由于多层螺旋CT(MSCT)更多地采用薄层扫描和多期重复扫描以提高病变的检出率,受检者所接受辐射剂量也大幅增加,辐射潜在的危害性也受到更广泛的关注[1, 2]。随着多层螺旋CT(MSCT)逐渐成为各级医疗机构的主流机型,尤其是基层医院也配备了4层、6层螺旋CT,X射线诊断如何遵循正当化、防护最优化的辐射防护原则正变成一个十分迫切的议题。本研究拟通过对三种不同管电流调节技术所获得的肝脏CT影像质量和辐射剂量的比较,探讨在MSCT肝脏多期检查中以较低的辐射剂量获得较高图像质量的方法,为基层医院多层螺旋CT临床应用提供QA/QC依据。
1 材料和方法 1.1 临床资料 1.1.1 研究对象104例符合标准的肝脏多期CT检查的患者采用数字表随机法将患者分为1、2、3三组,第1组和第2组各34例,第3组36例。所有患者均签署知情同意书,其中男66例,女38例,年龄24 ~ 89岁,平均54.7 ± 15.4岁; 身高150 ~ 183 cm,平均(165.0 ± 7.9) cm; 体重39.0 ~ 92.0 kg,平均(59.8 ± 10.2) kg。扫描长度142.5 ~ 240 mm,平均(182.5 ± 21.1) mm。三组患者的年龄、身高、体重以及扫描长度间的差异无统计学意义。
1.1.2 病例排除标准碘过敏者; 有肝脏手术史和腹主动脉支架植入术者; 严重心、肝、肾功能不全及糖尿病患者。
1.2 检查方法使用PHILIPHS BRILLIANCE 6层螺旋CT扫描仪和厂家提供的Release 2.2.2软件包。所有病例均进行肝脏平扫、肝动脉期扫描、门静脉期扫描,300 mg/ml优维显70 ~ 90 ml经肘正中静脉,采用单筒高压注射器以2.0 ~ 2.5ml注入,动、静脉期分别延时30、80。第1组选用常规的固定mAs技术(250mAs),第2组选用(Z-DOM)技术,第3组选用(ACS + Z-DOM)技术,三组其余扫描参数相同,即120kV,0.75s/360°,6 × 3 mm探测器,矩阵512 × 512,FOV 300 mm,层厚7.5 mm,床速24 mm/s,螺距0.9,标准分辨率算法。
1.3 图像分析两位有经验的CT影像医师以双盲法对肝脏平扫的五个选定层面影像的噪声和诊断可接受性,以五分法[3]进行评价。肝脏平扫评价层面的选定参照肝门静脉期相应层面的床位数值而定。五个选定层面分别为膈顶层面、第二肝门层面、肝门层面、肠系膜上动脉层面、肝下极层面。所有影像评价采用同样的窗宽与窗位(160/36)。当图像质量评分出现分歧时,由两位观察者协商评定。噪声等级的评价主要依赖于颗粒性,按由低到高,以1 ~ 5分评价。诊断质量的可接受性通常依赖于软组织的对比度,组织界面的锐利度,病变的可见性,按由低到高,以1 ~ 5分评价,但有条纹状伪影或者射线硬化伪影时需降级[4]。
1.4 放射剂量的测量与记录记录每例患者各期检查的预设和实测剂量长度乘积(DLP),并计算有效剂量(ED)。根据ED = DLP × C公式换算,其中C为换算因子,采用腹部平均值0.015[5]。
1.5 统计学分析各组数据经整理后,录入SPSS11.5软件包进行统计学分析。三组图像的质量评分采用多个独立样本非参数检验,年龄、身高、体重、扫描长度、DLP、ED值采用单因素方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 三组各解剖层面图像的质量评分噪声评分和诊断可接受性评分差异无统计学意义(表 1)。
差异无统计学意义。1组与2组、1组与3组的各期末累计DLP值和最终ED值差异有统计学意义(P均小于0.001),2、3组的DLP、ED明显低于1组(降低约11%)。而2与3组的各期末累计DLP值和最终ED值差异无统计学意义(P>0.05)。三组临床和辐射剂量指标的测量结果见表 2。
腹部MSCT检查为了提高病变的检查率,通常要同一个部位反复多次薄层扫描,放射剂量的增加很多。腹部CT检查常规采用的方法是固定mAs技术,扫描过程中沿人体长度方向(Z轴)使用相同的mAs,由操作技师根据病人的情况调节或不调节mAs,这样就存在着很大的随意性,不但图像质量难以得到持续性的保证,而且辐射剂量通常也得不到有效的控制(在图像质量与辐射剂量间通常难以平衡)。剂量节省可以通过“适当降低管电流”获得。通常,CT低剂量技术一般用于胸部、婴幼儿颅脑、颞骨等自然对比度好的部位[6, 7],可腹部不同于胸部等部位具有良好的自然对比度,mAs可供调节的范围比较小,根据每个患者的情况作出恰当的调节正变得越来越困难[3]。但是腹部的个体化差异又明显大于其他部位,因此MSCT腹部低剂量扫描的个体化管理尤其有必要。
3.2 目前常用的降低CT辐射剂量的方法① 应用前置滤线器; ②降低管电压; ③降低管电流; ④提高螺距; ⑤尽量少用较小的准直器宽度; ⑥应用后过滤重组等。国内外降低CT辐射剂量的焦点以及主流技术仍是适当降低管电流的方法。
CT低剂量技术(低mAs)又可分为基本技术、次级技术和结合技术,基本技术:非调制性的降低毫安秒; 次级技术: Z轴管电流调制、X-Y轴管电流调制、X-Y-Z轴管电流调制等; 结合技术:人工(低)管电流设定+ X-Y-Z轴管电流调制、ACS + Z-DOM(自动管电流设定+ Z轴管电流调制)、ACS + D-DOM(自动管电流设定+ X-Y轴管电流调制)等。
