320排CT在胸部健康檢查中實行個性化低劑量掃描的可行性及其臨床應(yīng)用價值

曾慶千+劉紅艷+彭旭紅+雷苑麟+黃海連+黃俊毅+關(guān)秀紅+盧俊英

【摘要】 目的：探討320排CT在胸部健康檢查中實行個性化低劑量掃描的臨床應(yīng)用價值。方法：選擇2014年6月-2016年12月來本院進行健康體檢的人群242例，按體質(zhì)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)分成四組，使用東芝公司320排螺旋CT進行常規(guī)劑量及各級低劑量掃描并進行后處理，通過分析軟件記錄掃描時間（T）、CT劑量指數(shù)（CTDI）、劑量長度乘積（DLP），測定圖像CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD），并對所有圖像進行三維重建（3D）、最小密度投影（MIP）、多平面重建（MRP）等處理，分析比較常規(guī)劑量及各級低劑量掃描的輻射劑量減低差異及圖像的質(zhì)量差別。結(jié)果：CT掃描圖像的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）隨著劑量的降低而增加，且在降到15 mA時升高突然明顯。第二組至第五組的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）與第一組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。不同體指數(shù)的人群，通過降低各級劑量，分析其圖像質(zhì)量，得出了各組在最佳低劑量掃描條件下，保證圖像滿足診斷要求的掃描方法。結(jié)論：320排螺旋CT在不同體質(zhì)量指數(shù)中實行個性化低劑量掃描可用于大規(guī)模胸部體檢。

【關(guān)鍵詞】 健康體檢； 體質(zhì)指數(shù)； 個性化低劑量； 320排螺旋CT

The Feasibility and Clinical Application Value of 320 Slice Spiral CT in the Low Dose Scanning in Chest Health Examination/ZENG Qing-qian，LIU Hong-yan，PENG Xu-hong，et al.//Medical Innovation of China，2017，14（12）：027-031

【Abstract】 Objective：To explore the clinical application value of 320 slice spiral CT of the chest health examination in the implementation of personalized low dosage scanning.Method：242 people who took physical examination in our hospital from June 2014 to December 2016 were selected，they were divided into four groups according to body mass index.320 slice spiral CT of Toshiba were adopted for the scanning of conventional dosage and low dosage at different levels with post-processing.Through the analysis of scanning time software（T），CT dose index（CTDI），dose length product（DLP），determination of image CT value standard deviation（SD），and 3D reconstruction of all images（3D），minimum intensity projection（MIP），multi planar reconstruction （MRP） etc，the difference of radiation dose reduction and image quality between conventional dose and low-dose scanning were compared.Result：The CT standard deviation（SD） of the CT scan images increased with the decrease of the dose，and increased significantly at 15 mA.The CT standard deviation （SD） of the second group to the fifth group were compared with the first group，the differences were statistically significant（P<0.05）.Population with different body mass index，by reducing the dose at all levels and analyzing the image quality，the scanning method of each group to ensure that the image meets the diagnostic requirements under the condition of the best low dose scanning.Conclusion：320 slice spiral CT in the low body mass index in the implementation of personalized low-dose scanning can be used for large-scale chest examination.

【Key words】 Healthy physical examination； Body mass index； Personalized low dosage； 320 slice spiral CT

First-authors address：The Sixth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University，Qingyuan 511500，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.12.008

