CT 低剂量技术在泌尿系统检查中的应用进展

樊婷婷，刘白鹭

（哈尔滨医科大学附属第二临床医学院CT 室，黑龙江 哈尔滨 150000）

低剂量扫描最早是在1990 年被Naidich 等[1]提出来的，以后便得到了广泛关注。国际辐射防护委员会在2000 年对辐射剂量进行了统计[2]，CT 扫描的辐射剂量占据了三分之一左右，是名副其实的医用放射源。研究表明[3]辐射剂量与癌症的发生率呈正相关，而泌尿系统扫描范围大，辐射剂量高一直是关注的热点。腹部组织的天然对比较小，大幅度的降低剂量受到一定的限制，因此这方面的研究仍在不停的探索中，现对CT 低辐射剂量的技术方案在泌尿系统方面的研究情况作如下综述。

1 降低辐射剂量的技术及方法

1.1 自适应管电流调节技术（ATCM）

包括角度调制（X-Y 调制）、长轴调制（Z 调制）、角度-长轴联合调节技术（X-Y-Z 调制）和部分扫描技术[4]。

角度调节技术：其原理就是利用人体侧位和前后位的解剖结构的差异，自动调节减低管电流。该技术可实现实时、在线及适应解剖的调节。对儿童，还可利用体质量来有效调整曝光量，可能有效减少射线剂量26%～43%。对成人，最大可使毫安数降低50%[5-7]。

长轴调制：即根据患者定位像上的不同部位及层面来调节管电流，使在螺旋扫描时各部位保持均匀一致的噪声水平。Kalra 等在腹、盆腔扫描时，管电流可被降低至三分之一[8-10]。

联合调节技术：同时运用X 轴、Y 轴和Z 轴的管电流调节技术。这是一种有预见性的、综合的立体空间剂量调控技术。Rizzo 等[11]研究发现，X-Y-Z 轴联合调节较单独使用X 轴、Y 轴或Z 轴技术可降低辐射剂量42%～44%。

部分扫描技术[12]：部分扫描技术可以将特定部位的管电流降低到零，从而避免对敏感器官的直接辐射暴露。例如当应用西门子CT 机的此项技术时，管球每圈旋转232°，那么管球没有旋转到的角度所正对的人体部位就不会受到直接的辐射，因此可大幅度的降低敏感器官的辐射剂量。

1.2 迭代重建技术（IR）

IR 与传统滤波反投影法（FBP）相比，IR 算法重建过程中消除了图像中的统计误差，噪声和条纹状伪影显著减少，获得了更高质量的图像，提高了病灶的显示率。目前多家公司推出了多种IR 算法如GE 公司的适应性统计迭代重建（ASIR）和基于模型的迭代重建（MBIR），即Vero 技术；飞利浦公司的iDose 技术；西门子的图像空间迭代重建（IRIS）和SAFIRE 技术和东芝的适应性迭代剂量减低（AIDR）技术。Hara 等[13]通过对体模和患者的研究，发现与FBP 法相比，ASIR技术在明显减少图像噪声的同时，最多可降低65%的辐射剂量。

1.3 扫描参数

降低管电压：管电压代表着射线的穿透力，X 线的照射剂量和kV 的平方成正比，将管电压降低，放射剂量呈阶梯状大幅度的降低[14]。Schindera 等[15]通过对体模的研究，保持信噪比不变时，当管电压从140 kV 分别降到120 kV、100 kV 和80 kV，辐射剂量分别约减少到原来的48%、30%、20%。

降低管电流：管电流代表着射线的量，管电流降低，患者的受线剂量就会降低。

增加螺距：螺距大小与扫描机床移动速度呈正比，螺距与扫描时间呈反比。螺距越大，患者受辐射暴露的时间越短，辐射剂量就越低[16]。

1.4 其他常用方法

在扫描中尽量减少扫描次数，采用铅和铋等放射防护罩对重要器官进行遮挡，根据不同患者的情况设置个体化方案，使用特殊软件对X 线进行有效滤过，减少Z 轴过滤扫描，多部位扫描时尽量减少扫描范围的叠加，采用多种方案联合扫描等方法均可有效的减低辐射剂量。

