容積CT劑量指數(shù)與體型特異性劑量估算兩種輻射劑量估算方法在CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用

董麗嫦，賴(lài)婷君，姚藹媚，馮意環(huán)（通信作者）

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院<廣州市增城區(qū)人民醫(yī)院>影像科 廣東 廣州 511300）

CT冠狀動(dòng)脈血管成像（coronary computer tomography angiography，CCTA）屬于無(wú)創(chuàng)性影像技術(shù)，已成為冠狀動(dòng)脈檢查首選。然而，大量使用CCTA所造成的輻射劑量損害也隨之提升，Albert JM[1]等研究發(fā)現(xiàn)約2%癌癥與CT輻射有關(guān)。目前對(duì)于CCTA低劑量掃描研究很多，其中包括超低管電壓、不同算法、不同時(shí)間窗[2-4]等，以往研究計(jì)算患者所受輻射劑量使用容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）。然而，CTDIvol大小是基于固定大小聚甲基丙烯酸甲酯模型測(cè)量所得，未考慮患者體型，不能真實(shí)反映不同體型患者所受輻射劑量[5-6]。2011年美國(guó)醫(yī)學(xué)物理師學(xué)會(huì)（AAPM）提出用有效直徑（effective diameter，ED）計(jì)算校正系數(shù)，對(duì)CTDIvol進(jìn)行校準(zhǔn)，估算受檢者輻射劑量的體型特異性劑量估算（size-specific dose estimate，SSDE）方法更精確[7]。本研究探討SSDE與CTDIvol兩種算法在CCTA患者中輻射劑量的差值是否存在明顯差異，從而在今后CCTA低劑量掃描中更準(zhǔn)確地計(jì)算個(gè)體差異性輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年9月—2020年3月于廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院接受CCTA檢查的110例患者。所有檢查患者皆無(wú)嚴(yán)重心律失常、心功能不全，無(wú)碘過(guò)敏史?；颊呔炇鹬橥鈺?shū)。

1.2 方法

分組方法：所有患者檢查前均服倍他樂(lè)克50 mg，心率低于70次/分鐘可掃描。進(jìn)行CCTA檢查患者分組按BMI分為三組；18.5 kg/m2≤BMI＜23.9 kg/m2為A組，23.9 kg/m2≤BMI＜26.9 kg/m2為B組，26.9 kg/m2≤BMI＜29.9 kg/m2為C組。

儀器使用西門(mén)子64排128層螺旋CT（Siemens Definition AS CT），使用回顧性心電門(mén)控，轉(zhuǎn)速0.33 s/r，層厚0.625 mm×128 mm，管電流自適應(yīng)mAs，管電壓120 kV。使用20G靜脈留置針建立通道，注射含碘量為350 mg/mL的碘佛醇，造影劑注射速率為6 mL/s，總量55 mL，注射0.9%氯化鈉溶液速率為4 mL/s，總量35 mL，使用三期注射方案。

數(shù)據(jù)計(jì)算：測(cè)量CCTA胸廓最大橫徑層面前后徑（AP）、左右徑（LAT），參考AAPM 204報(bào)告[8]計(jì)算患者轉(zhuǎn)換因子（fsize）、有效直徑（ED），記錄患者CTDIvol并計(jì)算SSDE，公式為ED=，fsize=a×e-b×ED，SSDE=fsize×CTDIvol。其中a、b值參考AAPM 204號(hào)報(bào)告，分別為a=3.7，b=0.037，e為自然對(duì)數(shù)函數(shù)的底數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x-± s）表示，采用F檢驗(yàn)或單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，行χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究110例患者三組年齡、性別比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。各組患者AP、LAT、ED、BMI、fsize差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。各組患者CTDIvol與SSDE比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），其中A組 SSDE比CTDIvol增加約42%，B組SSDE比CTDIvol增加約37%，C組SSDE比CTDIvol增加約31%（表2），三組增加量值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=42.316，P＜0.05）。

表1 各組患者一般資料比較

表2 各組患者測(cè)量徑線值、有效直徑、轉(zhuǎn)換因子、CTDIvol及SSDE對(duì)比結(jié)果（x- ± s）

3 討論

我國(guó)冠心病發(fā)病率逐年上升，60歲以上人群冠心病死亡風(fēng)險(xiǎn)已成為死亡率最高的疾病。CCTA作為一種無(wú)創(chuàng)的檢查被廣泛應(yīng)用[9]。然而，電離輻射可造成DNA雙鏈結(jié)構(gòu)斷裂導(dǎo)致細(xì)胞死亡、染色體畸變及誘發(fā)癌癥等危害[10]。有關(guān)CCTA低劑量相關(guān)研究越來(lái)越受重視，目前研究對(duì)輻射劑量估算常采用CTDIvol，但CTDIvol反映的是設(shè)備輸出能力，數(shù)值基于固定大小聚甲基丙烯酸甲酯模型測(cè)量所得，未考慮患者不同體型信息，無(wú)法個(gè)性化估算受檢者輻射劑量[11]。本研究通過(guò)對(duì)比CTDIvol與SSDE計(jì)算相同條件下CCTA掃描的輻射劑量，發(fā)現(xiàn)CTDIvol明顯低估了患者實(shí)際所受輻射劑量，且BMI越小的患者被低估的輻射劑量值越大，實(shí)際檢查中所受到的輻射劑量越高。

