低劑量CT肺部掃描臨床研究

胡芳 王芬芬 尹伯文 彭繪 李濤

[摘 要] 目的：通過對受檢者肺部行不同劑量CT掃描，以評價(jià)低劑量CT掃描對肺部成像質(zhì)量的影響。方法：應(yīng)用GE LightSpeed 16層螺旋CT對受檢者行肺部掃描，隨機(jī)分為四個實(shí)驗(yàn)組，管電流分別為90 mA、120 mA、150 mA、180 mA，其他參數(shù)相同。記錄并比較其信噪比（SNR）、圖像主觀質(zhì)量評分、CT容積劑量指數(shù)（CTD）和輻射有效劑量（ED）。結(jié)果：四組實(shí)驗(yàn)組隨著管電流降低，CTD和ED顯著降低（p<0.05），SNR顯著減小（p<0.05），但圖像主觀質(zhì)量評分差異不明顯（p>0.05）。結(jié)論：肺部低劑量CT掃描受檢者輻射劑量顯著下降的同時(shí)圖像信噪比也有所下降，但圖像質(zhì)量能滿足臨床診斷的要求。

[關(guān) 鍵 詞] 肺部；低劑量；CT

[中圖分類號] R814 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）09-0018-02

近年來，由于CT技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，CT成像技術(shù)在臨床疾病診治及科研等各領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。CT最初的應(yīng)用目的是獲得高質(zhì)量的圖像，對于輻射劑量的大小并沒有引起人們的重視，隨著CT廣泛的臨床應(yīng)用，檢查人次及頻率的不斷提高，受檢者接受CT的輻射劑量大幅度增加，輻射危害及防護(hù)問題受到了人們的普遍關(guān)注，低劑量CT的應(yīng)用日益受到重視。有肺部癥狀的患者，在治療前后常常需要進(jìn)行多次CT檢查，并且時(shí)間間隔較短，如果使用常規(guī)方法，必然會導(dǎo)致患者在短時(shí)間內(nèi)接受大劑量X線照射，增大癌癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，所以如何設(shè)計(jì)及優(yōu)化掃描方案，使受檢者在接受較低輻射劑量的同時(shí)獲得較好的圖像信息，成為當(dāng)今影像學(xué)研究的重點(diǎn)。

鑒于肺部特殊的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，我們采用降低管電流的方法降低輻射劑量。管電流決定了X線管陰極燈絲發(fā)射電子的數(shù)量，其與CT輻射劑量之間呈線性關(guān)系，方便研究者統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

一、材料與方法

（一）臨床資料

將2013年7月來我院進(jìn)行胸部CT平掃的受檢者40例，隨機(jī)分成4組，每組10例。第一組：男4例，女6例，年齡24～70歲。第二組：男5例，女5例，年齡20～65歲。第三組：男7例，女3例，年齡18～66歲。第四組：男6例，女4例，年齡22～60歲。CT檢查前記錄受檢者身高、體重，并簽署知情同意書。組間一般資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析差異不顯著（p>0.05）。

（二）CT掃描設(shè)備、方法及參數(shù)

CT掃描設(shè)備為GE LightSpeed的16層螺旋CT?；颊呶鼩饽﹩未纹翚鈷呙?，掃描范圍為胸廓入口至后肋膈角尖端水平。采用自動毫安曝光技術(shù)掃描，第一組管電流設(shè)置為90mA、第二組管電流為120mA、第三組管電流為150mA、第四組管電流為180mA，其余參數(shù)不變：120kV，層厚10mm，層距10mm，螺距0.938：1。

（三）影像資料質(zhì)量分析與評價(jià)

客觀圖像質(zhì)量分析：掃描結(jié)束后，每組圖像內(nèi)計(jì)算圖像的信號噪聲比（signal noise ratio，SNR），SNR=ROI平均CT值（HU）/ROI噪聲（HU）。

主觀圖像質(zhì)量分析：掃描結(jié)束后，所有圖像在CT圖像工作站顯示器（分辨率3072×2048）上評估。評估時(shí)采用雙盲法，由2名副高職以上資格的診斷醫(yī)師對肺窗（窗寬1500Hu，窗位-500Hu）及縱隔窗（窗寬350Hu，窗位50Hu）下層厚為10mm的圖像進(jìn)行閱讀、評價(jià)，并記錄結(jié)果。讀片順序由第3者將4組圖像數(shù)據(jù)混合排列。根據(jù)圖片質(zhì)量將CT片分為甲、乙、丙3級。甲級：對比度及清晰度良好，病變區(qū)顯示良好；乙級：對比度及清晰度尚可，不影響診斷質(zhì)量；丙級：分界不清，影響診斷。

（四）輻射劑量分析

記錄被試檢查時(shí)CT掃描儀自動生成的包括CT容積劑量指數(shù)[vol-ume CT dose index，CTDIvol （mGy）]、劑量長度乘積[dose length product，DLP（mGy.cm）]，有效劑量[effective dose，ED（mSv）]為DLP×K，其中K為轉(zhuǎn)換系數(shù)，在胸部的K值為0.0191。