2 低剂量CT 的临床应用

2.1 在泌尿系结石方面

泌尿系的结石多为阳性结石，与周围组织的对比度较大，使得降低辐射剂量对结石的诊断是可行的，因此低剂量CT 对泌尿系统结石的研究越来越多。有外国学者认为低剂量螺旋CT 与常规剂量螺旋CT 相比对泌尿系结石检出率无显著差异。

目前对泌尿系结石的研究多采用降低管电流、管电压和低剂量模拟软件的方式。

调节管电流或管电压技术：Knoepfle 等[17]采用70mA、120kV，研究表明辐射剂量可被降低50%，对诊断的敏感性和特异性仍然很高，可达97%左右。汪素涵等[18]也作了类似研究，管电流选择80 mA 或120 mA，与标准剂量（180 mA）相比，对泌尿系结石的诊断敏感度相同（均为93.8%），符合率（分别为96%和95.5%）仍然很高，而剂量指数最多可减少55.5%。国内有学者对39 例患者行MSCT 检查，30 例管电流选用220～250 mA（常规剂量），9 例采用100～120 mA 的低剂量扫描，结果表明所有病例原始轴位和三维重建图像均满足临床诊断要求且结果正确。

管电压和ATCM 联合降低技术：Naveen 等[19]对泌尿系结石患者行MDCT 平扫，体质量＜90 kg 者，管电压选用80 kV，≥90 kg 者选用100 kV，管电流为75～150 mA，并采用ASIR方法进行重建，结果表明管电压和ATCM 联合降低技术大幅度的减少了患者的辐射剂量。王秋霞等[20]把132 例泌尿系结石患者随机分成6 组：各组扫描条件如下Ⅰ组（80kV、200mAs）、Ⅱ组（80 kV、300 mAs）、Ⅲ组（100 kV、100 mAs）、Ⅳ组（100 kV、150 mAs）、Ⅴ组（100 kV、200 mAs）、Ⅵ组（120 kV、200 mAs）、Ⅵ组为对照组，扫描层厚5 mm，层间距5 mm，螺距0.984，结果表明低kV 组（100 kV、100 mAs，80 kV、200 mAs）图像质量符合诊断要求。

低剂量模拟软件的研究：Ciaschini 等[21]对患者先行常规剂量（120 kV，177 mA）扫描后，再通过模拟软件（西门子16排CT 机）模拟管电流88 mA、44 mA，结果表明对于直径＞3 mm的结石诊断敏感度均在90%以上，分别为97.7%、93.0%和91.9%，而辐射剂量却分别降低了一半和四分之三。Kamazyn等[22]也作了类似的研究，分别模拟了管电流80 mA、40 mA 并把患者按体质量分为两组（≥50 kg 组和＜50 kg 组），研究结果显示对于一般的年轻患者，80 mA 完全可以诊断，对于<50 kg组，40 mA 也能达到诊断要求。

2.2 在尿路造影方面

2.2.1 对比剂注射技术和扫描期数

传统的MDCTU 检查采用单次团注技术，常配合3～4 期（平扫、肾实质期、排泄期扫描）。多次扫描导致的高辐射剂量引起了广泛关注，以此为出发点，一种新兴的对比剂注射方式，即分次团注技术引起了人们的广泛兴趣。现多采用将对比剂分成2 次注射，第1 次注射（剂量为30～40 mL），延迟450～490 s（此时对比剂排泄到肾集合系统和输尿管）进行第2 次注射（剂量为80～110 mL），在第2 次注射后延迟100～120 s时启动CT 扫描。优点是仅用一次扫描就得到了双期的数据（肾实质期和排泄期），减少了辐射暴露的时间，大大降低了病人所受的放射剂量，同时也减少了造影剂的用量，降低了患者对造影剂的反应。为了使集合系统和双侧输尿管对比剂充盈良好，可适当的增加第1 次注射的剂量，减少第2次注射剂量。也有研究为了得到肾动脉的数据，而尝试了对比剂3 次团注技术。

