低剂量扫描在CT气腹造影中的应用

张如意 Zhang,Ruyi

孙宪昶1 Sun,Xianchang

刁俊龙2 Diao,Junlong

崔晓明1 Cui,Xiaom ing

100039 北京

武警总医院 1.CT科 2.药剂科

近年来,随着多排螺旋CT(MDCT)在临床的广泛应用,多种后处理重建技术的发展,CT气腹造影能清晰地显示出术后腹壁肠粘连的粘连类型、分布和范围等形态特征,其操作简便易行,已成为诊断术后腹壁肠粘连较好的影像学方法[1]。虽然X线辐射问题是公众和放射诊断医生的关注热点,然而对CT气腹造影检查过程中的低剂量控制方面的研究,还未见报道。笔者在保持其他扫描条件不变的情况下,通过降低mA值来减少射线剂量,并分析其对图像质量的影响,以期在尽可能低的射线剂量下,获取足够的诊断信息。

1 材料与方法

1.1 临床资料 收集2008-06～2010-02在武警总医院接受CT气腹造影检查的患者资料56例,其中男41例,女15例;年龄23～85岁,平均(51.25±12.63)岁。根据检查时电流值的不同,将所有患者随机分成常规组(C组)和低剂量组(L组)。

1.2 检查方法 患者由外科医生完成腹腔注气后,使用GE LightSpeed VCT完成CT气腹造影检查。患者取仰卧位或侧卧位连续螺旋平扫,扫描范围从膈顶至耻骨联合上缘。扫描参数:C组电压120kV,层厚1.25mm,间距 1.25mm,螺距 1.375,转速 0.8s/转,电流采用自动管电流调制技术,电流值范围常规组为50～600mA;L组其他扫描参数保持不变,电流值范围设定为 30～50mA。扫描数据传输至ADW 4.2工作站进行图像后处理,根据观察的目的不同,选用不同的窗宽、窗位显示,通过图像后处理技术,获得多平面重建图像。

1.3 图像分析 由两名有经验的影像诊断医师以双盲法依照蔡晓军等对于CT气腹造影评价腹壁肠粘连的要求(清晰地显示出术后腹壁肠粘连的粘连类型、分布和范围)[1],对两组图像从肠粘连的类型、肠粘连分布以及肠粘连的范围3个方面以1～3分进行图像质量评分。3分:能够准确显示肠粘连的类型、肠粘连分布和肠粘连的范围3项;2分:能够准确显示其中的2项;1分:能够准确显示其中的1项。对于评分有分歧的病例,由两人共同商讨后达成一致,记录各组的分值。

1.4 射线剂量评估 记录每例患者行CT检查时由机器自动生成的容积剂量指数 volume computed tomography dose index,CTDIvol,计算两组 CTDIvol的均值和标准差。

1.5 统计学处理 应用SPSS10.0软件包对上述各组数据进行统计学分析,采用t检验,P＜0.05视为有统计学意义。

2 结果

2.1 C、L组患者均为28例,其中C组男16例,女12例,平均52.31±11.29岁;L组男15例,女13例,平均50.20±9.90岁。两组患者间年龄、性别比方面差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.2 图像质量 图像质量评分均值C组为2.62±0.54分,L组为2.48±0.57分,两组图像质量均能满足诊断要求;对两组间差异行配对t检验,结果无统计学意义(P＞0.05)。采用不同扫描方案均能获得满足诊断需要的图像质量。

2.3 射线剂量 C、L组CTDIvol均值分别为(24.89±2.38)mGy/cm和(1.59±0.82)mGy/cm,L组CTDIvol均值明显低于C组,两组间差异有统计学意义(P＜0.01)。C、L组统计数据比较见表1。

表1 C、L组统计数据比较表

3 讨论

3.1 影响CT辐射剂量的因素及降低剂量的方法CTDIvol表示单次扫描时在与扫描孔轴线平行的直线上吸收剂量的分布,是反映辐射剂量的主要评价指标。随着扫描参数的改变,CTDIvol也随之改变[2]。影响CT的辐射剂量的因素主要包括:扫描参数、受检部位因素、CT机系统技术特性等。CT辐射剂量的大小主要取决于CT机系统技术特性和扫描参数的设置。CT机系统技术特性包括X线光谱、前置滤线器及探测器等。扫描参数对辐射剂量的影响主要由管电压、管电流、扫描时间、层厚、螺距及扫描容积等决定。辐射剂量随管电压、管电流、扫描时间及扫描容积增大而增大,随螺距的增大而减少。在相同的过滤条件和恒定的管电压条件下,剂量与管电流和扫描时间的乘积成线性关系[3,4]。

目前降低辐射剂量的方法主要有:①降低管电流的安瓿量。安瓿量的大小决定了X射线的强度,因此对图像质量有至关重要的作用。②应用适当的前置滤线器以合理分布X线照射区域,使较高的图像质量和较低的辐射剂量能同时得到兼顾。③增加螺距。由于螺距与辐射剂量呈反比,随着螺距的增加,X射线剂量也会随之下降。④减低管电压。此法虽可使X线辐射剂量下降,但同时也降低了射线的穿透能力,结果是吸收的辐射比例增加,导致患者受照射量和图像质量之间的关系受到破坏。目前,CT在行低剂量扫描时通常保持管电压不变,而用降低管电流的方法达到降低辐射剂量的目的。

