幼兒胸部 CT 掃描采用智能管電壓技術(shù)的應(yīng)用

余世勇 王爽 馬瓊英

伴隨CT檢查技術(shù)的迅猛發(fā)展，CT 檢查目前已經(jīng)成為幼兒呼吸道疾病臨床影像學(xué)檢查中最為常用的手段之一。由于肺組織是胸部含氣的器官、具有極佳的天然組織間的分辨率，因此胸部 CT 得到了廣泛應(yīng)用，但是CT 檢查時X 線輻射對人體存在潛在危害，與成人相比，嬰幼兒對輻射的敏感性遠(yuǎn)比成人高，X 線輻射對發(fā)育階段的兒童尤其是嬰幼兒的危害性更大。因此，小兒胸部CT檢查采用低劑量掃描顯得非常必要和重要。目前能降低劑量的公認(rèn)方法有：降低管電壓和管電流、增大螺距等；智能最佳管電壓(CARE kV)技術(shù)和自動管電流調(diào)控技術(shù)(ATCM) 已成為劑量優(yōu)化的有效方法。近年來 CARE Dose 4D 掃描技術(shù)已成為常規(guī)小劑量掃描方法之一，它能在保證圖像質(zhì)量的同時有效降低輻射劑量，本研究旨在嘗試探索針對幼兒胸部的CT低劑量優(yōu)化掃描方案。

資料與方法

一、臨床資料

搜集2016年月至2017年10月間在我院接受64層CT ATCM胸部掃描的1～3 歲患兒共60例，隨機(jī)平均分成兩組：A組30例，男19例，女11例，平均月齡26個月，平均體重13.7 kg；B組30例，男17例，女13例，平均月齡 25個月，平均體重13.5 kg。

其中30例采用管電壓 100 kV(A組)，30 例采用管電壓 80 kV(B組)；另搜集既往接受固定管電流(100 kV/60 mAs) 低劑量掃描檢查幼兒30例(C組)作為對照。

二、掃描方法

采用GE公司生產(chǎn)的Light speet VCT 64排螺旋 CT 機(jī)及其工作站進(jìn)行掃描，幼兒一般配合較差，故檢查前30 min給予 5% 水合氯醛口服鎮(zhèn)定催眠(按1 ml/kg計(jì)算用量)，服鎮(zhèn)靜劑后的幼兒無法進(jìn)行屏氣或呼氣相配合掃描，因此均采用鎮(zhèn)定催眠后平靜呼吸下螺旋掃描。掃描范圍：上至胸廓入口下至肺底，方向頭到足。掃描參數(shù): C組，采用傳統(tǒng)降低管電壓及管電流的低劑量掃描方式，100 kV，60 mAs；A組，100 kV，管電流采用自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)；B組，80 kV，管電流采用自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù); 余掃描參數(shù)一致，均采用迭代重建技術(shù)，層厚0.625 mm，螺距1，重建層厚1～3 mm，所有圖像均通過 PACS 傳至GE Advantage Window 4.5計(jì)算機(jī)工作站，進(jìn)行多平面重組( multiplanar reconstruction, MPR)和容積再現(xiàn)(volume rendering, VR) 等后處理成像。

三、射線劑量評估

根據(jù)GE Light speet VCT 64排螺旋 CT 機(jī)掃描完畢自動顯示的平均管電流(mAs)、CT 容積劑量指數(shù)(CT dose index vol-umes, CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product, DLP)，并計(jì)算出有效輻射劑量(ED)，計(jì)算方法: ED=DLP×小兒胸部劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)k值(0.016 mSv·mGy-1·m-1)[1]。

四、圖像質(zhì)量分析、評定

由2名高年制主治醫(yī)師用雙盲法根據(jù)縱隔窗(窗寬350、窗位40)和肺窗(窗寬1 700、窗位600)觀察縱隔內(nèi)結(jié)構(gòu)、肺組織結(jié)構(gòu)、肺紋理、病灶結(jié)構(gòu)和周圍胸壁結(jié)構(gòu)；根據(jù)顯示情況以及噪聲情況采用5分制對兩組圖像進(jìn)行打分。圖像結(jié)構(gòu)顯示非常清晰，無噪聲干擾為5分：圖像結(jié)構(gòu)稍欠清晰、但對主要病變顯示不受影像者，有較少的噪聲，為4分；圖像結(jié)構(gòu)顯示稍模糊、主要病變顯示尚好，有可以接受的噪聲，不影響診斷，為3分；圖像結(jié)構(gòu)模糊，太多噪聲，不能用作定性診斷者為2分或1分。確定評分在3分及以上者可滿足診斷要求。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用 SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件包分析數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出3 組圖像的平均 mAs CTDIvol DLP ED DR，所得數(shù)據(jù)分別采用單變量方差分析，P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

