听骨链螺旋CT仿真内镜成像的最佳成像参数
作者：李龙 池晓宇 黄新才 马新兵 刘卫国
单位：武警广东总队医院放射科，广东 广州 510507
关键词：听小骨；体层摄影术，X线计算机；内镜；三维重建
中国医学影像技术000902[摘 要] 目的 探讨听骨链螺旋CT仿真内镜(CTVE)成像的最佳成像参数。方法 选择20例临床上除外耳部病变的病人进行薄层螺旋扫描，比较螺矩、重建算法和重建间隔对听骨链CTVE图像质量的影响。结果 随着Pitch值增大图像质量降低，边缘算法的图像质量最佳，重建间隔越小图像质量越好。结论 听骨链CTVE成像的最佳成像参数是：层厚1.0mm，Pitch 1.0或1.5，显示视野9.6cm，边缘算法重建，重建间隔0.1mm或0.2mm。
[中图分类号] R445.3；R322.9+22 [文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 1003-3289(2000)09-0710-03
Optimal Imaging Parameters of Helical CT Virtural Endoscopy in Auditory Ossicular Chain
LI Long, CHI Xiao-yu, HUANG Xin-cai, et al
(Department of Radiology,Guangdong Provincial Corps Hospital,Chinese People's Armed
Police Forces,Guangzhou 510507,China)
[Abstract] Objective To study optimal parameters of helical CT virtural endoscopy (CTVE) in auditory ossicular chain. Methods CTVE of auditory ossicular chain were performed in 20 subjects without disease of the ear with 1.0mm slice thickness.Differences in image quality were compared among pitch,algorithm,and reconstructed interval. Results Image quality of CTVE was improved with decrease of pitch.Image quality with edge resolution was better than that with standard resolution and bone resolution did.The smaller reconstructed interval was,the better image quality was. Conclusion Optimal imaging parameters of CTVE in auditory ossicular chain are as the follows:section thickness,1.0mm;pitch,1.0 or 1.5;FOV,9.6cm;algorithm,edge resolution;reconstructed interval,0.1mm or 0.2mm.
, http://www.100md.com
[Key words]Ear ossicles; Tomography,X-ray computed; Endoscopy; Three-dimensional reconstruction
我们对20例正常人40耳进行了听骨链的CTVE(CT virtual endoscopy)观察，比较了不同的成像参数对听骨链结构的显示能力，现报告如下。
1 材料与方法
选择20例健康志愿受检者，男17例，女3例，年龄16～58岁，均经临床仔细问诊及听力测试等检查排除了耳部疾患。扫描设备为美国GE HiSpeed FX/i型螺旋CT扫描机。病人取仰卧位，下颌稍内收，扫描基线为上眶耳线，扫描范围从外耳孔下缘至岩骨上缘，螺旋扫描技术参数：层厚1.0mm，电压120kV，电流150mA，扫描视野25cm，扫描矩阵512×512，分别使用螺距(pitch) 1.0、1.5和2.0各扫描一次。分别以下列三组参数进行图像重建，每例患者分别重建左、右耳：①pitch分别为1.0、1.5和2.0，重建间隔0.1mm，边缘算法重建，显示视野9.6cm，显示矩阵512×512，比较不同pitch对图像质量的影响；②pitch 1.0，重建间隔0.1mm，显示视野9.6cm，显示矩阵512×512，分别以标准算法、骨算法和边缘算法重建，比较不同重建算法的CTVE图像质量；③pitch 1.0，边缘算法重建，显示视野9.6cm，重建间隔分别为1.0mm、0.8mm、0.4mm、0.2mm和0.1mm，比较不同重建间隔的CTVE图像质量。
, 百拇医药