2.2.2 扫描参数

Nolte-Ernsting 等[23]认为对于体质量为70～100 kg 的病人，可以把管电流降低到与其体质量相等（即体质量为80 kg 的病人可采用80 mAs），仍可以满足诊断要求。Kemper 等[24]在对家猪（平均75.1 kg）进行了研究，管电压为120 kV 时，将管电流降到70 mAs，图像质量依然可以满足诊断要求。Coppenrathl 等[25]研究发现当管电压被降低到90 kV 时，放射剂量仅为原来的40%，而信噪比几乎不受影响。Yoshiharu 等[26]通过采用不同管电压配合不同造影剂的量的实验，研究显示在管电压降低时可适当减少造影剂的量，此研究更有利于需反复扫描的CT 检查的患者和年轻患者。目前“3D 可调噪声滤过技术”的应用，与固定mAs 技术相比，在不显著影响影像质量的前提下可以降低20%～30%的放射剂量[27]。

2.2.3 CTU 与IVU、CTA 联合扫描技术

近年来CTU 与IVU 联合扫描技术的研究逐渐增加。最早是McCollough 等[28]在CT 机房引入X 线摄影设备，病人可以先进行IVU 检查，当不能除外病变时立即行CT 扫描；也可先行泌尿系CT 增强扫描，然后接着在CT 扫描床上摄取排泄期尿路影像，但受限于对设备的要求，临床上难以广泛应用。

“CTU 一站式检查”（CTUA）即在一次泌尿系统CT 扫描中同时获得CTU 和CTA 的图像。具体过程如下：先平扫，注射对比剂后，在特定时间进行肾皮质扫描，重组出肾血管的三维图像，间隔50 s 后扫描肾髓质期，最后延迟15～30 min扫描全尿路并重组出全尿路的三维图像。此应用不仅有助于输尿管疾病、肾脏及肾周疾病的诊断，同时还可根据病变情况观察肾动脉解剖形态、走形及是否存在副肾动脉等。此一站式扫描显著的降低了患者辐射剂量，也减轻了其经济负担。钱俨等[29]对75 例患者行CTUA 及CTU 检查，分别对该两组影像作VR 重建，对比观察CTUA、CTU 对肾、尿路、血管的显示效果。结果表明CTUA 技术成功率及对肾皮质、髓质、肾盂肾盏的区别显示率均为100%，CTUA 对泌尿系肿瘤、结石、炎症及各种尿路、血管畸形均诊断明确。卢向彬等[30]对20 例患者进行泌尿系CTA、CTU 联合扫描技术，血管系统与集合系统可同时显影，对于泌尿系先天性疾病、肿瘤等疾病的诊断和临床治疗均有重要的应用价值，而平均辐射剂量约12.04 mGy，辐射剂量显著降低。此外其他辅助手段如静脉水化、腹部加压、静脉注射低剂量呋塞米等，还有根据患者的自身情况选择个体化方案等均会在不同程度上减低患者的辐射剂量。综上所述，研究人员通过运用各种技术和不断创新，低剂量CT 对泌尿系统的扫描已经取得了可喜的进步，虽然图像噪声有所增加，但所获图像质量及影像信息完全可以满足诊断要求，大幅度降低了受检者的辐射剂量，同时也可延长了球管的使用寿命。应用低剂量CT 检查技术的关键是掌握影响CT 辐射剂量的各种参数及其对图像质量的影响，根据ALARA 原则和具体检查目的制定出合理的低剂量扫描方案。然而从研究方法到提出一个相对合理的量化值，尚有待于CT 生产厂家和医务人员继续探索和研究。

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