近年来, 随着公众放射卫生和自身防护意识的提高, 低剂量扫描技术逐渐收到关注。儿童正处于生长发育期, 在接受同样辐射剂量产生癌症的风险敏感性是成人的十多倍[1], 因此将多层螺旋CT(MSCT)低剂量技术应用于儿童患者, 从而降低儿童辐射剂量, 变得尤其重要。本研究将MSCT的低剂量技术应用于儿童气管、支气管异物的MSCT检查中, 探讨其防护价值。
1 材料与方法 1.1 一般资料自2005年1月~2007年2月对临床怀疑气管、支气管异物的儿童患者80例进行低剂量MSCT研究, 并按照不同剂量随机分成四组(50 mA, pith=3;50 mA, pith=6;30 mA, pith=3;20 mA, pith=3), 每组20例。男56例, 女24例, 平均年龄4岁(2~15岁)。并随机抽取2005年1月前常规剂量组(150 mA, pith=3)20例气管、支气管异物儿童患者进行对照。
1.2 MSCT扫描技术扫描仪为美国GE公司Light Speed Plus多层螺旋CT。扫描条件为电压120 kv, 层厚/层间隔=2.5/1.25mm, 随机分成四组不同剂量(50 mA, pith=3;50 mA, pith=6;30 mA, pith=3;20 mA, pith=3)进行MSCT扫描, 扫描范围从肺底至胸廓入口。
1.3 辐射剂量观察从扫描程序设定栏内分别记录不同扫描剂量组下的辐射剂量参数, 包括权重CT剂量指数(CTDIw)、剂量长度乘积(DLP)。
1.4 图像评价用胶布封住扫描条件, 由CT室2位资深医师采用双盲法阅片评估, 全部图像采用肺窗(窗宽1 000HU, 窗位-700HU)及纵隔窗(窗宽250HU, 窗位50HU)观察, 评判标准分为优(图像清晰, 无伪影)、良(有一定伪影, 但不影响诊断)、差(伪影较多, 影响诊断)三级。
1.5 图像后处理扫描后图像送至AW4.0工作站进行重建:主要为多平面重建(MPR)和仿真支气管镜(VB)。同时比较不同剂量对后处理图像的影响, 评判标准同前。
1.6 统计学分析多组间差异的显著性分析用单因数方差分析(one-wayANOVA), 图像质量评判采用校正的卡方(χ2)检验。双侧检验以P＜0.05和P＜0.01表示差别有统计学意义和高度统计学意义。
2 结果 2.1 气道异物位置及并发症80例怀疑气管、支气管异物儿童患者经低剂量MSCT检出68例气道异物, 并均经纤维支气管镜证实并取出, 气管内7例, 右侧主支气管21例, 右下支气管11例, 中间段支气管8例, 左主支气管13例, 左下支气管8例, 合并肺气肿39例, 肺不张12例, 肺炎25例。
2.2 不同剂量组的辐射剂量结果不同低剂量组(50 mA, pith=3;50 mA, pith=6;30 mA, pith=3;20 mA, pith=3)的CTDIw和DLP值大约只有常规剂量组(150 mA, pith=3)的33.3%、16.7%、20.0%、13.3%。低剂量各组的平均CTDIw和平均DLP均与常规剂量组有明显的差别(P＜0.01), 见表 1
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表 1 不同剂量组扫描时的辐射剂量比较 |
两位医师对低剂量组(50mA, pith=3)扫描时图像质量评判以优为主, 与常规剂量组比较(150mA, pith=3)没有统计学差别(χ2=0.156, P＞0.05;χ2 =0.693, P＞0.05)。其余各组图像质量以良为主, 纵隔窗图像噪声稍增加。各组无1例出现差的图像。
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表 2 两位医师对不同剂量组的图像质量评判比较 |
各组在显示气道异物的部位、形态、大小, 低剂量组与常规剂量组没有影像质量的差别(P＞0.05)。
3 讨论 3.1 儿童胸部低剂量MSCT扫描的意义气管、支气管异物儿童致死的重要原因之一, 多发生在6个月至3岁的儿童, 且发病率较高。由于常规胸部X射线平片检查的局限性, 往往在纤维支气管镜取异物术前需行CT检查以进行准确的诊断和定位。据报道[1], 儿童正处于生长发育期, 在接受同样辐射剂量产生癌症的风险敏感性是成人的十多倍。因此按照国际放射防护委员会(ICRP)提出的X射线检查的正当化、最优化的合理防护原则, 将MSCT低剂量技术应用于儿童患者, 从而降低儿童辐射剂量成为放射工作者一项责无旁贷的任务。
