肺癌一直以来是世界范围内患病率以及病死率最高的恶性肿瘤。尽管近些年来在治疗方面取得了一定的进展,但目前肺癌5年生存率仅仅为15%~16%[1-2],并且预后仍无明显改观。有多项研究表明,CT在检测肺癌方面优于普通X射线摄影[3-5],但常规CT对人体辐射剂量较高。随着Naidich等[6]于1990年首次提出了低剂量CT概念,国内外学者对低剂量CT应用于肺癌筛查进行了深入的研究。
本研究采用CT-DP检测探头和标准CT剂量体模,测量GE Revolution型256排CT胸部低剂量扫描模式与常规扫描模式下的DLP,克服了传统电离室(100 mm)难以胜任在宽射线束条件下进行CT剂量测量和质量评估的缺陷,得出两种模式下所受剂量的比例关系。为CT检查时选择合适的扫描模式,降低受检者所受剂量提供参考。
1 材料与方法 1.1 仪器设备(1) CT:GE公司Revolution型256排CT,探测器宽度160 mm,胸部扫描模式下具有Chest_Lowdose LARGE SIZE及Chest_Lowdose SMALL SIZE、CHEST(常规扫描)等模式。其中Chest_Lowdose LARGE SIZE和Chest_Lowdose SMALL SIZE模式是按照受检者体型进行分类,分为体型肥大胸部低剂量模式和体型瘦小胸部低剂量模式;
(2) 标准CT剂量体模:长15cm,内径32cm,有机玻璃制成;
(3) RTI公司生产的Piranha型X射线检测仪(配置CT剂量分析仪,简称CT-DP),该设备经中国计量科学研究院校准。CT-DP主要性能指标见表 1。
对GE公司Revolution型256排X射线CT,测量胸部常规扫描模式(CHEST)以及胸部低剂量模式(Chest_Lowdose LARGE SIZE及Chest_Lowdose SMALL SIZE)下的DLP。
1.3 检测步骤按照RTI公司Piranha型X射线检测仪中的CT-DP用户手册中的测量步骤进行测量。
(1) 将标准CT剂量体模置入CT诊断床上,使模体圆柱轴线垂直于扫描平面并处于扫描野中心位置,微调模体使表面定位标记与定位光标重合;
(2) CT-DP插入CT体模中心位置处(此处应确保探头插入刻度75 mm处,探头末端及探头连线在体模外端);
(3) 打开水平及垂直方向激光线,确保两个方向激光线在探头上可见,大约在探头的中心位置,同时验证垂直方向激光线位于体模中心;
(4) 与Piranha蓝牙连接,并设定参数;
(5) 设定CT设备参数、在不同模式下进行螺旋扫描。扫描的同时按下Piranha数据采集按钮,保证采集数据的时间位于扫描的间隔内;
(6) 扫描结束,记录Piranha设备所带DLP显示值以及CT设备所显示的值。
2 结果 2.1 DLP测量结果胸部常规扫描和胸部低剂量扫描模式的检测条件见表 2,剂量分析仪采集数据见表 3。
由表 3可见,对于同一标准CT剂量体模DLP测量值,Chest_Lowdose SMALL SIZE模式最低,为33.65mGy·cm,其次为Chest_Lowdose LARGE SIZE模式60.16mGy·cm,胸部常规扫描(CHEST)模式最高,为276.68mGy·cm;CT设备的显示值,Chest_Lowdose SMALL SIZE模式DLP值最低,为33.17mGy·cm,其次为Chest_Lowdose LARGE SIZE模式58.91mGy·cm,胸部常规扫描(CHEST)模式下最高,为268.51 mGy·cm。
胸部常规扫描(CHEST)模式,测量值约为设备显示值的1.03倍;Chest_Lowdose SMALL SIZE模式,测量值约为设备显示值的1.01倍;Chest_Lowdose LARGE SIZE模式,测量值约为设备显示值的1.02倍。总体来说,胸部常规扫描模式与胸部低剂量扫描模式下,DLP的测量值与设备显示值接近。
胸部常规扫描和胸部低剂量扫描模式的管电压、层厚、DFOV、螺距、扫描时间均相同,引起DLP值不同的原因主要是管电流的差异。其中Chest_Lowdose SMALL SIZE模式管电流为45mA,Chest_Lowdose LARGE SIZE模式管电流为80 mA,胸部常规扫描(CHEST)模式管电流为266 mA。
