CT低劑量掃描篩查肺腫瘤最佳掃描參數(shù)的研究

【作 者】張帥，陳衛(wèi)彬，王衛(wèi)東，楊杰

解放軍總醫(yī)院，北京，100853

肺癌的發(fā)病率高，死亡率高，具有相對(duì)確立的高危人群，早期缺乏癥狀而療效較好，一級(jí)預(yù)防效果并不理想,是一種適宜篩查的疾病[1]。早期通過胸片加痰涂片找癌細(xì)胞年度普查來篩查早期肺癌，已被證明不能降低肺癌的死亡率,其根本原因在于篩查的敏感性不夠[2]。隨著低劑量CT (LDCT)的逐步推廣[3]，這種敏感性高的方法再次鼓舞了人們的信心，早期肺癌的篩查開始重新成為研究的熱點(diǎn)。1996年后，有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)告開始明顯增多，但大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道，都集中于肺癌的檢出率以及早期肺癌所占比例等數(shù)據(jù)上,爭論的焦點(diǎn)也多集中于用LDCT篩查早期肺癌能否降低肺癌的死亡率[4]。而對(duì)于低劑量CT掃描的參數(shù)卻沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，肺癌的篩查也沒有公認(rèn)的程序，用低劑量CT篩查早期肺癌也存在廣泛爭議；醫(yī)學(xué)界對(duì)于CT掃描是否會(huì)增大患者的致癌幾率一直存在異議[5]。因此，采用最恰當(dāng)?shù)膾呙钘l件，最大限度的降低病人的受照劑量，降低病人的二次誘發(fā)腫瘤的幾率成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)[6]。筆者結(jié)合CT的檢測(cè)技術(shù)和實(shí)際掃描、隨機(jī)對(duì)照，通過實(shí)驗(yàn)確定了CT低劑量掃描的最佳參數(shù)，具有一定的臨床推廣意義。

1 材料與方法

1.1 材料 本研究選用美國GE公司生產(chǎn)的LightSpeed 16 CT作為實(shí)驗(yàn)用機(jī)，該設(shè)備性能穩(wěn)定，圖像質(zhì)量好，在臨床上廣泛使用，具有一定的代表性；性能體模選取美國體模實(shí)驗(yàn)室（AAPM）生產(chǎn)的Captain500作為標(biāo)準(zhǔn)體模。

肺是人體呼吸的重要器官，其內(nèi)部為富含空氣的空腔組織，其密度相差較大。肺CT的臨床診斷主要要求有高的細(xì)節(jié)顯示能力，即高的空間分辨率。由于本身組織密度相差較大，其密度分辨率無特殊要求。

1.2 方法 ① 在掃描床上正確放置Catphan 500體模的Catphan528和Catphan 515體模，使用140kV/20、30、40、50、200 mA和層厚分別為1.25 mm和10 mm掃描，獲取高對(duì)比度下分辨率圖像和低密度分辨率圖像，調(diào)節(jié)到最佳的窗寬窗位，記錄肉眼看到的高分和低分值，并與國家CT檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（高低比度分辨率≥5LP/cm，低對(duì)比度分辨率≤7.0 mm@0.5%）[7]的要求進(jìn)行比較，記錄下符合標(biāo)準(zhǔn)的最低掃描條件值。

② 選擇2009年8月－12月有咳嗽、咯痰、咯血等呼吸道癥狀且X線胸片發(fā)現(xiàn)病灶的志愿者60例， 分別采用標(biāo)準(zhǔn)條件和步驟①獲取的低劑量最佳條件進(jìn)行肺部常規(guī)掃描，采用熱釋光劑量計(jì)（TLD）放置人體敏感部位的體表對(duì)應(yīng)部位，測(cè)試病人的皮膚受照劑量，獲取圖像。

③ 對(duì)獲取的掃描圖像打印膠片，遮擋掃描條件，分別請(qǐng)兩名從事放射科影像工作10年以上的資深醫(yī)生對(duì)獲取的圖像進(jìn)行盲評(píng)，分辨圖像的細(xì)節(jié)，進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果

掃取性能體模，采用140 kV和分別為200 mA、50 mA、40 mA、30 mA和20mA進(jìn)行掃描，對(duì)獲取的圖像調(diào)節(jié)合適的窗寬窗位，記錄讀取的關(guān)鍵性能參數(shù)，經(jīng)過比較140 kV，30 mA為合適的低劑量掃描參數(shù)。獲取的圖象如圖1所示。左側(cè)兩個(gè)圖為140kV/200 mA掃描獲取的高對(duì)比度分辨率和低密度分辨率圖像，采取STND標(biāo)準(zhǔn)重建算法重建，獲取的高對(duì)比度分辨率為8l p/cm，低對(duì)比度分辨率為4 mm@0.5%；右側(cè)為采用140kV/30mA低劑量掃描獲取的圖像，其高對(duì)比度分辨率為7lp/cm，低對(duì)比度分辨率為7 mm@0.5%，均滿足國家CT檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（高對(duì)比度分分率≥5l p/cm，低密度分辨率≤7 mm@0.5%）?？紤]到肺為空腔組織，其實(shí)際密度要小于模體組織，故其實(shí)際掃描特性應(yīng)優(yōu)于模體組織。