（五）統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

各組之間CTD、有效劑量、SNR采用方差分析，圖像主觀質(zhì)量評分使用KAPPA分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有統(tǒng)計(jì)學(xué)處理均采用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

二、結(jié)果

（一）輻射劑量比較：肺部低劑量CT掃描受檢者CT容積劑量指數(shù)、有效劑量隨毫安數(shù)減小而降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F值分別為430.165和873.704，p值均<0.05）。

（二）客觀圖像質(zhì)量分析：肺部低劑量CT掃描受檢者圖像信噪比隨毫安數(shù)減小而降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F值為56.966，p<0.05）。

3.圖像主觀質(zhì)量分析

40例受檢者的影像主觀圖像質(zhì)量分析結(jié)果：18例為甲級，20例為乙級，2例為丙級。4組圖像質(zhì)量評分結(jié)果無顯著差異（卡方值χ2=1.581，p=0.664）。

三、討論

近年來，隨著CT技術(shù)在臨床方面的迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，放射防護(hù)問題尤為重要，即使是醫(yī)用的低劑量電離輻射（0～100mSv）也會對人類的健康造成威脅，增加放射相關(guān)疾病的發(fā)生率。而接受的輻射劑量越高，則導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)越大。尤其是對于婦女和兒童等敏感人群而言，射線劑量的增加導(dǎo)致罹患放射相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)的增加。劑量越高，CT圖像質(zhì)量越好；劑量越低，則CT圖像質(zhì)量越差。因此，如何使用最低輻射劑量獲得滿足病情診斷要求的圖像，如何在輻射劑量和診斷圖像之間找到一個最佳的平穩(wěn)點(diǎn)，是正確使用和研究CT低劑量技術(shù)的前提。

對此，目前在放射學(xué)界取得較為一致認(rèn)可的共識是，CT 低劑量技術(shù)的使用和研究要遵循 ALARA（As low As Reasonably Achievable，ALARA）最優(yōu)化原則，即在保證獲取良好CT圖像質(zhì)量（滿足臨床診斷的需求）的同時(shí)，盡可能合理地降低受檢者的檢查劑量。

肺部屬于含氣組織，肺泡內(nèi)空氣與肺實(shí)質(zhì)之間有良好的自然對比，低劑量僅降低管電流，對空間分辨率影響較小，只要保證一定的穿透力（kV），均會獲得比較滿意的圖像。

Naidich等研究表明，在其他掃描參數(shù)不變的情況下，當(dāng)普通CT管電流降至20mAs時(shí)，獲得可用于診斷的肺部圖像，朱曉華等認(rèn)為多層螺旋CT胸部掃描時(shí)25mAs左右的掃描條件較為合理，且同一掃描條件下肺窗圖像優(yōu)于縱隔窗，需作后處理圖像的掃描時(shí)可考慮把電流降到25mAs～40mAs左右，后處理圖像質(zhì)量不會因此明顯降低。我們的研究亦表明，低劑量CT掃描在研究范圍內(nèi)大幅度降低輻射劑量的同時(shí)，圖像信噪比雖然明顯下降，但對圖像主觀質(zhì)量的影響并不十分顯著，所獲得的圖像質(zhì)量和信息可以做到完全滿足臨床診斷要求。另外，低劑量掃描還能降低球管的損耗，延長機(jī)器的使用壽命，降低醫(yī)院的運(yùn)營成本，在達(dá)到了臨床醫(yī)生的診斷要求的同時(shí)，大大降低受檢者的X線輻射劑量，使病人特別是育齡婦女和兒童受到保護(hù)。

研究中，我們發(fā)現(xiàn)第一組出現(xiàn)了兩張不合格的圖像，該兩例受檢者均為體型肥胖者，可以推測，低劑量掃描圖像質(zhì)量和患者體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、體型有關(guān)，在實(shí)際工作中，我們應(yīng)根據(jù)患者的BMI和大致體形（瘦、中等、肥胖）適當(dāng)調(diào)整掃描參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)個性化合理掃描。這是我們尚待進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]Slovis TL.CT and computed radiography：the pictures are great，but is the radiation dose greater than required[J].Am J Roentgenol，2002，179（1）：39-41.

[2]Entrikin DW，Leipsic JA，Carr JJ.Optimization of radiation dose reduction in cardiac computed tomographic angiography[J]. Cardiol Rev，2011，19（4）：163-176.

[3]Polacin A，Kalender WA，Marchal G. Evaluation of section sensitivity profiles and image noise in spiral CT. Radiology，1992，185：29-35.

[4]朱曉華，李士駿，薛永明，等.胸部CT低劑量掃描的圖像質(zhì)量與吸收劑量關(guān)系分析[J].中華放射學(xué)雜志，2003，37（10）：945-950.