CTVE成像：应用CT机内仿真内镜软件(Navigater,GE)，选择平滑(smooth)成像模式进行VE成像。选择“白底黑影”(black in white)阈值方式，显示屏上以交互式(interactive)形式显示四幅图像，分别为CTVE重建图像、轴位、冠状位和矢状位图像。在后三个位置上移动导航光标，自外耳道进入中耳腔全方位观察听骨链的结构，适当调整视角以保证每次CTVE成像显示的听骨链大小和位置一致，并将合适的CTVE图像存入硬盘以备检索和比较。同一例患者由同一位放射科医师使用不同成像参数进行CTVE成像以保证图像的可比性。
图像质量评分：以下7种解剖结构显示清楚、完整连续、有层次感、有立体感者各计2分，显示但不清楚、不完整者计1分，不显示计0分，满分14分：锤骨头、锤骨柄、砧锤关节、砧骨体、砧骨短脚、砧骨长脚、镫骨。图像质量评分由两位医师盲法进行，取均值。
, 百拇医药
图1 层厚1.0mm，FOV9.6mm，边缘算法，重建间隔1.0mm A.pitch 1.0；B.pitch 1.5；C.pitch 2.0
图2 层厚1.0mm，pitch 1.0，FOV 9.6mm，重建间隔1.0mm A.标准算法；B.骨算法
2 结果
不同成像参数的听骨链图像质量评分见表1。随着pitch的增大图像质量下降，pitch 1.0或1.5的图像质量优于pitch 2.0(P<0.01)，但pitch 1.0和1.5的图像质量评分无明显差异(P>0.05)(图1A～C)。边缘算法的图像质量优于标准算法和骨算法(图2A～B，图3E)。重建间隔愈小，图像质量愈佳(图3A～E)，但间隔0.2mm和0.1mm的图像质量评分无明显差异(P>0.05)。
, 百拇医药
采用层厚1.0mm、pitch 1.0扫描并采用0.1mm间隔、边缘算法重建进行CTVE成像对显示听骨链结构最佳(图3E)。此时，锤骨、砧骨和砧锤关节的显示率均为100%，边缘光滑清晰；锤骨外侧突和前突的显示欠佳，只有1例患者2耳显示这两个结构(5%)；砧骨长脚与镫骨头构成砧镫关节，呈现“L”形，100%二者结构可区分，但关节间缝隙的显示率为30%；镫骨显示为与砧骨长脚和中耳腔壁相连的板状结构，镫骨前、后脚及其底板分辨困难。鼓膜不能显示。
图3 层厚1.0mm，pitch 1.0，FOV9.6mm，边缘算法
A.重建间隔1.0mm;B.重建间隔0.8mm;C.重建间隔0.4mm;D.重建间隔0.2mm；E.重建间隔0.1mm表1 不同成像参数听骨链CTVE的图像质量评分 组别
, 百拇医药
例数
图像质量评
分(
±s)
t检验
pitch
①1.0
40
13.9±1.5
①和②比较，t=1.085，P>0.05
②1.5
40
, 百拇医药 13.6±0.9
①和③比较，t=5.440，P<0.01
③2.0
40
12.3±1.1
②和③比较，t=5.785，P<0.01
重建算法
①标准算法
40
10.7±1.6
①和②比较，t=4.479，P<0.01
②骨算法
, 百拇医药
40
12.0±0.9
①和③比较，t=9.228，P<0.01
③边缘算法
40
13.9±1.5
②和③比较，t=6.869，P<0.01
重建间隔(mm)
①1.0
40
9.6±1.2
①和②比较，t=2.400，P<0.05
, 百拇医药
②0.8
40
10.3±1.4
②和③比较，t=5.856，P<0.01
③0.4
40
12.2±1.5
③和④比较，t=2.790，P<0.01
④0.2
40
13.2±1.7
④和⑤比较，t=1.952，P<0.05
, http://www.100md.com
⑤0.1
40
13.9±1.5
3 讨论
中耳的含气腔与骨壁具有鲜明的密度对比，适于使用CTVE技术显示中耳腔内表面的立体影像。使用CTVE评价听骨链的病变国内仅见王东等[1]的初步报道。为了更好地使用这项技术，有必要探讨其最佳成像参数以获取优质的图像。
为了清楚地显示听小骨等耳部细微结构，需采用薄层(≤1.5mm)扫描、小视野高分辨率重建已成为共识[2，3]。Hopper等[4]认为mA对薄层扫描时CTVE图像质量影响不大。因此我们采用层厚1.0mm、120kV、150mA轴位扫描和小视野(9.6mm)重建，比较不同pitch、重建算法和重建间隔对听骨链CTVE图像质量的影响。
, 百拇医药
螺旋CT扫描pitch越大，图像噪声越大，重建图像的纵轴分辨率越低。我们的研究结果表明CTVE图像质量评分随着pitch的增大而降低，但pitch 1.0和1.5时图像质量评分无明显差异，因此若要扩大扫描范围、缩短扫描时间、减少患者的X线照射量，使用pitch 1.5对图像质量影响不大。CT图像重建的数学演算方式影响CT对细小结构的分辨率。我们的研究中边缘算法的图像质量评分高于骨算法，骨算法又优于标准算法。密集重建有助于提高纵轴分辨率。我们分别使用重叠0%、20%、40%、80%和90%重建，随着重建间隔的变小图像质量评分明显增高，但重叠80%和90%重建的图像质量评分无明显差异，因此我们认为不必追求过多的密集重建，重叠80%(间隔0.2mm)重建既能保证图像质量又能缩短重建时间和CTVE成像时间。综上所述，听骨链CTVE的最佳成像参数是：层厚1.0mm，120kV，150mA，pitch1.0，重建间隔0.2mm，小视野(9.6cm)，边缘算法重建。若扫描范围大或拟缩短扫描时间、减少照射量使用pitch 1.5对图像质量影响不大。王东等[1]指出听骨链CTVE成像过程中，熟悉正常的解剖结构，选择适当的观察阈值及方位对图像的质量和诊断至关重要。
