，统计学分析，6mm与4.5、9mm，12mm与9、18 mm图像SD值差异无统计意义（P>0.05），0.75、1.5、3、4.5mm间差异均有统计学意义（P<0.01）。

结论使用轴扫，图像噪声低，可以一定程度提高图像质量；扫描时应采用较大准直宽度扫描，增大单位时间覆盖面积以降低辐射剂量；根据诊断任务，选取适当重建层厚的观察图像，5mm是常规观察图像合理层厚。

【关键词】体层摄影扫描仪，X线计算机；噪声；辐射剂量；准直；层厚
Influence on the noise of different scanning mode，collimation and reconstruction in multi-slice CT MO Jing-xiong，WEI Wei，SUN Jie.Hezhou People′s Hospital，Guangxi542800，China
【Abstract】Objective To explore the image noise（quality）of different scanning，collimation widths and recons-truction slice thickness in Multi-slice CT.Methods Using the Philips Brilliance16slice CT machine and the random phantom，there were2way of axial scan and helical scan.Then scaning respectively different reconstruction slice thickness in the alignment head scan mode，fixed the scanning parameters（200mAs，120kV）.The CT value（SD）was measured，analyzed statistically and evaluated.Results Helical scanning noise was significantly higher than axial scan noise（P<0.05）.The image SD of different collimation scanning had no difference（P>0.05）.The image SD value reduced with the thickmess increasing.There was no difference（4.5mm，9mm contrast6mm；9mm，18mm contrast12mm）（P>0.05）.There was signifficant difference among0.75mm，1.5mm，3mm，4.5mm（P<0.01）.Conclusion Use axis sweep，low noise images can improve image quanlity to a certain extent；Scan collimation width should be used for a larger scan，increasing the coverage area per unit time to reduce the radiation dose；According to the diagnostic task，it should be selected of the appropriate thickness of the observed image reconstruction，5mm thickness is normal and reasonable observation image.
【Key words】Tomography scanners，X-ray computed；Noise；Radiation dosage；Collimation；Thickness
CT是一种高辐射剂量的检查手段[1]，低剂量检查成为关注的焦点。

不同机型[2，3]性能是不一样的。

通过体模测试了解机器的性能是常用简单的方法。

本研究通过体模测试，了解不同扫描方式、不同准直宽度、不同重建层厚对图像噪声（质量）影响，保证质量同时，为合理降低扫描的辐射剂量提供依据。

1资料与方法
1.1实验仪器：采用使用Philips Brilliance16层螺旋CT机，对CT机配置美国医学物理学家学会（AAPM）体模头模部分进行扫描，该头模部份呈直径200mm圆柱体，PVC外壳厚8 mm，内充以水及若干测试模块。

1.2扫描方法：对头模固定扫描范围（固定起始扫描位置）、120kV、200mA、每转扫描时间1s、视野（FOV）220mm，分别以16mm×1.5mm、4mm×1.5mm、4mm×3mm、8mm×3mm、4mm×0.75mm、16mm×0.75mm、4mm×4.5mm的准直，进行轴扫和螺旋扫描，轴扫间距同准直，螺旋扫描螺距根据不同准直选择，不同层厚均以standard重建、EB滤过，重建中心X、Y轴点固定。

1.3评价方法：选取头部体模背景（水）CT值的噪声（SD）作为图像噪声指标，取相同或相似层面工作站进行测量。

感兴趣区（ROI）呈圆形，面积为1006mm2，位于图像罩壳下10mm 区，分选上下、左右与中心共5个点，并复制到相应图像，保证ROI位置、面积一致。

选取螺旋扫描与轴扫重建层厚一致图像、不同准直相同层厚的图像、不同的重建层厚图像对SD值分别分析。

1.4统计学处理：应用SPSS13.0软件，采用单因素多因变量方差分析，分析图像SD值，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果
2.1轴扫与螺旋扫描图像SD值：轴扫与螺扫层厚一致的2组进行测量SD值，见第466页表1。

