中国辐射卫生  2018, Vol. 27 Issue (4): 327-330, 335  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714x.2018.04.010

引用本文 

毕金玲, 盛茂, 丁露, 黄勇. 低剂量CT在肺癌筛查中的应用研究[J]. 中国辐射卫生, 2018, 27(4): 327-330, 335. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714x.2018.04.010.
BI Jinling, SHENG Mao, DING Lu, HUANG Yong. Application of low-dose CT in lung cancer screening[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2018, 27(4): 327-330, 335. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714x.2018.04.010.

基金项目

合肥市卫生计生委2017年应用医学研究项目(hwk2017zd010)

通讯作者

黄勇, E-mail:hy670716@163.com

文章历史

收稿日期:2018-03-03
低剂量CT在肺癌筛查中的应用研究
毕金玲 , 盛茂 , 丁露 , 黄勇     
安徽省合肥市第二人民医院广德路院区肿瘤科, 安徽 合肥 230011
摘要目的 探讨肺部结节随访时低剂量CT较常规CT在肺癌筛查中的价值。方法 21名测试者分别行低剂量CT和常规CT检查,所有测试者的检测图像分别由5名专业医师进行独立评估。结果 低剂量CT和常规CT对肺癌的筛查无显著差异。结节病变检出率一致性接近82%(P < 0.001),病变确诊率一致性超过96%(P < 0.001)。低剂量CT的肺部辐射剂量范围为1.5~3.6 mSv,仅为常规CT肺部辐射剂量的1/6左右。结论 在肺部结节随访中,低剂量CT能够作为常规CT的有效替代方式,并可减少诊疗过程中的辐射剂量。
关键词肺癌    低剂量CT    结节    
Application of low-dose CT in lung cancer screening
BI Jinling , SHENG Mao , DING Lu , HUANG Yong     
Department of Oncology, Guangde Road, Hefei Second People's Hospital, Hefei 230011 China
Abstract: Objective To explore the value of pulmonary nodules in low-dose CT and follow-up standard diagnostic CT for lung cancer screening. Methods A total of 21 subjects who have been screened for lung cancer by low-dose CT and follow-up standard diagnostic CT were randomly selected. Both CT image sets for all subjects were independently evaluated by five specialized physicians. Results There were no significant differences between low-dose CT screening and follow-up standard diagnostic CT for lung cancer screening. The concordance rate for the diagnoses of nodule disease was approximately 82% (P < 0.001)for all categories. Agreement of the evaluation of all categories in the final diagnosis exceeded 96% (P < 0.001). With low-dose CT, the effective dose ranged from 1.5 to 3.6 mSv, whereas in the follow-up diagnostic CT, the effective dose ranged from 8.7 to 15.2 mSv. Conclusion Low-dose CT can be effectively used as an alternativeto standard-dose CT in order to reduce the radiation dose, in the follow-up of pulmonary nodules.
Key words: Lung Cancer    Low-Dose CT    Nodule    

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,目前国内开展常规应用CT进行肺癌筛查工作。已有多项研究指出CT是检测小肺癌的理想方式,相比较X射线,经CT诊断肺癌并给予及时医疗干预后生存率显著升高[1-5]。但是肺部小结节的诊断很难确定,同时考虑到肿瘤的倍增时间,因此需要对肺部小结节进行定期随访监测。研究指出,超过70%的患者需要定期随访CT检查[6]。但是常规CT对人体辐射剂量大,因此在不影响病变检出的敏感性和特异性的前提下,选择最佳肺部CT扫描方案来降低辐射剂量越来越受到重视。在2010年的肺癌筛查研究中(NLST)发现,对比X射线,低剂量CT对于高龄吸烟的高风险群体的肺癌筛查具有优势,死亡率降低20%[7]。本研究旨在对比低剂量CT和常规CT图像质量和辐射剂量,进而评估低剂量CT在肺癌筛查中的价值。