在CTDIvol方法中，患者默認(rèn)胸廓經(jīng)線為32 cm，而實(shí)際工作中不同患者胸廓經(jīng)線不同，故CTDIvol不能個(gè)性化估算每個(gè)患者所受輻射劑量。在美國(guó)醫(yī)學(xué)物理師學(xué)會(huì)中204報(bào)告首次提出SSDE概念，用于個(gè)性化評(píng)估患者所受CT輻射劑量，SSDE劑量估算是根據(jù)不同患者胸廓經(jīng)線計(jì)算，避免CTDIvol中固定胸廓經(jīng)線所帶來(lái)的誤差[12]。余佩琳等[13]對(duì)406例兒童與成人胸部CTDIvol、SSDE對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)，兒童組中徑線與CTDIvol固定16 cm徑線、成人組中徑線與CTDIvol固定32 cm徑線存在誤差，根據(jù)ED=得出胸廓徑線是影響有效直徑的唯一因素，因此導(dǎo)致CTDIvol輻射劑量數(shù)值出現(xiàn)誤差。本研究中受檢者胸廓有效直徑長(zhǎng)度范圍在23.71～29.68 cm，CTDIvol方法計(jì)算輻射劑量為17.07～25.11 mGy，SSDE方法計(jì)算輻射劑量為24.47～32.33 mGy，CTDIvol方法計(jì)算輻射劑量低于SSDE，因此，我們認(rèn)為CTDIvol方法可能低估患者CT檢查所受輻射劑量。

在SSDE方法中，患者依據(jù)胸廓經(jīng)線計(jì)算fsize，利用fsize對(duì)CTDIvol進(jìn)行校正得出患者實(shí)際受到輻射劑量[14]。王軍娜等[15]進(jìn)行128例胸部輻射劑量的研究中發(fā)現(xiàn)，SSDE計(jì)算輻射劑量比CTDIvol增加約50%，本研究中SSDE計(jì)算輻射劑量比CTDIvol增加約42%，與王軍娜等研究結(jié)果相似。隨著B(niǎo)MI增大患者胸廓前后徑長(zhǎng)度、左右經(jīng)長(zhǎng)度也隨之增加，且fsize始終大于1，根據(jù)SSDE=fsize×CTDIvol得出CTDIvol會(huì)小于SSDE，隨著患者胸廓徑線增加，CTDIvol與SSDE之間的輻射劑量數(shù)值差距會(huì)變小。

減少患者所受輻射劑量的同時(shí)保證圖像質(zhì)量是目前低劑量研究的主要任務(wù)[16]。趙艷紅等[2]進(jìn)行90例70 kV管電壓聯(lián)合低劑量低濃度對(duì)比劑CCTA掃描，發(fā)現(xiàn)70 k V管電壓聯(lián)合低劑量低濃度對(duì)比劑可以獲得滿(mǎn)足診斷的CCTA圖像，趙艷紅等做出的研究結(jié)果中輻射劑量計(jì)算方式采用的是CTDIvol，當(dāng)研究?jī)H評(píng)價(jià)改變掃描條件對(duì)降低患者輻射劑量而保證圖像質(zhì)量的可行性，此時(shí)統(tǒng)一用CTDIvol或SSDE均可行，研究只需確定患者輻射劑量被降低，統(tǒng)一輻射劑量計(jì)算方法即可達(dá)到目的，避免SSDE轉(zhuǎn)換帶來(lái)的復(fù)雜運(yùn)算。隨著CT輻射劑量對(duì)人體DNA雙鏈結(jié)構(gòu)斷裂影響的研究越來(lái)越多，精確地預(yù)估人體所受劑量具有重要意義，林竹瀟等[17]對(duì)120例CCTA患者檢查前后外周血檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)外周血淋巴細(xì)胞DNA雙鏈斷裂與CCTA管電壓有關(guān)，而管電壓是決定輻射劑量大小的關(guān)鍵參數(shù)，林竹瀟等人列出的輻射劑量算法是CTDIvol，使用CTDIvol分析人體所受輻射劑量與外周血淋巴細(xì)胞DNA雙鏈斷裂之間的關(guān)系不夠準(zhǔn)確，此時(shí)應(yīng)使用SSDE表示其輻射劑量以免造成誤差。因此，采用更加精確的劑量評(píng)價(jià)方法對(duì)未來(lái)CCTA輻射對(duì)人體DNA雙鏈結(jié)構(gòu)斷裂影響的研究具有很大的實(shí)用價(jià)值。

綜上所述，SSDE能夠評(píng)估不同體型患者在CCTA中所受的輻射劑量，CTDIvol低估了患者所受輻射劑量，且BMI越小的患者被低估的劑量值越大。