隨著健康體檢的迅速發(fā)展，改變了人們只能依靠疾病的癥狀啟動診斷進程的歷史，使早期發(fā)現(xiàn)疾病成為可能。肺癌是最常見的惡性腫瘤，每年全世界肺癌新發(fā)病例和死亡病例均超過一百萬。肺部CT掃描檢查是目前一個敏感度及準(zhǔn)確率較高的X線手段[1-2]。1990年，Naidich等[3]首次提出低劑量CT的概念，由于當(dāng)時CT機未普及，未能引起大家的注意，國際放射防護委員會（ICRP）主張在滿足X射線診斷要求前提下，應(yīng)遵循所有輻射劑量保持在可合理達到的盡可能低水平的原則（ALARA）[4]。所以，尋找一組適合個人的低輻射劑量又不影響影像質(zhì)量的CT掃描方法是當(dāng)前影像學(xué)界研究的重點之一。本課題探究320排CT在胸部健康檢查中實行個性化低劑量掃描的臨床應(yīng)用價值，效果滿意，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年6月-2016年12月來本院進行健康體檢的人群242例，其中男122例，女120例，根據(jù)體質(zhì)量指數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)，進行常規(guī)劑量及各級低劑量掃描并進行后處理。全部研究對象均排除無法配合檢查者、懷孕者，均被告知，且知情同意。按不同體質(zhì)量指數(shù)，行CT檢查分組，見表1。

1.2 方法 按體質(zhì)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為四組，每組再隨機平均分成5個小組進行胸部掃描，采用東芝320排CT設(shè)計5組掃描條件，進行掃描。

1.2.1 掃描技術(shù) 采用東芝公司TOSHIBA 320排螺旋CT，檢查前進行屏氣訓(xùn)練。掃描參數(shù)：管電壓120 KV，管電流分別為100、50、30、20、15 mA，掃描架旋轉(zhuǎn)時間另行記錄，掃描層厚為3 mm，螺距為1～2。重建層厚為3 mm，間隔為3 mm。掃描前先平掃定位，語音提示開始閉氣后開始掃描，范圍自肺尖到肺底。

1.2.2 圖像后處理及分析 所有圖像均采用標(biāo)準(zhǔn)算法重建，分別采用肺窗及縱隔窗觀察?？陀^評價法：各組圖像均分別取升主動脈與肺動脈干交界處層面的主動脈進行圖像CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）測定，興趣區(qū)劃分面積約為升主動脈1/3。取均值反映該組圖像的圖像噪聲[5]。主觀評價法：通過PACS系統(tǒng)專業(yè)顯示器觀察圖像，隱藏掃描條件，分別由3名影像專業(yè)主治以上醫(yī)師可根據(jù)需要對圖像進行薄層（最薄1.0 mm）重建[包括三維重建（3D）、最小密度投影（MIP）、多平面重建（MRP）等]及任意調(diào)整最合適的肺窗及縱隔窗進行評價。（1）正常圖像（優(yōu)級）：肺紋理及縱隔大血管邊緣銳利，四級支氣管清晰、縱隔淋巴結(jié)邊緣清晰銳利。（2）圖像有少許偽影，不影響診斷（良級）：肺紋理及縱隔大血管邊緣稍顯模糊，三級支氣管清晰、可分辨縱隔淋巴結(jié)。（3）圖像偽影多，尚可診斷（一般）：肺紋理及縱隔大血管邊緣稍模糊，三級支氣管模糊、縱隔淋巴結(jié)顯示較模糊。（4）嚴(yán)重偽影，不能診斷（差級）。另外，分別計算出各組不同mA劑量的加權(quán)CT劑量指數(shù)（CT does Index volume，CTDIvol）、劑量長度乘積（dose length product，DLP）及劑量減低率，結(jié)合醫(yī)師對CT圖像的評價，最終得出最適合的掃描條件。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 20.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數(shù)資料以率（%）表示，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 體質(zhì)指數(shù)<18.5 kg/m2受檢者情況 標(biāo)準(zhǔn)劑量100、50 mA的受檢者圖像均為正常圖像；30 mA中有3例圖像有少許偽影；20 mA有3例圖像有少許偽影，1例圖像有較多偽影；而15 mA時，出現(xiàn)2例圖像有少許偽影，2例圖像有較多偽影。CT掃描圖像的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）隨著劑量的降低而增加，且在降到15 mA時升高突然明顯。第二組至第五組的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）與第一組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表2。典型病例見圖1。