, 百拇医药
值得强调的是，听骨链CTVE成像对锤骨、砧骨、砧锤关节和砧镫关节显示较好，但对镫骨前，后脚和底板分辨困难，对听骨链的细微结构如锤骨外侧突和前突的显示欠佳。同时CTVE成像对中耳腔内软组织的显示效果远不如轴位和直接冠状位HRCT及其MPR。CTVE还受机器性能、工作站功能以及人员素质的影响。所以在临床工作中，听骨链CTVE成像必须结合轴位HRCT和MPR图像才能作出全面、准确的诊断[1]。
[作者简介]李龙(1970—)，男，云南省宾川人，医学硕士，主治医师，放射科副主任。研究方向：神经放射学和创伤影像诊断。
[参考文献]
[1] 王东，张挽时，熊明辉，等.听骨链的CT仿真内窥镜成像技术及其初步临床应用[C].中华医学会放射学分会第九届学术大会资料汇编，1999,141-142.
[2] 刘亚武，祁吉，李吉龙，等.正常耳部解剖的高分辨率CT研究[J].中华放射学杂志，1996，30：23-27.
[3] 黄勇，刘仪生.听骨链和迷路螺旋CT三维重建技术初步临床应用报告[J].中华放射学杂志，1998,32:678-680.
[4] Hopper KD,Iyriboz TA,Mahroaj RPM,et al.CT bronchoscopy:optimization of imaging parameters[J].Radiology,1998,209:872-877.
收稿日期：2000-06-17, 百拇医药
单位：武警广东总队医院放射科，广东 广州 510507
关键词：听小骨；体层摄影术，X线计算机；内镜；三维重建
中国医学影像技术000902[摘 要] 目的 探讨听骨链螺旋CT仿真内镜(CTVE)成像的最佳成像参数。方法 选择20例临床上除外耳部病变的病人进行薄层螺旋扫描，比较螺矩、重建算法和重建间隔对听骨链CTVE图像质量的影响。结果 随着Pitch值增大图像质量降低，边缘算法的图像质量最佳，重建间隔越小图像质量越好。结论 听骨链CTVE成像的最佳成像参数是：层厚1.0mm，Pitch 1.0或1.5，显示视野9.6cm，边缘算法重建，重建间隔0.1mm或0.2mm。
[中图分类号] R445.3；R322.9+22 [文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 1003-3289(2000)09-0710-03
Optimal Imaging Parameters of Helical CT Virtural Endoscopy in Auditory Ossicular Chain
LI Long, CHI Xiao-yu, HUANG Xin-cai, et al
(Department of Radiology,Guangdong Provincial Corps Hospital,Chinese People's Armed
Police Forces,Guangzhou 510507,China)
[Abstract] Objective To study optimal parameters of helical CT virtural endoscopy (CTVE) in auditory ossicular chain. Methods CTVE of auditory ossicular chain were performed in 20 subjects without disease of the ear with 1.0mm slice thickness.Differences in image quality were compared among pitch,algorithm,and reconstructed interval. Results Image quality of CTVE was improved with decrease of pitch.Image quality with edge resolution was better than that with standard resolution and bone resolution did.The smaller reconstructed interval was,the better image quality was. Conclusion Optimal imaging parameters of CTVE in auditory ossicular chain are as the follows:section thickness,1.0mm;pitch,1.0 or 1.5;FOV,9.6cm;algorithm,edge resolution;reconstructed interval,0.1mm or 0.2mm.
