人体接受过量射线可引起细胞不可逆的损害及染色体畸变,影响受照个体及其后代。当前国内关于儿童胸部低剂量CT研究的报道大都集中于某一固定年龄段[1]。本研究试图按照不同年龄段、不同体重的儿童对其进行低剂量胸部CT研究,目的是提供可供临床应用的个性化儿童CT胸部低剂量标准。
1 材料和方法 1.1 临床资料2010年5月至2011年2月因婴幼儿、儿童肺炎及怀疑儿童异物的患儿在本院行16层MSCT检查,共有连续300名受检者作为研究对象。300名受检者中男165名,女135名; 年龄1月~ 13岁,平均5.3岁。300名入选对象按年龄或者体重将其分为5组,分别为1月~ 1岁或4 ~ 10kg; 1 ~ 3岁或10 ~ 20kg; 3 ~ 5岁或20 ~ 30kg; 5 ~ 8岁或30 ~ 40kg; 8 ~ 13岁或>40kg,每组各60名。每个组分成4个亚组,共24个亚组。各个亚组有15名受检者。
1.2 设备及检查方法扫描设备为SIEMENS公司16层螺旋CT,参照以往文献[2, 3],每组扫描参数分别一个标准剂量组和三个低剂量组: 120kV、150 mAs,120kV、50 mAs,120kV、30 mAs,120kV、15 mAs。其他扫描参数为:机架转速0.6s/r,螺距1.0,矩阵512 × 512,准直器宽度64层× 0.625mm,高分辨率骨算法重建肺窗,分别重建层厚1mm、4mm,重建间隔1mm、4mm图像,纵膈图像按照标准算法进行重建。
1.3 图像后处理将重建的薄层图像上传至工作站,对肺窗图像行MPR、MPVR、VR和MinP重建。
1.4 图像质量评估所有图像均传输到CT工作站(ADW 4.3,SIEMENS),关闭和掩盖扫描参数数据和受检者相关信息,确定统一的窗宽1500HU,窗位-500HU。由2名具有10年以上工作经验的影像医师用双盲法对所有图像进行评估和分析。
评估参考国内外文献标准,基于解剖结构的显示情况、图像噪声和伪影[4-6]。图像质量的评价以5分制作为等级评分,评价内容包括肺门处20mm范围内支气管的显示,肺门处20mm范围内血管结构的辨别的显示,叶间裂的显示,胸膜下10mm范围内周围肺组织的显示,纵膈结构的分辨等内容。
1.5 统计学分析应用SPSS11.5软件对上述各组数据进行统计学分析。每个年龄段内4个亚组的不同扫描参数图像的各种评分结果的总体比较采用单因素方差分析(ANOVA)。采用Kappa方法评价不同观察者评定结果间的一致性,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果随着mAs的降低,不同年龄段受检者接受的辐射剂量显著降低(P<0.05),以15mAs水平为最低。1月~ 1岁或4 ~ 10kg; 1 ~ 3岁或10 ~ 20kg年龄段内15mAs获得CT图像的质量与30、50、150mAs条件下获得图像质量间无明显统计学差异(P>0.05),<3岁或<20kg的婴幼儿应用15mAs可以获得临床满意的纵膈、肺窗及重建的支气管图像。3 ~ 5岁或20 ~ 30kg; 5 ~ 8岁或30 ~ 40kg年龄组15mAs获得CT图像的质量在部分评价内容上与150mAs或者30、50mAs差异有统计学意义,具体表现在纵膈显示和支气管树的重建方面(P<0.05),但在包含肺窗评价内容上无明显差异(图 1a~d)。8 ~ 13岁或>40kg年龄组内15mAs的CT图像质量仅在肺门周围的血管、支气管显示上与其他剂量组差异无统计学意义,在伪影、周围肺组织、纵膈、支气管束上差异有统计学意义(P<0.05),在较大儿童CT胸部扫描时30mAs是可供选择的参数(图 2a~d)。
人体接受过量射线可引起细胞不可逆的损害及染色体畸变,影响受照个体及其后代。CT扫描时的辐射防护非常关键,尤其是对儿童的防护。一方面儿童对X射线的敏感性是成人的10倍,儿童每毫安秒的辐射剂量比成人高1.6 ~ 1.7倍[7]。另外,X射线辐射也影响儿童的生长发育,而且年龄越小,影响越明显[8, 9]。因此,对儿童采用低剂量CT扫描已经成为目前研究的热点。
3.1 MSCT低剂量检查的意义根据2000年国际辐射防护委员会统计的资料显示,世界范围内的CT检查占放射学检查的5%,但照射剂量占整个放射学检查的34%,在美国甚至高达67%[10],按照辐射防护最优化(ALARA)的要求,在检查中应尽量降低受检者的吸收剂量,以减少对受检者的损伤。
3.2 CT辐射剂量的影响因素及降低剂量的方法目前降低辐射剂量的方法有以下几种。
3.2.1 尽可能避免接受CT检查尽可能选用超声、磁共振成像等非放射性检查代替CT检查。
3.2.2 降低管电流降低管电流是目前降低辐射剂量的主要方式,也是低剂量CT检查的主要方法。毫安量的大小决定了X射线的强度,对图像质量有至关重要的作用。电流量与辐射量之间呈线性关系,降低管电流可使辐射剂量相应下降,因此降低管电流是目前降低辐射剂量的主要方式,也是低剂量CT检查的主要方法。
3.2.3 降低管电压X射线辐射剂量和管电压的平方成正比,降低管电压较之于降低管电流更能降低辐射剂量。若管电压的降低超过一定程度时,射线的穿透能力也就相应的降低了,结果使吸收的辐射比例增加,导致病人受照射量和图像质量之间的关系受到破坏[7]。
3.2.4 增加螺距 3.2.5 智能滤过技术 3.2.6 期相选择性曝光技术和前瞻性心电门控扫描技术 3.2.7 按扫描部位及年龄或体重指数设定扫描参数 3.2.8 控制扫描长度,尽可能减少扫描次数 3.2.9 降噪软件的使用 3.2.10 对敏感部位进行屏蔽甲状腺、性腺、晶状体的放射敏感性较高,应尽量保护这些结构免受辐射。
3.2.11 改进图像算法-迭代重建技术用最小的X射线剂量获得高分辨率、低噪声的CT图像是CT成像技术的一贯追求。迭代重建算法就是以较低的辐射剂量采集数据,利用这种全新的重建算法降低图像噪声,提高图像质量,进而达到降低辐射剂量的目的[11]。
4 结论16层螺旋CT低剂量不同年龄段儿童胸部扫描图象质量尽管噪声有所增加但是可以满足胸部结构的观察; 15mAs的更低剂量螺旋CT肺窗图像可满足<8岁或<40kg的患儿诊断需求。
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