统计学分析P<0.05，SD 值差异有统计学意义。

螺旋扫描噪声较轴扫高。

2.2相同层厚不同准直图像SD值：见第466页表2。

统计学分析P>0.05，差异无统计学意义；不同准直图像SD值无差异或差异较小。

2.3不同重建层厚图像SD 值：
见表3。

图像SD 值随层厚增大而减低。

统计学分析：6mm 与4.5、9mm ，12mm 与9、18mm 的SD 值P 均>0.05，差异无统计学意义；0.75、1.5、3、
4.5mm 间SD 值P <0.01，差异具有统计学意义，薄层重建SD 差异有统计学意义。

表1轴扫与螺旋SD 值对比
扫描方式准直螺距
层厚SD 值
（mm ×mm ）（mm ）上下左右中心中位数轴扫16.00×1.50 3.0 5.1 5.5 5.6 5.0 6.0 5.44螺扫16.00×1.50 1.068 3.0 6.1 6.0 6.0 5.9 6.3 6.06轴扫16.00×0.75 1.57.57.77.67.38.47.70螺扫
16.00×0.75
0.680 1.5
8.4
8.4
8.3
8.2
8.6
8.38
表2不同准直SD 值对比
扫描方式准直层厚（mm ）SD 值
（mm ×mm ）上下左右中心中位数轴扫16.00×1.503 5.1 5.5 5.6 5.0 6.0 5.44轴扫 4.00×1.503 5.5 5.9 5.7 5.5 6.1 5.74轴扫
16.00×0.70
3
5.5
5.5
5.6
5.3
6.2
5.62
轴扫 4.00×3.003 5.3 5.4 5.4 5.4 6.2 5.54轴扫8.00×3.003 5.2 5.3 5.4 5.5 6.0 5.48轴扫 4.00×0.753 5.5 5.3 5.4 5.5 6.5 5.64表3不同层厚SD 值对比
扫描方式准直层厚（mm ）SD 值
（mm ×mm ）上下左右中心中位数轴扫16.00×0.750.7510.010.010.69.811.310.34轴扫16.00×0.75 1.57.507.77.67.38.47.70轴扫
4.00×4.50
18.0
2.20
2.3
2.3
2.3
2.4
2.30
轴扫16.00×0.75 3.0 5.50 5.5 5.6 5.3 6.2 5.62轴扫 4.00×4.50 4.5 4.50 4.4 4.5 4.6 5.1 4.62轴扫 4.00×1.50 6.0 3.80 3.9 3.8 3.7 4.2 3.88轴扫 4.00×4.509.0 3.20 3.1 3.2 3.1 3.6 3.24轴扫8.00×3.0012.0 2.70 2.9 2.7 2.8 3.3 2.883讨
论3.1噪声影响：噪声是影响CT 中低密度分辨率（LCR ）最直接、最密切相关的因素，噪声的增大或减小，必然同时引起CT 中LCR 的减小或增大，所以可以借助噪声来分析CT 机LCR 的影响因素。

用噪声来衡量LCR ，则只用简单的测量工具就能得到结果，人为的误差小。

3.2临床应用价值：CT 图像质量和X 线辐射剂量直接相关联，辐射剂量大小主要影响LCR 。

降低辐射剂量必然会影响到图像质量。

借助噪声来分析CT 机LCR 的影响因素，分析不同扫描方式、不同准直、采取不同的层厚重建对噪声影响并合理应用，既保证一定的图像质量与观察效果，又合理降低辐射剂
量。

使用轴扫，
噪声较螺旋扫描低，对于一些可以制动的部位，产生伪影较多的部位，应适当采用，如颅脑、后颅窝扫描。

使用轴扫，会影响后处理重建，所以
通过轴扫方式保持图像质量应按实际情况处理。

准直宽度对图像质量的影响非常小，在实践中，应采用最大准直宽度扫描；尤其对后处理要求较高的薄层重建，应充分利用锥形X 线，采用宽最大准直，增加单位时间扫描覆盖范围，达到降低辐射剂量。

