320排CT在胸部健康检查中实行个性化低剂量扫描的可行性及其临床应用价值

曾庆千+刘红艳+彭旭红+雷苑麟+黄海连+黄俊毅+关秀红+卢俊英

【摘要】 目的：探讨320排CT在胸部健康检查中实行个性化低剂量扫描的临床应用价值。方法：选择2014年6月-2016年12月来本院进行健康体检的人群242例，按体质指数标准分成四组，使用东芝公司320排螺旋CT进行常规剂量及各级低剂量扫描并进行后处理，通过分析软件记录扫描时间（T）、CT剂量指数（CTDI）、剂量长度乘积（DLP），测定图像CT值标准差（SD），并对所有图像进行三维重建（3D）、最小密度投影（MIP）、多平面重建（MRP）等处理，分析比较常规剂量及各级低剂量扫描的辐射剂量减低差异及图像的质量差别。结果：CT扫描图像的CT值标准差（SD）随着剂量的降低而增加，且在降到15 mA时升高突然明显。第二组至第五组的CT值标准差（SD）与第一组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。不同体指数的人群，通过降低各级剂量，分析其图像质量，得出了各组在最佳低剂量扫描条件下，保证图像满足诊断要求的扫描方法。结论：320排螺旋CT在不同體质量指数中实行个性化低剂量扫描可用于大规模胸部体检。

【关键词】 健康体检； 体质指数； 个性化低剂量； 320排螺旋CT

The Feasibility and Clinical Application Value of 320 Slice Spiral CT in the Low Dose Scanning in Chest Health Examination/ZENG Qing-qian，LIU Hong-yan，PENG Xu-hong，et al.//Medical Innovation of China，2017，14（12）：027-031

【Abstract】 Objective：To explore the clinical application value of 320 slice spiral CT of the chest health examination in the implementation of personalized low dosage scanning.Method：242 people who took physical examination in our hospital from June 2014 to December 2016 were selected，they were divided into four groups according to body mass index.320 slice spiral CT of Toshiba were adopted for the scanning of conventional dosage and low dosage at different levels with post-processing.Through the analysis of scanning time software（T），CT dose index（CTDI），dose length product（DLP），determination of image CT value standard deviation（SD），and 3D reconstruction of all images（3D），minimum intensity projection（MIP），multi planar reconstruction （MRP） etc，the difference of radiation dose reduction and image quality between conventional dose and low-dose scanning were compared.Result：The CT standard deviation（SD） of the CT scan images increased with the decrease of the dose，and increased significantly at 15 mA.The CT standard deviation （SD） of the second group to the fifth group were compared with the first group，the differences were statistically significant（P<0.05）.Population with different body mass index，by reducing the dose at all levels and analyzing the image quality，the scanning method of each group to ensure that the image meets the diagnostic requirements under the condition of the best low dose scanning.Conclusion：320 slice spiral CT in the low body mass index in the implementation of personalized low-dose scanning can be used for large-scale chest examination.

【Key words】 Healthy physical examination； Body mass index； Personalized low dosage； 320 slice spiral CT

First-authors address：The Sixth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University，Qingyuan 511500，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.12.008

随着健康体检的迅速发展，改变了人们只能依靠疾病的症状启动诊断进程的历史，使早期发现疾病成为可能。肺癌是最常见的恶性肿瘤，每年全世界肺癌新发病例和死亡病例均超过一百万。肺部CT扫描检查是目前一个敏感度及准确率较高的X线手段[1-2]。1990年，Naidich等[3]首次提出低剂量CT的概念，由于当时CT机未普及，未能引起大家的注意，国际放射防护委员会（ICRP）主张在满足X射线诊断要求前提下，应遵循所有辐射剂量保持在可合理达到的尽可能低水平的原则（ALARA）[4]。所以，寻找一组适合个人的低辐射剂量又不影响影像质量的CT扫描方法是当前影像学界研究的重点之一。本课题探究320排CT在胸部健康检查中实行个性化低剂量扫描的临床应用价值，效果满意，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2014年6月-2016年12月来本院进行健康体检的人群242例，其中男122例，女120例，根据体质量指数分类标准，进行常规剂量及各级低剂量扫描并进行后处理。全部研究对象均排除无法配合检查者、怀孕者，均被告知，且知情同意。按不同体质量指数，行CT检查分组，见表1。

1.2 方法 按体质指数标准分为四组，每组再随机平均分成5个小组进行胸部扫描，采用东芝320排CT设计5组扫描条件，进行扫描。

1.2.1 扫描技术 采用东芝公司TOSHIBA 320排螺旋CT，检查前进行屏气训练。扫描参数：管电压120 KV，管电流分别为100、50、30、20、15 mA，扫描架旋转时间另行记录，扫描层厚为3 mm，螺距为1～2。重建层厚为3 mm，间隔为3 mm。扫描前先平扫定位，语音提示开始闭气后开始扫描，范围自肺尖到肺底。