2.2 體質(zhì)指數(shù)18.5～23.9 kg/m2受檢者情況 標(biāo)準(zhǔn)劑量100 mA的受檢者圖像均為正常圖像；50 mA中有1例圖像有少許偽影，1例圖像有較多偽影；30 mA中有2例圖像有少許偽影，1例圖像有較多偽影；20 mA有3例圖像有少許偽影，1例圖像有較多偽影；而15 mA時，出現(xiàn)3例圖像有少許偽影，2例圖像有較多偽影，并出現(xiàn)了3例有嚴(yán)重偽影的圖像。CT掃描圖像的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）隨著劑量的降低而增加，且在降到15 mA時升高突然明顯。第二組至第五組的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）與第一組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表3。典型病例見圖2。

2.3 體質(zhì)指數(shù)24.0～27.9 kg/m2受檢者情況 標(biāo)準(zhǔn)劑量100 mA的受檢者圖像均為正常圖像；50 mA中有1例圖像有少許偽影，1例圖像有較多偽影；30 mA中有2例圖像有少許偽影，1例圖像有較多偽影；20 mA有1例圖像有少許偽影，2例圖像有較多偽影，并出現(xiàn)了2例有嚴(yán)重偽影的圖像；而15 mA時，有2例圖像有較多偽影，并出現(xiàn)了4例有嚴(yán)重偽影的圖像。CT掃描圖像的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）隨著劑量的降低而增加，且在降到15 mA時升高突然明顯。第二組至第五組的CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）與第一組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表4。典型病例見圖3。體質(zhì)指數(shù)≥28.0 kg/m2受檢者因為數(shù)據(jù)少，未參與研究。

3 討論

肺癌是最常見的惡性腫瘤，由于肺癌危險因素變化，人口增長與老齡化，我國肺癌年齡調(diào)整死亡率總體呈上升趨勢[6-7]。通過胸部CT體檢發(fā)現(xiàn)早期病變，對提高疾病檢出率和治療效果都具有重要意義[8]。以往肺部體檢大都采用胸透、胸部X線攝片等方法，與常規(guī)胸部X線片相比，CT具有分辨率高、無前后結(jié)構(gòu)重疊等優(yōu)點，對小病灶和早期病變的發(fā)現(xiàn)較普通X線胸片敏感，對肺部病變檢測的敏感性和準(zhǔn)確度，CT明顯優(yōu)于普通X線胸片[9]。鑒于CT的上述優(yōu)點，西方發(fā)達國家首先用胸部CT替代常規(guī)X線胸片作為肺癌的普查、篩選方法。胸部CT可有效檢出早期周圍型肺癌，進一步驗證病變所在部位及累及范圍，同時可鑒別其腫瘤的性質(zhì)，是目前肺癌診斷、分期、臨床效果評估及治療后隨診中最常用及最重要的影像手段[10-12]。由于過去幾十年科技快速發(fā)展，世界范圍內(nèi)CT檢查的人數(shù)顯著增加。在美國、英國、德國、日本的研究中，在20世紀(jì)80年代后期至21世紀(jì)初，CT檢查人數(shù)呈雙倍增加。美國CT的輻射劑量占整個放射診斷檢查的67%，而在英國占47%。醫(yī)學(xué)影像檢查中的輻射劑量與引起的致癌風(fēng)險有很大關(guān)系。據(jù)報道在15個發(fā)展中國家惡性腫瘤發(fā)生率中0.6%～3.2%很可能與影像檢查所致的電離輻射有關(guān)。輻射劑量的問題已引起廣泛關(guān)注。為了彌補這一缺點，放射學(xué)家又探索出一種低劑量胸部CT的掃描方法（Low-dose CT of the chest），運用于肺癌的普查并取得了可喜的成績[13]。通過研究320排CT按患者的體質(zhì)指數(shù)實行個性化低劑量掃描臨床應(yīng)用研究，尋找出一組適合個人的低輻射劑量掃描方案，既可以有助于更有效準(zhǔn)確的保護個人，又可以保證圖像質(zhì)量，大大節(jié)省球管的使用率，延長CT使用壽命，有效降低醫(yī)院的使用成本，將使CT在臨床胸部健康體檢中應(yīng)用更加廣泛[14]。