2.2 不同扫描模式DLP检测值对比分析对同一CT标准体膜,选择不同的扫描模式,DLP测量值也存在显著不同。胸部常规扫描模式DLP值是Chest_Lowdose SMALL SIZE模式的8.22倍,是Chest_Lowdose LARGE SIZE模式的4.60倍;Chest_Lowdose LARGE SIZE模式DLP值是Chest_Lowdose SMALL SIZE模式的1.79倍。换而言之,对于体型瘦小受检者,采用胸部常规扫描模式所受剂量是选用Chest_Lowdose SMALL SIZE模式的8.22倍;对于体型肥大受检者,采用胸部常规扫描模式所受剂量是选用Chest_Lowdose LARGE SIZE模式的4.60倍;同样低剂量模式下,体型瘦小受检者选择Chest_Lowdose LARGE SIZE模式所受剂量会比Chest_Lowdose SMALL SIZE模式高1.79倍。因此,选择低剂量模式会大大降低受检者剂量,对体型瘦小受检者选择合适的胸部低剂量扫描模式也会明显降低所受剂量。
3 讨论经过多年的发展,CT机由最初的单排轴向扫描逐渐向16排、64排、256排多排螺旋扫描迅速发展,本实验所用的GE公司Revolution型256排CT标称线束宽度为160 mm,传统100 mm笔形电离室已不能完全测量宽束时的剂量分布积分,使得已不够准确[7]。而本实验所用CT-DP长度为169 mm,CT-DP探头专用测试软件Dose Profiler Analyser支持“加权因子法”,完成中心位置测量后,通过加权的方法得到。本实验DLP测量值与CT设备显示值无显著差异,CT-DP探头能够较好的完成宽射线束条件下CT剂量等相关参数的测量和质量评估工作。
由于体模与真正人体存在差异,所以本文只对比例关系进行讨论。本实验中对于同一标准CT体膜,胸部常规模式下DLP是胸部低剂量模式下的4.60~8.22倍,而同为胸部低剂量扫描,选择Chest_Lowdose LARGE SIZE模式DLP值是Chest_Lowdose SMALL SIZE模式的1.79倍。这种比值关系是无差异的。
对需进行CT扫描的人群而言,低剂量CT进行胸部扫描能大大降低受检者剂量。随着Naidich等于1990年首次提出了低剂量CT概念,Rusinek等[8]人发现降低管电流的同时,辐射剂量也随之下降,虽然产生一定的噪声,但是不会对病变的检出和诊断准确性造成太大影响。20世纪90年代中后期,欧美一些国家首先将螺旋CT低剂量扫描应用于普通人群检查及肺癌高危人群的筛查诊断中,Diederich等[9]认为高分辨、低剂量(20mA)扫描肺部时出现条纹状伪影,但与标准剂量(200 mA)扫描所获得的影像质量有97%的符合率,两者显示的解剖学信息是相当的, 降低毫安对空间分辨率的改变没有统计学意义, 并不影响诊断。国内学者也围绕低剂量CT用于肺癌筛查进行了研究[10-13],聂永康等[14]对无症状300例体检者胸片及低剂量螺旋CT进行前瞻性研究,筛查结果表明胸片、低剂量螺旋CT对肺癌筛查的敏感度分别为43%、100%,低剂量螺旋CT明显提高了对肺内非钙化小结节及支气管细微病变的检出,可检出早期肺癌。张勇等[15]对2011年6月—2012年12月行胸部LDCT检查的无症状人群,总结肺结节和肺癌的检出率,得出低剂量螺旋CT在肺癌筛查中具有较高的应用价值。陈国伟[16]对2015年1—12月接受健康体检的3 356名体检者按随机数字表法分为低剂量组(1 678例)和常规剂量组(1 678例),对比两组疾病检出率、辐射剂量和图像质量,结果常规剂量组检出疾病479例,低剂量组检出疾病478例,两组疾病检出率差异无统计学意义。鉴于近年来国内外学者对低剂量CT胸部扫描不会影响诊断效果的报道,对需进行CT扫描人群而言,选择低剂量CT进行胸部扫描能大大降低受检者剂量,对体型瘦小者选择合适的胸部低剂量扫描模式也会明显降低所受剂量。
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