1 材料和方法 1.1 一般资料

选取我院2015年3月-2016年7月CT平扫提示肺部结节的21名患者(平均年龄62.2岁,47~80岁),男性11名(平均年龄60.3岁,49~80岁),女性10名(平均年龄55.3岁,47~66岁)。21名患者分别行低剂量CT,1个月后再行常规CT检查,获取的图像资料建立数据库,均随访4个月,扫描结果由5名具有10年以上放射科工作经验的医师判读。

1.2 CT扫描方法

所有CT检查均采用多排螺旋CT(MDCT)扫描,低剂量CT技术参数为:120 kV,30~50 mA,探头厚度1 mm,X射线管转速0.75 s,准直器宽1 mm×16 mm,屏气周期中螺旋因子1.438 mm,重建层厚3 mm,断层间隔3 mm。常规CT技术参数为:120 kV,150 mA,探头厚度1 mm,X射线管转速0.75 s,准直器宽1 mm×16 mm,屏气周期中螺旋因子1.188 mm,重建层厚1 mm,断层间隔1 mm。低剂量CT和常规CT均采用正面扫描图。低剂量CT和常规CT扫描与重建信息见于表 1

表 1 MDCT扫描和图像重建参数
1.3 评判标准

低剂量CT和常规CT所获取的图像分别由5名专业医师进行评估判读,图像CT值在1 600~600 HU之间。评判标准为恶性肿瘤相关指标,包括病灶大小(S < 5,5≤S < 10,10≤S < 20,S≥20),典型肿瘤形态(实质性结节,磨玻璃样变(GGO)和实质性结节混合状态,纯GGO以及空洞),钙化形式(存在钙化,可能存在,不存在),界限分类(不规则伴有毛刺征,较不规则伴轻度毛刺征,较光滑,光滑),胸膜征以及空气支气管征(存在,可能存在,不存在)。低剂量CT和常规CT的综合诊断结果评分如下:1分,建议每年例行低剂量CT随访;2分,考虑非癌性病灶建议在同一医院行CT随访;3分,肺癌可疑,4分,高度怀疑肺癌。

1.4 剂量估算方法

低剂量CT和常规CT的组织剂量和有效辐射剂量经由WAZA-ARI,ImPACT和CT-EXPO v1.7.1电子计算测定软件进行评估。在WAZA-ARI软件中剂量估算采用日本体素模型计算。运用粒子和重离子传输系统进行蒙特卡罗模拟计算。

1.5 统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件进行分析,连续变量表示为均数±标准差(x±s)的形式,计数资料采用百分比表示,率的比较采用卡方检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 低剂量CT和常规CT对肺癌的检出情况

21名测试者中,3名诊断为恶性结节(男性2名,女性1名,平均年龄55.2岁),19名诊断为良性或良性可能结节(男性9名,女性9名,平均年龄62.3岁)。恶性结节直径平均值为15.2 mm(14~17 mm),良性和良性可能的结节直径平均值为6.5mm (4~15mm)。恶性结节直径平均值大于良性结节直径平均值,见表 2

表 2 低剂量CT和常规CT肺癌诊断数据信息
2.2 低剂量CT和常规CT对结节诊断一致性比较

5名专业医师分别对21名测试者在低剂量CT和常规CT检查中发现的37枚结节进行独立分析。依据评判标准,低剂量CT和常规CT在肺癌筛查中无显著差异。结节病变检出率一致性接近82%(P < 0.001),病变确诊率一致性超过96%(P < 0.001),见表 3。结节的评估结果与最终的诊断相一致。所有医师诊断3名测试者中的4枚结节均为恶性,包括肺腺癌伴空洞形成,肺腺癌胸膜转移以及1例细支气管肺泡癌(图 1)。2名患者确诊时可予以手术治疗,1名患者确诊时无手术适应症。

