低剂量CT扫描技术, 1990年经Naidich首次提出后^[1], 与之相关的文献报道很多, 特别是肺部低剂量技术在理论和实践上均取得很大进展。而耳部低剂量技术则少有相关报道。在日常工作中, 耳部CT已成为耳部疾病诊断的重要方法, 接受检查的人越来越多, 其中青少年占很大比例, 所以放射防护已成为突出问题, 受到人们的重视。笔者对耳部低剂量CT扫描的辐射防护及诊断价值做了一些研究, 现报告如下:

1 材料和方法

60例耳部检查患者和志愿者, 男40人, 女20人, 年龄8~60岁。GELightSpeed 16层螺旋CT, 扫描参数设置:常规扫描方式(非螺旋), 管电压:120 kV, 层厚:2.5 mm, 每周扫描时间:1 s, 重建方式:骨重建法, 图像显示方式:软组织窗(WW:350;WL: 40), 骨窗(WW:2000;WL:600)。管电流分别为10 mA, 50 mA, 100 mA, 200 mA。60例受检者以管电流不同分为10 mA, 50 mA和100 mA组三组, 每组20人, 行低剂量扫描。其他参数不变, 改用200 mA(机器默认值)对三组受检者进行常规剂量扫描, 作为标准对照组。评价方法:请三位经验丰富的影像专家双盲法读片, 独立做出判断。比较不同毫安组单层CT剂量加权指数的差别。根据影像噪声, 空间分辨率, 密度分辨率及有无伪影对图像质量进行分析, 将图像质量分为下列三个等级比较, ①影像层次清晰, 颗粒均匀, 解剖结构显示能力强, 满足诊断需求, 图像质量为优。②影像层次一般, 颗粒欠均匀, 能显示解剖结构, 达到诊断的要求, 图像质量为良。③影像层次不清, 颗粒大, 图像密度分辨率下降, 解剖结构显示较模糊, 无法达到诊断的要求, 图像质量为差。统计学处理:配对T检验。

2 结果 2.1 低剂量与常规剂量扫描单层CT剂量加权指数(CTDIVOI)比较(表 1)

从表 1中可看到, 10 mA时, CTDIVOI最小, 为常规剂量扫描(200 mA)的5%。50 mA时为25%, 相应的, 100 mA为50%, 剂量指数的变化幅度是很大的, 虽然每种型号的机器剂量指数可能会有不同程度的差异, 但只要是具备低剂量扫描功能的CT机, 在其它参数不变时, 都可以通过改变管电流大小来降低辐射剂量。

2.2 低剂量与常规剂量扫描图像质量比较(表 2)

50 mA, 100 mA和常规剂量(200 mA)组图像在图像质量方面无明显差别, 而10 mA组则差别显著, 具有统计学意义。10 mA组图像质量最差, 颗粒不均匀, 层次显示不清, 密度分辨率降低, 解剖结构显示不是很清晰, 达不到诊断要求(图 1、2)。50 mA组与100 mA组, 常规剂量组在骨窗像中, 图像质量差别很难区分(图 3、4), 在软组织窗像中, 200 mA和100 mA图像质量略优于50 mA组, 100 mA和200 mA没有差别。50 mA组图像能够满足临床诊断要求。

3 讨论 3.1 耳部低剂量扫描的辐射防护价值

CT的问世是医学发展史上的里程碑, 它以真正的断面成像, 丰富的影像信息, 极大的提高了疾病的检出率, 满足了临床诊断需要。但在很长一段时间, 人们却忽略了辐射所带来的危害。资料记载, 在美国, 每年有160万儿童接受腹部CT检查, 后来有1500人左右因辐射诱发癌症而死亡, 国内有关这方面的报道也很多。国际放射防护委员会(ICRP)提出了辐射防护原则, 既实践正当化, 防护最优化, 个人剂量当量限制。1997年, 国际原子能机构(IAEA)出版的《国际电离辐射防护和辐射安全的基本标准》, 更是对人体各部位, 每一时间段所受的当量剂量制定出详细的标准, 放射防护已引起人们的高度重视^[2]。CT剂量与管电压, 管电流, 扫描时间, 螺距等诸多因素有关, 在其他参数不变时, 剂量大小与管电流成正比, 使用不同的毫安值扫描得到的剂量指数也不一样。通过不同毫安组的剂量指数比较, 50mA组单层剂量加权指数降到常规剂量组扫描的25%, 图像质量没有明显下降, 能够满足诊断。但病人接受的有效辐射剂量大大减少, 非随机性效应损害相应下降。耳部低剂量扫描技术从机器本身性能出发, 优化扫描参数, 通过合理的选择管电流值, 在满足诊断的基础上来控制辐射剂量, 从而保护了受检者的健康利益。