层厚越薄，噪声越明显，尤其在较小层厚及次层厚时。

改变层厚则改变了探测器的有效截面，从而影响了探测器所收集的X 线光子数量，即改变了层面内剂量指数值，使图像噪声改变，并引起图像高、低分辨力的改变。

要满足给定的噪声水平，在小层厚时需要更高的辐射剂量。

研究显示图像噪声降低1倍，X 线球管电流需增加2~3倍[4]。

在多层螺旋CT （MDCT ）上，多
·病例报告·子宫肌壁间脂肪瘤一例
四川省成都市新都区人民医院（610500）古伟
患者女，59岁。

因下腹部胀1年余，来院就诊。

B超提示：子宫肌瘤。

入院行手术切除。

大体：送检全切子宫，7.8cm×5.6 cm×3.8cm，切面灰白、淡黄，肌壁间见一淡黄色分叶状不整形肿块组织：4cm×3.5cm×3cm，肿块整个切面为淡黄色，质软实体，肿块与肌壁间组织边界清楚，无粘连，包膜完整，极易与肌壁剥离。

内膜光滑，宫颈未见特殊。

镜检：肿瘤组织完全由成熟的脂肪细胞组成，细胞体积大小不一致，不显眼的小细胞核被压在细胞膜边缘，肿瘤细胞排列紧密，其间掺杂少许散在泡沫细胞，肿瘤细胞由纤细的纤维组织分隔为大小不等的小叶结构，毛细血管的数量及分布不均匀，脂肪染色阳性。

内膜萎缩，宫颈有少许炎细胞浸润。

病理诊断：子宫肌壁间脂肪瘤，老年性宫内膜，慢性宫颈炎。

讨论：脂肪瘤好发于30~50岁成年人，发病率无性别差异。

正常情况下，发生于有脂肪组织的任何部位；多发生于体表浅层，深部发生少见，偶亦可发生于脏器内。

子宫肌壁间脂肪瘤罕见。

本例病变年龄偏大，大体观察及镜下特征均符合良性脂肪瘤病理改变，脂肪染色阳性，支持脂肪瘤诊断，故诊断成立。

研究表明位于深部的脂肪瘤与周围组织无明显边界，欠包膜。

而本例肿瘤边界清楚、包膜完整，极易与肌壁剥离，与体表浅层脂肪瘤一致。

其肿瘤成分可能来源于肌层未分化间叶成分的脂肪瘤样化生。

（收稿日期：2012-02-20）
层扫描剂量分布是由一系列单层扫描剂量分布的重叠和累加而成的[5]，由于MDCT层厚更薄，得到相同质量的图像需要更多的X线辐射剂量[6]。

显然，为降低薄层重建的噪声，提高图像质量，而提高辐射剂量，用薄层图像来常规观察诊断是不可取的。

层厚更薄，Z轴空间分辨高，各向同性更好或各种后处理重建图像更好，但更高的噪声，低对比分辨率明显降低，在实际任务中应有一定的取舍。

考虑诊断任务需求，应选取一定重建层厚的观察图像，良好结合低密度分辨率与Z轴空间分辨率。

根据噪声的分析认为，5mm是常规观察图像合理重建层厚。

在需要时，辅以薄层图像与多平面重建进行观察。

参考文献[1]Valentin J.Managing patient does in multi-detector computed
tomography.Ann ICRP，2007，37（1）：1-79.
[2]葛丽娟，赵兰才，侯长松，等.螺旋CT机辐射剂量的评价.中
华放射医学与防护杂志，2003，23（2）：108-109.
[3]李婧，张莹.多层螺旋CT低剂量与图像质量相关性的研究.
医疗设备，2009，22（5）：11-14.
[4]Hsieh J.Nonstationary noise characteristics of the helical scan and
its impact on image quanlity and artifacts.Med Phys，1997，24（9）：137-142.
[5]Mullins ME，Lev MH，Bove P，et parison of image
quality between conventional and low-dose nonenhanced head CT.
AJNR，2004，25（2）：533-538.
[6]Stovis TL.The ALARA concept in pediatric CT：myth or reality.
Radiology，2002，37（4）：5-6.
（收稿日期：2012-02-15）。