表 3 低剂量CT和常规CT诊断病变一致性对比

图 1 女性,60岁,细支气管肺泡细胞癌(原位癌) 注:右肺中叶可见GGO和实质性结节混合状态,病理分期显示T1N0M0。低剂量CT图像层厚以及断层间隔均为3 mm,常规CT图像层厚以及断层间隔均为1 mm。
2.3 低剂量CT和常规CT辐射剂量估算

通过WAZA-ARI软件计算自动曝光控制(AEC)环境下脏器组织的辐射剂量。经WAZA-ARI、ImPACT和CT-EXPO测定肺部CT辐射剂量进而获取容积CT剂量指数(CTDIvol),见于表 4。30 mA低剂量CT分别对于3名男性测试者和3名女性测试者进行检测,其平均剂量长度乘积(DLP)为59.8 mGy·cm,50 mA低剂量CT分别对于8名男性测试者和7名女性测试者进行检测,其平均DLP为99.7 mGy·cm。经WAZA-ARI计算,低剂量CT对于肺部检测的剂量范围为2.7~5.2 mGy,而有效剂量范围为1.5~2.8 mSv,常规CT对于肺部检测的剂量范围为15.1~25.2 mGy,而有效剂量范围为9.4~13.8 mSv(国际放射防护委员会(ICRP)103)。经ImPACT计算,低剂量CT肺部检测剂量为5.8 mGy,而有效剂量为3.4 mSv(ICRP130),常规CT肺部检测剂量为23 mGy,而有效剂量为14.0 mSv(ICRP103)。经CT-EXPO计算,低剂量CT肺部检测剂量为5.3 mGy,而有效剂量为2.8~3.3 mSv,常规CT肺部检测剂量为21~21.2 mGy,而有效剂量为11~13 mSv(ICRP60)。

表 4 肺部CT和容积CT剂量指数(CTDIvol)辐射剂量估算
3 讨论

肺部小结节的检测是改善肺癌生存率的重要环节。早期研究表明,对于早期检测小结节的临床意义已经予以充分肯定[8]。近期研究显示低剂量CT扫描可以提高球管的使用率,对肺部结节的检出率及显示细节征象上与常规剂剂量CT扫描无显著差异,可用于高危人群肺癌筛查[9]。越来越多的研究指出,临床诊疗过程中,肺结节患者采用低剂量螺旋CT扫描与常规剂量CT扫描对肺结节的诊断效果无差异,低剂量螺旋CT是一种安全、可靠的筛查肺内结节病变的检查方法,是开展高危人群肺癌筛查最实用的方法[10-12]。本研究中,低剂量CT与常规CT对比显示,低剂量CT所提供的诊断信息与常规CT相类似,无误诊病例出现,表明低剂量CT扫描的图像质量能够作为肺癌筛查诊疗的理想方案。

有研究发现,数字模拟X射线系统的检测效率非常低[13]。目前的CT设置中,10 mm层厚和1 mm层厚的有效剂量相同。根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)的报告,自然背景下有效辐射剂量为2.4 mSv[14]。在仿真人体模型的研究中,肺部辐射剂量为8.71 mGy,有效辐射剂量范围为3.61~3.64 mSv(ICRP 60)[15]。低剂量CT在成像质量方面略差与常规剂量CT,因此临床工作中为了提高病灶检出率,仍应用常规剂量CT做为肺癌高危人群的筛查手段。但近年来多项临床研究表明,对于肺部结节患者,和常规剂量CT扫描相比,低剂量CT扫描同样可以有效保证诊断的准确性,同时低剂量螺旋CT扫描明显降低了X线辐射剂量,安全可靠,值得临床推广[16-19]。本研究显示,低剂量CT的有效辐射剂量范围为1.5~3.6 mSv,仅约为常规CT的1/6,可以显著降低人体辐射剂量。

由于肺部小结节在鉴定方面存在极大难度,因此对于肺部结节患者,尤其有吸烟史的肺癌高危群体,综合考虑CT扫描的图像质量和辐射剂量,低剂量CT具有有效、低成本,更加安全等优势,能够取代常规CT成为肺癌筛查的有效方式。

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