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[Key words]Ear ossicles; Tomography,X-ray computed; Endoscopy; Three-dimensional reconstruction
我们对20例正常人40耳进行了听骨链的CTVE(CT virtual endoscopy)观察，比较了不同的成像参数对听骨链结构的显示能力，现报告如下。
1 材料与方法
选择20例健康志愿受检者，男17例，女3例，年龄16～58岁，均经临床仔细问诊及听力测试等检查排除了耳部疾患。扫描设备为美国GE HiSpeed FX/i型螺旋CT扫描机。病人取仰卧位，下颌稍内收，扫描基线为上眶耳线，扫描范围从外耳孔下缘至岩骨上缘，螺旋扫描技术参数：层厚1.0mm，电压120kV，电流150mA，扫描视野25cm，扫描矩阵512×512，分别使用螺距(pitch) 1.0、1.5和2.0各扫描一次。分别以下列三组参数进行图像重建，每例患者分别重建左、右耳：①pitch分别为1.0、1.5和2.0，重建间隔0.1mm，边缘算法重建，显示视野9.6cm，显示矩阵512×512，比较不同pitch对图像质量的影响；②pitch 1.0，重建间隔0.1mm，显示视野9.6cm，显示矩阵512×512，分别以标准算法、骨算法和边缘算法重建，比较不同重建算法的CTVE图像质量；③pitch 1.0，边缘算法重建，显示视野9.6cm，重建间隔分别为1.0mm、0.8mm、0.4mm、0.2mm和0.1mm，比较不同重建间隔的CTVE图像质量。
, 百拇医药
CTVE成像：应用CT机内仿真内镜软件(Navigater,GE)，选择平滑(smooth)成像模式进行VE成像。选择“白底黑影”(black in white)阈值方式，显示屏上以交互式(interactive)形式显示四幅图像，分别为CTVE重建图像、轴位、冠状位和矢状位图像。在后三个位置上移动导航光标，自外耳道进入中耳腔全方位观察听骨链的结构，适当调整视角以保证每次CTVE成像显示的听骨链大小和位置一致，并将合适的CTVE图像存入硬盘以备检索和比较。同一例患者由同一位放射科医师使用不同成像参数进行CTVE成像以保证图像的可比性。
图像质量评分：以下7种解剖结构显示清楚、完整连续、有层次感、有立体感者各计2分，显示但不清楚、不完整者计1分，不显示计0分，满分14分：锤骨头、锤骨柄、砧锤关节、砧骨体、砧骨短脚、砧骨长脚、镫骨。图像质量评分由两位医师盲法进行，取均值。
, 百拇医药
图1 层厚1.0mm，FOV9.6mm，边缘算法，重建间隔1.0mm A.pitch 1.0；B.pitch 1.5；C.pitch 2.0
图2 层厚1.0mm，pitch 1.0，FOV 9.6mm，重建间隔1.0mm A.标准算法；B.骨算法
2 结果
不同成像参数的听骨链图像质量评分见表1。随着pitch的增大图像质量下降，pitch 1.0或1.5的图像质量优于pitch 2.0(P<0.01)，但pitch 1.0和1.5的图像质量评分无明显差异(P>0.05)(图1A～C)。边缘算法的图像质量优于标准算法和骨算法(图2A～B，图3E)。重建间隔愈小，图像质量愈佳(图3A～E)，但间隔0.2mm和0.1mm的图像质量评分无明显差异(P>0.05)。
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采用层厚1.0mm、pitch 1.0扫描并采用0.1mm间隔、边缘算法重建进行CTVE成像对显示听骨链结构最佳(图3E)。此时，锤骨、砧骨和砧锤关节的显示率均为100%，边缘光滑清晰；锤骨外侧突和前突的显示欠佳，只有1例患者2耳显示这两个结构(5%)；砧骨长脚与镫骨头构成砧镫关节，呈现“L”形，100%二者结构可区分，但关节间缝隙的显示率为30%；镫骨显示为与砧骨长脚和中耳腔壁相连的板状结构，镫骨前、后脚及其底板分辨困难。鼓膜不能显示。
图3 层厚1.0mm，pitch 1.0，FOV9.6mm，边缘算法
A.重建间隔1.0mm;B.重建间隔0.8mm;C.重建间隔0.4mm;D.重建间隔0.2mm；E.重建间隔0.1mm表1 不同成像参数听骨链CTVE的图像质量评分 组别
, 百拇医药
例数
图像质量评
分(
±s)t检验
pitch
①1.0
40
13.9±1.5
①和②比较，t=1.085，P>0.05
②1.5
40