3.2 低剂量CT的概念及CT低剂量扫描过程中应遵循的的原则 Naidich等于1990年首次提出低剂量CT概念,即在管电压不变的情况下,降低管电流成像也能达到诊断要求[5]。低剂量CT扫描主要有两大优点,一是在保证图像诊断质量的前提下降低被检者接受的放射线剂量;二是延长CT机X线管球的使用寿命。因此,如果利用得当,对于医患双方都是有利的。CT检查的目的是对疾病进行辅助诊断,指导制定治疗方案,对疗效进行评估,要求图像质量以满足最低诊断要求为前提。当必须接受CT检查时,通过改变影响CT辐射剂量的因素,可降低辐射剂量,但同时也降低CT图像质量,这是实施低剂量CT技术的矛盾。因此,无论用何种方式降低CT的辐射剂量,都应遵循ALARA(as low as reasonab ly achievable)原则:用最低的放射剂量获得合适图像质量以用于准确诊断,即在保证图像质量满足诊断要求的基础上,采用尽可能的低辐射剂量。

3.3 低剂量CT扫描在气腹造影中的可行性 以往低剂量扫描仅用于查体时肺癌的筛查或肺内结节的追踪随访,最近几年逐渐被用于鼻窦检查及注射对比剂后的冠状动脉CTA、头颈部CTA成像等检查[6-8]。上述各项检查之所以能够完成低剂量扫描,是因为这些检查的目标组织间都有一个类似的共同点,即目标组织间存在着较高的人为或天然的密度差异。这便满足了CT成像的基本原理——依据组织间的密度差异,完成对不同组织的成像。肺组织和鼻窦腔具天然的高对比度,很小剂量即可较好地显示气体衬托下的软组织病变,同时肺泡或鼻窦腔内富含的气体使X射线的穿透十分容易,因此低剂量扫描在这些部位易于实现。注射对比剂后的冠状动脉 CTA、头颈部CTA成像等检查,则是通过注射对比剂后人为形成了目标组织间的高密度差异。人工气腹造影诊断腹壁肠粘连是通过向腹腔注射空气,人为形成了空气与腹腔脏器及粘连组织间的高对比度,进而具备了与肺组织和鼻窦腔等部位的相似的低剂量扫描条件,因此从这方面来说在人工气腹CT检查过程中实现低剂量扫描理论上是可行的。

另外,CT检查时,其常规设定的扫描参数是针对病变整体特征而设定的,要求图像同时具有较高的密度分辨率及较高的空间分辨率,但忽略了受检者所受到的辐射剂量。Birgit等研究发现,适当降低扫描条件虽然会在一定程度上影响图像的密度分辨率,但对空间分辨率的影响不大,要清晰显示病变的走形、分布和范围等形态特征,高伏特扫描一般能较好地满足诊断需要[9]。人工气腹造影诊断腹壁肠粘的特点主要是明确肠粘连的粘连类型、分布和范围等形态特征,指导临床制定治疗方案,图像追求的是较高质量的空间分辨率,而对于密度分辨率并无较高要求。在这种前提下,适当的降低安瓿值可以大大降低受检者所受辐射剂量,又可保证高电压扫描获得满足诊断需要的图像质量。因此从这方面来说在人工气腹CT检查过程中实现低剂量扫描理论上也是可行的。本研究中,C、L组图像质量评分均值分别为2.62±0.54分和2.48±0.57分,两组图像质量均能满足诊断要求,组间差异无统计学意义(P＞0.05),则证实了上述观点。而两组间的CTDIvol却有着明显差异,L组的CTDIvol明显低于C组,仅为C组的CTDIvol 6.39%,组间差异有统计学意义(P＜0.01)。

本研究结果证实,在CT气腹造影检查中采用降低安瓿值控制扫描过程中的辐射剂量,可在保证诊断图像优良的前提下,有效地降低患者接受的辐射剂量,避免患者受到不必要的辐射伤害。此技术将为广大受检者带来显而易见的益处,值得在临床上推广应用。

[1]蔡晓军,叶道斌,邱凯.CT气腹造影诊断术后局限性腹壁肠粘连.中国医学影像学杂志,2008,16(4):301-303.

[2]亓恒涛,秦维昌,柳澄,等.64层螺旋CT颞骨低剂量扫描的初步研究.中华放射学杂志,2007,41(2):117-120.

[3]Prasad SR,Wittram C,Shepard JA,etal.Standard-dose and 50%-reduced-dose chest CT:comparing the effect on image quality.AJR,2002,179(2):461-465.

[4]Denis Tack,Viviance De,Maertelaer,etal.Dose reduction in mu ltidetector CT using attenuation-based on line tube currentmodu lation.AJR,2003,181(2):331-334.

[5]Naidich D,Marshall C,G ribbin C,etal.Low-dose CT of the lungs:preliminary observations.Radiology,1990 175(3):729-731.

[6]周阳泱,韩萍,冯敢生,等.鼻窦低剂量CT扫描对图像质量影响的研究.中华放射学杂志,2005,39(3):239-243.

[7]高建华,孙宪昶,李剑颖,等.不同前置滤线器对64层螺旋CT冠状动脉成像质量及放射剂量影响的对照研究.中华放射学杂志,2007,41(8),858-861.

[8]赖爱平,龚方戚,章士正.儿童CT检查射线剂量优化原则.中国儿童保健杂志,2005,13(4):342-346.

[9]Birgit B,Ertl-W agner BB,Hoffmann RT,etal.Multi-detector row computer temography angiography of the brain at various K ilovoltage settings.Radiology,2004,231(2):528-535.