3.2 耳部低剂量扫描对图像质量的意义

CT的图像质量是做出正确诊断的基础, 也是影像科QA(质量管理)和QC(质量控制)的重要环节。图像质量与诸多因素有关, 大致有三大类, ①来自机器本身的因素。如部分容积效应和周围间隙现象, CT机运转过程中可能产生的机器伪影, 以及机器本身配置性能的差异等。②扫描参数的影响。如管电压, 毫安, 扫描时间, 层厚等因素, 通常我们操作人员是改变这些参数来改善图像质量。③来自受检者, 如扫描过程中的病人移动, 金属材料的影响等。噪声是图像质量评价体系中很重要的因素, 噪声加大, 图像密度分辨率降低, 影像颗粒大且不均匀, 图像质量下降。噪声与剂量也有很大关系, 公式δ²=K/(W³ HD)中, δ是噪声的标准偏值, W是体素尺寸, K是常数, H是层厚, D是辐射剂量^[3]。在体素, 层厚一定时, 剂量降低, 噪声越大, 图像质量下降。这样就出现一个问题即低剂量扫描和图像质量是矛盾的关系, 这在理论上是成立的, 但在实际工作中, 我们知道剂量在一定范围内变化, 图像质量并无明显的差异, 笔者认为有以下三点供同行指正:①剂量降低并不引起空间分辨率的下降。图像空间分辨率取决于探测器的空隙宽度, X射线球管焦点尺寸的大小, 病人与探测器的相对位置, 与剂量大小无关。正常解剖结构和病变部位显示和发现, 主要依赖于图像空间分辨率的大小^[4]。②耳部与肺部一样, 与周围组织存在天然对比度, 这是耳部低剂量扫描的解剖基础。耳部含有骨性腔隙和致密的骨结构, 形成自身密度差别, 而耳部与周围脑组织也有较大的密度差别, 形成另一个对比。合适的低剂量扫描能够把这种对比充分体现出来, 形成层次丰富的影像信息。③图像后处理功能的作用。CT机在不断发展的过程中, 图像处理软件也日益完善, 能改善图像的密度对比度, 清晰度, 对病变部位显示更清楚。文中耳部骨性结构均用骨重建法处理, 边缘锐利, 对比分明, 对诊断起到很大促进作用。

根据放射防护ALARA原则, 怎样用最小的剂量获取最有诊断价值的图像, 是我们研究的重点。在实际工作中, 有的操作人员为了片面追求高质量的图像, 随意加大剂量, 更为患者带来损害。如何转变思想观念, 制定合理的扫描参数, 减少盲目性, 是我们共同面对的一个问题。当然也不能随意的降低剂量扫描, 好的图像是要有一定剂量来保证的。文中10 mA组图像颗粒不均匀, 清晰度降低。是因为给予的管电流不足, 探测器接受到的量子数减少, 密度分辨率降低, 使噪声加大。50 mA组在图像质量方面能满足诊断的需求, 所需剂量较100 mA和200 mA组显著减少, 100 mA和200 mA组在图像质量方面无差别, 是因为剂量在达到一定量以后, 密度分辨率改变趋于饱和状态, 所以无限加大剂量并不是合理的选择, 剂量的变化是有一定范围的, 因此50 mA低剂量扫描是耳部CT扫描技术的最佳参数设置。

3.3 低剂量CT扫描能够保护球管

X射线是有高速运动的电子流撞击阴极靶面产生, CT球管的使用寿命受撞击次数和毫安量的影响。撞击次数和毫安值越高, 其产生的热量越大, 球管的热容量上升明显, 球管受损的几率增大。而CT球管是比较昂贵的配置, 从医院经济效益的角度出发, 低剂量扫描也是有益的。

3.4 低剂量扫描技术的应用现状及发展

自从提出低剂量技术概念以来, 已经逐步开始用于实际工作中。对于存在自然对比度的解剖组织, 低剂量技术应用效果较好, 但对于诸如腹部, 脑部等实质性脏器的应用还有待研究, 相关文献也罕有报道。低剂量CT扫描技术的进展除了广大从业人员的不断努力完善外, 还有赖于CT机研发技术的发展, 相信会有越来越多的新技术, 新功能出现, 不断用于实际工作中, 切实做到降低辐射剂量, 为临床提供诊断价值高的图像。

总之, 耳部低剂量CT技术在降低辐射剂量, 满足临床诊断方面有较高的应用价值。低剂量扫描技术的出现是CT扫描技术的完善和发展, 以患者的健康为出发点, 体现了医疗服务中“以病人为中心”的现代医院管理理念。