同等管電壓(100 kV) 條件下: A 組管電流采用ATCM 技術(shù)后 DLP 為( 28.30±4.77) mGy/cm；對照組 C 組采用固定管電流 DLP 為(57.84±4.84)mGy/cm，兩組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同樣采用 ATCM 技術(shù)條件下: B 組聯(lián)合采用低電壓技術(shù)( 管電壓降為80 kV) 后，DLP為(24.18±4.69)mGy/cm，與A組(100 kV) 相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。A組ED為(1.10±0.19) mSv， B 組 ED為(0.94±0.18)mSv，C組ED為(2.26±0.19)mSv。A 組相對C組DR約51.07%；B組相對C組DR約58.20%，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

所有病例的圖像質(zhì)量評價(jià)均為3分以上，均能夠滿足診斷要求。A 組CTDIvol平均(1.20±0.05)mGy、DLP平均(25.23±1.34)mGy·cm，ED 平均(0.40±0.07)mSv；B 組 CTDIvol 平均(1.48±0.03)mGy、DLP 平 均(32.75±1.41)mGy·cm，ED 平均(0.52±0.06)mSv，A組ED比B組下降了23%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

討 論

由于兒童處于生長發(fā)育階段，細(xì)胞分裂快、更新速率高，對放射線的敏感性極高，有學(xué)者統(tǒng)計(jì)，如與成人接受同等輻射劑量時，產(chǎn)生癌癥的風(fēng)險(xiǎn)是成人的十多倍[1]，因此，我們在保證診斷質(zhì)量不受影響的前提下，如何盡量做到減少受檢患兒的輻射損傷，成為掃描技術(shù)界當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，對各種受檢患者、尤其是幼兒人群意義更加重大。自動曝光控制技術(shù)(ATCM)， 可根據(jù)受檢者身體在掃描時，射線照射在不同部位的厚度和不同組織器官的衰減系數(shù)來對管電流進(jìn)行自動控制和調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)容積掃描中最大限度地減少無效劑量。該技術(shù)是智能調(diào)節(jié)掃描毫安，與以往所采用的固定降低管電壓或降低固定管電流的低劑量掃描方法完全不同，它不僅可以降低輻射劑量，而且掃描不影響圖像質(zhì)量，與固定管電流模式相比，應(yīng)用 ATCM 技術(shù)可使含氣的肺組織區(qū)域有效射線劑量顯著降低。有研究發(fā)現(xiàn) ATCM 技術(shù)可以使輻射劑量降低約15%～40%[2]，本組 ED 下降更明顯，可能與幼兒體型及胸部體層厚度差異較小有關(guān)[3]。

管電壓的改變亦會對ATCM技術(shù)成像質(zhì)量產(chǎn)生影響，本組病例中，管電流同樣采用ATCM技術(shù)下，B組適度降低管電壓后ED與A組較高管電壓相比ED下降約14.11%，輻射劑量與管電壓的冪指數(shù)成正比， 因此適當(dāng)降低管電壓會使輻射劑量進(jìn)一步下降，但平均管電流會顯著提高。Nyman等[4]報(bào)道管電壓從120 kV 降低到80 kV時需提高近4倍的管電流來維持相同噪聲水平。但過度降低管電壓會導(dǎo)致平均管電流過高而導(dǎo)致球管的加速損耗。本組病例圖像質(zhì)量均滿足診斷要求，且主觀質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，管電流采用 ATCM 技術(shù)控制后平均管電流及有效輻射劑量均大幅下降，但對圖像質(zhì)量沒有影響。

智能最佳管電壓(CARE kV)調(diào)控技術(shù)是系統(tǒng)根據(jù)掃描定位像提供的信息和預(yù)先設(shè)定的質(zhì)量要求，自動計(jì)算不同管電壓下所需管電流的數(shù)值，智能最佳管電壓(CARE kV)技術(shù)和自動管電流調(diào)控技術(shù)(ATCM)是從中選擇一組劑量效率最佳的kV-mA基準(zhǔn)曲線，自動從低到高依次選擇管電壓，它可適當(dāng)進(jìn)行管電流的補(bǔ)充以降低輻射劑量，提高圖像質(zhì)量[5]，同時自動計(jì)算 CTDIvol 和 DLP，省去了煩瑣的計(jì)算。據(jù)報(bào)道 CARE Dose 4D 掃描技術(shù)可降低劑量 66.6%[6]，有研究顯示，從120 kV 降到 80 kV ，輻射劑量可以降低65%[7]。管電流與輻射劑量呈線性關(guān)系，劑量與管電壓的冪指數(shù)呈正比，管電壓的降低更能有效降低輻射劑量；對于兒童來說低管電壓掃描顯得非常有意義。本文將 CARE kV 和 CARE Dose 4D 技術(shù)聯(lián)合使用，平均輻射劑量降低了23%[8]。

綜上所述， 在幼兒胸部掃描中，采用自動管電流調(diào)控技術(shù)(ATCM)和智能最佳管電壓(CARE kV)技術(shù)，不但能有效降低輻射劑量，而且不影響圖像質(zhì)量;低電壓聯(lián)合ATCM 技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于兒童胸部低劑量掃描。