, 百拇医药 13.6±0.9
①和③比较，t=5.440，P<0.01
③2.0
40
12.3±1.1
②和③比较，t=5.785，P<0.01
重建算法
①标准算法
40
10.7±1.6
①和②比较，t=4.479，P<0.01
②骨算法
, 百拇医药
40
12.0±0.9
①和③比较，t=9.228，P<0.01
③边缘算法
40
13.9±1.5
②和③比较，t=6.869，P<0.01
重建间隔(mm)
①1.0
40
9.6±1.2
①和②比较，t=2.400，P<0.05
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②0.8
40
10.3±1.4
②和③比较，t=5.856，P<0.01
③0.4
40
12.2±1.5
③和④比较，t=2.790，P<0.01
④0.2
40
13.2±1.7
④和⑤比较，t=1.952，P<0.05
, http://www.100md.com
⑤0.1
40
13.9±1.5
3 讨论
中耳的含气腔与骨壁具有鲜明的密度对比，适于使用CTVE技术显示中耳腔内表面的立体影像。使用CTVE评价听骨链的病变国内仅见王东等[1]的初步报道。为了更好地使用这项技术，有必要探讨其最佳成像参数以获取优质的图像。
为了清楚地显示听小骨等耳部细微结构，需采用薄层(≤1.5mm)扫描、小视野高分辨率重建已成为共识[2，3]。Hopper等[4]认为mA对薄层扫描时CTVE图像质量影响不大。因此我们采用层厚1.0mm、120kV、150mA轴位扫描和小视野(9.6mm)重建，比较不同pitch、重建算法和重建间隔对听骨链CTVE图像质量的影响。
, 百拇医药
螺旋CT扫描pitch越大，图像噪声越大，重建图像的纵轴分辨率越低。我们的研究结果表明CTVE图像质量评分随着pitch的增大而降低，但pitch 1.0和1.5时图像质量评分无明显差异，因此若要扩大扫描范围、缩短扫描时间、减少患者的X线照射量，使用pitch 1.5对图像质量影响不大。CT图像重建的数学演算方式影响CT对细小结构的分辨率。我们的研究中边缘算法的图像质量评分高于骨算法，骨算法又优于标准算法。密集重建有助于提高纵轴分辨率。我们分别使用重叠0%、20%、40%、80%和90%重建，随着重建间隔的变小图像质量评分明显增高，但重叠80%和90%重建的图像质量评分无明显差异，因此我们认为不必追求过多的密集重建，重叠80%(间隔0.2mm)重建既能保证图像质量又能缩短重建时间和CTVE成像时间。综上所述，听骨链CTVE的最佳成像参数是：层厚1.0mm，120kV，150mA，pitch1.0，重建间隔0.2mm，小视野(9.6cm)，边缘算法重建。若扫描范围大或拟缩短扫描时间、减少照射量使用pitch 1.5对图像质量影响不大。王东等[1]指出听骨链CTVE成像过程中，熟悉正常的解剖结构，选择适当的观察阈值及方位对图像的质量和诊断至关重要。
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值得强调的是，听骨链CTVE成像对锤骨、砧骨、砧锤关节和砧镫关节显示较好，但对镫骨前，后脚和底板分辨困难，对听骨链的细微结构如锤骨外侧突和前突的显示欠佳。同时CTVE成像对中耳腔内软组织的显示效果远不如轴位和直接冠状位HRCT及其MPR。CTVE还受机器性能、工作站功能以及人员素质的影响。所以在临床工作中，听骨链CTVE成像必须结合轴位HRCT和MPR图像才能作出全面、准确的诊断[1]。
[作者简介]李龙(1970—)，男，云南省宾川人，医学硕士，主治医师，放射科副主任。研究方向：神经放射学和创伤影像诊断。
[参考文献]
[1] 王东，张挽时，熊明辉，等.听骨链的CT仿真内窥镜成像技术及其初步临床应用[C].中华医学会放射学分会第九届学术大会资料汇编，1999,141-142.
[2] 刘亚武，祁吉，李吉龙，等.正常耳部解剖的高分辨率CT研究[J].中华放射学杂志，1996，30：23-27.
[3] 黄勇，刘仪生.听骨链和迷路螺旋CT三维重建技术初步临床应用报告[J].中华放射学杂志，1998,32:678-680.
[4] Hopper KD,Iyriboz TA,Mahroaj RPM,et al.CT bronchoscopy:optimization of imaging parameters[J].Radiology,1998,209:872-877.
收稿日期：2000-06-17, 百拇医药