3.3 MSCT腹部多期检查低剂量扫描参数调控指标的选择关于低剂量CT扫描参数的调节是根据何种指标进行调控是国内外研究者争论的热点所在,有作者论述可以根据体重来调节扫描参数(体重小的人可以用较小的剂量,而体重大的人需要较大的剂量),可以获得较满意的图像[8]。也可根据体重指数来对心脏CT扫描进行放射剂量管理[9]。但是也有作者指出根据病人体轴的直径是更好的一个指标,因为直径与X射线穿透路径相关性更大,而同一重量的人其身高和体型可能不同[10]。有些研究者则试图从给予的规范化平扫获得的相对噪声值来估计固定mAs法低剂量CTA技术的实施[11]。还有研究者通过对定位像CT值与管电流关系的研究,探讨其对不同个体实施个性化剂量管理的指导价值[12]。本研究中的第2组所采用的Z-轴自动管电流调节技术是根据定位像数据来获得沿Z轴的mAs曲线,并保持计划中沿Z轴的所有层面的噪声相对不变,在保证图像质量的同时尽可能的降低放射剂量[4]。本研究中的第3组是在使用Z-轴自动管电流调节技术的基础上,再用ACS(自动管电流设定)技术来代替技师对mAs的选择,使得mAs的选择标准更统一,随意性降到最低。该方法的原理类似于以往文献报道的关于定位像CT值与管电流关系的研究结果[12],只不过ACS(自动管电流设定)技术相比较技师人工比对CT值与管电流值速查表来选择mAs更简便,而且ACS(自动管电流设定)技术的ROI与扫描FOV自动相匹配,也比技师手动选择ROI宽度与位置一致性更好。
3.4 本研究结果的意义两种剂量降低技术与采用常规的固定mAs技术(250mAs)所得到的MSCT腹部多期检查的CT图像质量评分在各个解剖层面上的均数差异均无统计学意义,均能很好的满足诊断的需求。通过对三组的DLP、ED值的对比,发现MSCT腹部多期检查中选用Z-DOM技术和ACS + Z - DOM技术进行图像采集时,其扫描过程中产生的DLP、ED值比较常规的固定mAs技术时下降约11.2%。应用Z-DOM技术比较ACS + Z-DOM技术所产生的DLP、ED值虽没有统计学差异,但ACS + Z-DOM技术组的DLP值分布范围更广,更具个体化。在不联合使用ACS的情况下,Z-DOM技术需要手动设置管电流,ACS技术是根据自动学习模式自动调节管电流,本文以原厂设定的噪声等级为标准影像,ACS + Z-DOM技术不同于Z-DOM技术的是并不是一味地降低剂量,对大BMI的患者,ACS会自动调高最大mAs,以保证图像质量。当预设最大mAs超过机器允许最大mAs时,会报警提示技师忽略ACS的选择,从而控制辐射剂量激增的风险。ACS还允许用户更改参考影像以改变预设噪声等级,以适应不同用户对不同部位噪声的不同需求,在满足诊断的前提下,尽量减少辐射剂量。总之,在MSCT肝脏多期检查中使用Z-DOM技术和ACS + Z - DOM技术均可以获得高质量的诊断图像,同时可以有效地减少受检者的辐射剂量,尤其是应用ACS + Z-DOM技术时,辐射剂量更个体化,值得在实践中推广应用。
[1] |
Rogers LF. Radiation exposure in CT: why so high[J]. AJR, 2001, 177(2): 277. |
[2] |
Slovis TL. CT and computed radiography: the pictures are great, but is the radiation dose greater than required[J]. AJR, 2002, 179(1): 39-41. |
[3] |
Kalra MK, Prassad S, Saini S, et al. Clinical comparison of standard-dose and 50% reduced-dose abdominal CT: effect on image quality[J]. AJR, 2002, 179(5): 1 101-1 106. |
[4] |
狄幸波, 王振, 丁忠祥, 等. Z-ATCM在多层螺旋CT腹部检查中的应用和防护价值[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2009, 29(1): 110-112. |
[5] |
Menzel HG, Schibilla H, Teunen D. Guidelines on radiation dose on the patient[Z]. European guidelines on quality criteria for computed tomography. 2006: 32-33.
|
[6] |
刘昌盛, 魏文洲, 郑晓华, 等. 低剂量CT扫描对婴幼儿颅脑病变检查的防护价值[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2004, 24: 270-271. |
[7] |
华建明, 陈根松, 章伟敏. 低剂量颞骨多层螺旋CT扫描技术的应用研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2006, 26(5): 530-531. |
[8] |
Haaga JR. Radiation dose management: weighing risk versus benefit[J]. AJR, 2001, 177(2): 289-291. |
[9] |
高建华, 王贵生, 郑静晨, 等. 体重指数在64层螺旋CT心脏扫描X线剂量管理中的应用研究[J]. 中华放射学杂志, 2008, 42: 877-882. |
[10] |
Haaga JR, Miraldi F, Macintyre W, et al. Effect of mAs variation upon CT image quality as evaluated by in vivo and in virto studies[J]. Radiology, 1981, 138(2): 449-454. |
[11] |
于红, 李惠民, 李宵麟, 等. 腹腔动脉CT血管成像固定毫安秒低剂量技术探讨[J]. 中华放射学杂志, 2009, 43(7): 688-692. |
[12] |
高建华, 李涛, 李剑颖, 等. 64层螺旋CT冠状动脉成像定位像CT值与管电流关系研究[J]. 中华放射学杂志, 2009, 43(7): 719-724. |