但既往CT胸部體檢一般采取常規(guī)默認(rèn)劑量進行掃描，曝光條件使用單一，320排CT具有獨特多種管電流使用技術(shù)，加上東芝行業(yè)最低的10 mA掃描技術(shù)，可以實現(xiàn)真正意義上個性化掃描。另外，后處理技術(shù)可以對所有圖像進行三維重建、最小密度投影、多平面重建等處理，對圖像實現(xiàn)多方位觀察成為可能。李云卿等[15]分別采用降低管電流和管電壓的方法來降低劑量，并觀察劑量降低與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)降低管電流后，CT圖像的均勻性隨CT掃描劑量減少逐漸變差，圖像的噪聲水平CT掃描劑量減少逐漸增高，但皮下脂肪、骨骼肌、椎體的CT值改變與正常圖像質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明在一定限度內(nèi)降低管電流可以降低X線劑量但不影響圖像質(zhì)量，噪聲相應(yīng)有所增加，但在可接受范圍[16]。本研究通過對CT值標(biāo)準(zhǔn)差（SD）對比分析，亦充分證明以上觀點。有學(xué)者提出要提倡允許適度噪聲存在的圖像，ALARA原則（AsLowAsReasonabiyAchievabie）要求在得到足夠診斷信息前提下使用最小的輻射劑量。

鄭文龍等[17]報道，多層螺旋CT成人胸部低劑量掃描，既不影響胸部疾病的診斷，又能顯著降低掃描劑量，具有顯著的防護價值。池衛(wèi)華等[18]報道輻射劑量與mAs成正比關(guān)系，掃描中降低mAs既可以減少輻射劑量，也可以延長球管壽命，降低球管維修和更換等費用，提高開機率，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。本研究探析320排CT在胸部健康檢查中實行個性化低劑量掃描的臨床應(yīng)用價值，體質(zhì)指數(shù)<18.5 kg/m2受檢者，15 mA可以作為一個胸部低劑量掃描數(shù)值，其圖像質(zhì)量可達到臨床診斷要求，而受檢者的受照劑量低于常規(guī)對比掃描；體質(zhì)指數(shù)18.5～23.9 kg/m2受檢者，20 mA可以作為一個胸部低劑量掃描數(shù)值，其圖像質(zhì)量可達到臨床診斷要求，而受檢者的受照劑量低于常規(guī)對比掃描；體質(zhì)指數(shù)24.0～27.9 kg/m2受檢者，30 mA可以作為一個胸部低劑量掃描數(shù)值，其圖像質(zhì)量可達到臨床診斷要求，而受檢者的受照劑量低于常規(guī)對比掃描。

從而得出了根據(jù)不同體質(zhì)指數(shù)的個體的個性化低劑量掃描參數(shù)[19-20]?？梢詫崿F(xiàn)真正意義的個性化掃描，在獨特設(shè)計劑量成像方面成就了無可比擬的優(yōu)勢。但目前應(yīng)用320排CT胸部體檢個性化低劑量掃描的研究很少。本研究項目主要特點在于應(yīng)用320排CT進行胸部個性化低劑量掃描，使得更有效準(zhǔn)確的保護個人，保證圖像質(zhì)量及延長CT使用壽命得以實現(xiàn)。

本研究僅針對東芝公司TOSHIBA 320排螺旋CT機，不同類型CT機或許存在差異，并且只改變劑量，固定其他掃描參數(shù)，以及病例數(shù)較少，特別是體質(zhì)指數(shù)≥28.0 kg/m2受檢者病例數(shù)不足，未參與本研究，故存在一定局限性。但從放射實踐的最優(yōu)化原則出發(fā)，健康體檢時，進行個性化低劑量CT掃描應(yīng)給予積極倡導(dǎo)和大力推廣。

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