3.2 儿童胸部MSCT扫描参数选择与辐射剂量的关系合理的MSCT低剂量扫描参数是MSCT低剂量检查的关键, 辐射剂量与很多因素有关, 但降低辐射剂量的主要方法是降低毫安秒和增大螺距。管电流与X射线辐射剂量的减少成正比关系, 与螺距成反比关系。在其他条件一定情况下, 降低毫安秒和增大螺距, 可以成比例地降低辐射剂量。本组分别采用四组不同低剂量组(50 mA, pith=3;50 mA, pith=6;30mA, pith=3;20mA, pith=3)进行扫描, 结果其CTDIw和DLP值大约只有常规剂量组(150 mA, pith=3)的33.3%、16.7%、20.0%、13.3%, 大大降低了辐射剂量。同时对不能配合的患儿, 应服用镇静剂制动, 防止重扫或补扫, 以及选择合适的扫描范围, 可避免不必要的X射线辐射。在降低毫安秒的同时, 一般保持电压一致, 以保证X射线的穿透力。从扫描程序设定栏内发现, 当扫描视野(FOV)加大时, CTDIw和DLP值有一定的下降, 但同时增加了散射线, 为避免散射线应选择适当的小FOV。低剂量(20 mA/ pith=3)多层螺旋CT的辐射剂量仅为标准剂量(150mA/pith=3)扫描的13.3%, 可接近一次胸片的辐射剂量, 适合儿童患者的广泛应用[2]。
3.3 儿童胸部MSCT扫描剂量与图像质量的关系低剂量CT扫描主要用于胸部检查, 作为高危人群肺癌筛查的工具, 其原理在于肺为含气组织, 具有良好的天然对比, 低剂量尽管增加了图像的噪声和纵隔的伪影, 但对图像质量影响不大, 特别是对肺内小结节的检出率与常规剂量无统计学差别[1, 2]。本组显示低剂量多层螺旋CT并不降低肺部图像质量, 对气管、支气管异物的并发症, 如肺气肿, 肺炎、肺不张均能正确地显示。20 mA组纵隔窗图像质量稍降低, 但仍能达到诊断要求, 并未出现差级图像。
3.4 不同低剂量组对后处理图像质量的影响Choi等[3]对低剂量(50mA, 螺距=2)与常规剂量(240mA, 螺距=2)扫描的气道疾病的影像进行仿真支气管镜(VB)后处理, 发现在显示气道狭窄上, 常规剂量与50mA的扫描没有差别。Kosucu等[4]利用平均35mA管电流对气道异物MDCT扫描图像进行VB处理后认为对气道异物的显示和诊断没有影响。本组分四组不同低剂量组进行前瞻性研究, 结果发现各低剂量组与常规剂量组进行多平面重建(MPR)和仿真支气管镜(VB)后处理, 没有影像质量的差别, 对气道异物的定位和诊断没有影响。但同时发现在螺距=6时可影响MPR重建效果, 此与Z轴分辨率的下降有关[5], 因此认为对于气道疾病的低剂量MSCT检查应以降低管电流为主, 增加螺距为次。
总之, 低剂量MSCT既能对气管、支气管异物进行正确的诊断和显示, 又能大大降低儿童的辐射剂量, 同时降低了X射线球管的损耗, 延长了球管的使用寿命, 节约了成本。因此在进行儿童气管、支气管异物的MSCT检查中可常规采用20至50mA低剂量扫描。
| [1] |
Naidich DP, Marshall CH, Gribbin C, et al. Low-dose CT of the lungs: preliminary observations[J]. Radiology, 1990, 178: 729. |
| [2] |
Diederich S, Wormanns D, Semik M, et al. Screening for early lung cancer with low-dose spiral CT: prevalence in 817 asymptomatic smoker[J]. Radiology, 2002, 222: 773. DOI:10.1148/radiol.2223010490 |
| [3] |
Choi YW, Mcadams HP, Jeon SC, et al. Low-dose spiral CT; application to Surface-Rendered Three-Dimensional imaging of central airways[J]. JCAT, 2002, 26(3): 335-341. |
| [4] |
Kosucu P, Ahmetoglu A, Koramaz I, et al. Low-Dose MDCT and Virtual Bronchoscopy in Pediatric Patients with Foreign Body Aspiration[J]. AJR, 2004, 183(12): 1771-1777. |
| [5] |
郭恒, 赵磊, 张万明, 等. 探讨低剂量螺旋CT肺癌普查的最佳扫描条件[J]. 中国辐射卫生, 2007, 16(2): 203. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2007.02.075 |