圖1 140 kV，200 mA、20 mA掃取水模成像Fig.1 140kV、200 mA、20 mA Scan water phantom images

圖2 病人140kV/200mA/20mA，肺窗縱隔窗圖像Feg.2 Patient’s lung window and mediastinum window images under 140kV,200mA,20mA

對(duì)于60名志愿者分別進(jìn)行140kV/200mA和140kV/30mA掃描，部分結(jié)果如下圖2所示。圖2分別羅列同一病人肺窗和縱隔窗不同掃描條件圖像，左側(cè)為常規(guī)劑量獲取的肺窗和縱隔窗的圖像，右側(cè)為140kV/30mA低劑量掃描獲取的肺窗和縱隔窗圖像。從圖中可以看出兩種劑量掃描獲取的肺窗圖像在細(xì)節(jié)上沒有差異，而縱隔窗低劑量獲取的圖像顆較粗，感覺上略遜于常規(guī)劑量掃描的圖像。

掃描的圖像打片后遮蓋掃描條件，邀請(qǐng)兩位臨床一線工作的資深影像學(xué)醫(yī)師進(jìn)行盲評(píng)，閱片。

表1 評(píng)測(cè)結(jié)果Tab.1 evaluating outcome

對(duì)兩個(gè)醫(yī)師的可診斷和不能診斷的結(jié)果進(jìn)行合并后，評(píng)價(jià)其一致性，一致性良好。

對(duì)照組診斷原發(fā)性肺癌19例，轉(zhuǎn)移性肺癌12例，肺結(jié)核3例，肺炎14例，正常15例；實(shí)驗(yàn)組診斷原發(fā)性肺癌17例，轉(zhuǎn)移性肺癌11例，肺結(jié)核3例，肺炎15例，正常14 例。

3 討論

① 有效的降低了病人的吸收劑量[8]～[11]

目前由于CT引起的醫(yī)療X線照射已經(jīng)占到了整個(gè)醫(yī)療輻射的70%以上，也是引起醫(yī)療照射二次損傷的主要原因。通過降低掃描的參數(shù)，可以有效地降低病人受照劑量。本研究中使用常規(guī)條件140kV/200mA掃描的病人其劑量長度乘積（DLP）在200.88～347.13 mGy*cm之間，而使用140kV/30mA低劑量掃描DLP在32.26～50.74 mGy*cm之間，僅相當(dāng)于常規(guī)劑量水平的10%～ 20%，可以有效地降低病人由于X線照射引起的輻射不確定效應(yīng)，最大限度地保護(hù)了病人的人身安全。

② 降低設(shè)備損耗，延長球管的使用壽命

X線是由高速運(yùn)行的電子流撞擊陽極靶面后產(chǎn)生。CT 球管的壽命受曝光次數(shù)和每次曝光時(shí)毫安秒多少的制約。曝光次數(shù)多，CT球管陽極靶面受撞擊的次數(shù)多,球管的受損幾率大。掃描時(shí)使用的mAs高,高速運(yùn)行的電子流對(duì)靶的撞擊面積增大，球管受損幾率及損害程度相應(yīng)增加[12]。曝光時(shí)間和次數(shù)相同，高mAs掃描對(duì)CT 球管的損害無疑大于低mAs掃描。螺旋CT機(jī)球管常處于高速旋轉(zhuǎn)且掃描時(shí)持續(xù)曝光的狀態(tài)，一般都具有熱容量限制。如果CT 掃描時(shí)mAs過高，可致CT球管的過熱幾率增加，損耗加大，從而加速球管的老化，進(jìn)而降低圖像質(zhì)量。本組資料顯示相同肺部掃描長度(220mm)，低劑量(30mA)螺旋CT掃描的總mAs為550mAs，常規(guī)劑量(200mA)掃描為3521mAs，前者僅為后者的15.6 %。由于低劑量掃描總mAs減少，掃描時(shí)CT球管發(fā)生過熱的幾率相應(yīng)減小,利于延長其壽命,從而降低檢查成本。

③ 圖像的亮度

采用低劑量掃描后，因?yàn)閄射線的量是與曝光的mA成正比的，mA降低，導(dǎo)致從球管的出射X線量顯著降低，從而使圖像在同等窗寬窗位下亮度降低，讀片的醫(yī)師在一開始會(huì)不適應(yīng)，習(xí)慣后無問題。

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