1.2.2 图像后处理及分析 所有图像均采用标准算法重建，分别采用肺窗及纵隔窗观察。客观评价法：各组图像均分别取升主动脉与肺动脉干交界处层面的主动脉进行图像CT值标准差（SD）测定，兴趣区划分面积约为升主动脉1/3。取均值反映该组图像的图像噪声[5]。主观评价法：通过PACS系统专业显示器观察图像，隐藏扫描条件，分别由3名影像专业主治以上医师可根据需要对图像进行薄层（最薄1.0 mm）重建[包括三维重建（3D）、最小密度投影（MIP）、多平面重建（MRP）等]及任意调整最合适的肺窗及纵隔窗进行评价。（1）正常图像（优级）：肺纹理及纵隔大血管边缘锐利，四级支气管清晰、纵隔淋巴结边缘清晰锐利。（2）图像有少许伪影，不影响诊断（良级）：肺纹理及纵隔大血管边缘稍显模糊，三级支气管清晰、可分辨纵隔淋巴结。（3）图像伪影多，尚可诊断（一般）：肺纹理及纵隔大血管边缘稍模糊，三级支气管模糊、纵隔淋巴结显示较模糊。（4）严重伪影，不能诊断（差级）。另外，分别计算出各组不同mA剂量的加权CT剂量指数（CT does Index volume，CTDIvol）、剂量长度乘积（dose length product，DLP）及剂量减低率，结合医师对CT图像的评价，最终得出最适合的扫描条件。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验；计数资料以率（%）表示，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 体质指数<18.5 kg/m2受检者情况 标准剂量100、50 mA的受检者图像均为正常图像；30 mA中有3例图像有少许伪影；20 mA有3例图像有少许伪影，1例图像有较多伪影；而15 mA时，出现2例图像有少许伪影，2例图像有较多伪影。CT扫描图像的CT值标准差（SD）随着剂量的降低而增加，且在降到15 mA时升高突然明显。第二组至第五组的CT值标准差（SD）与第一组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2。典型病例见图1。

2.2 体质指数18.5～23.9 kg/m2受检者情况 标准剂量100 mA的受检者图像均为正常图像；50 mA中有1例图像有少许伪影，1例图像有较多伪影；30 mA中有2例图像有少许伪影，1例图像有较多伪影；20 mA有3例图像有少许伪影，1例图像有较多伪影；而15 mA时，出现3例图像有少许伪影，2例图像有较多伪影，并出现了3例有严重伪影的图像。CT扫描图像的CT值标准差（SD）随着剂量的降低而增加，且在降到15 mA时升高突然明显。第二组至第五组的CT值标准差（SD）与第一组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。典型病例见图2。

2.3 体质指数24.0～27.9 kg/m2受检者情况 标准剂量100 mA的受检者图像均为正常图像；50 mA中有1例图像有少许伪影，1例图像有较多伪影；30 mA中有2例图像有少许伪影，1例图像有较多伪影；20 mA有1例图像有少许伪影，2例图像有较多伪影，并出现了2例有严重伪影的图像；而15 mA时，有2例图像有较多伪影，并出现了4例有严重伪影的图像。CT扫描图像的CT值标准差（SD）随着剂量的降低而增加，且在降到15 mA时升高突然明显。第二组至第五组的CT值标准差（SD）与第一组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表4。典型病例见图3。体质指数≥28.0 kg/m2受检者因为数据少，未参与研究。

3 讨论

肺癌是最常见的恶性肿瘤，由于肺癌危险因素变化，人口增长与老龄化，我国肺癌年龄调整死亡率总体呈上升趋势[6-7]。通过胸部CT体检发现早期病变，对提高疾病检出率和治疗效果都具有重要意义[8]。以往肺部体检大都采用胸透、胸部X线摄片等方法，与常规胸部X线片相比，CT具有分辨率高、无前后结构重叠等优点，对小病灶和早期病变的发现较普通X线胸片敏感，对肺部病变检测的敏感性和准确度，CT明显优于普通X线胸片[9]。鉴于CT的上述优点，西方发达国家首先用胸部CT替代常规X线胸片作为肺癌的普查、筛选方法。胸部CT可有效检出早期周围型肺癌，进一步验证病变所在部位及累及范围，同时可鉴别其肿瘤的性质，是目前肺癌诊断、分期、临床效果评估及治疗后随诊中最常用及最重要的影像手段[10-12]。由于过去几十年科技快速发展，世界范围内CT检查的人数显著增加。在美国、英国、德国、日本的研究中，在20世纪80年代后期至21世紀初，CT检查人数呈双倍增加。美国CT的辐射剂量占整个放射诊断检查的67%，而在英国占47%。医学影像检查中的辐射剂量与引起的致癌风险有很大关系。据报道在15个发展中国家恶性肿瘤发生率中0.6%～3.2%很可能与影像检查所致的电离辐射有关。辐射剂量的问题已引起广泛关注。为了弥补这一缺点，放射学家又探索出一种低剂量胸部CT的扫描方法（Low-dose CT of the chest），运用于肺癌的普查并取得了可喜的成绩[13]。通过研究320排CT按患者的体质指数实行个性化低剂量扫描临床应用研究，寻找出一组适合个人的低辐射剂量扫描方案，既可以有助于更有效准确的保护个人，又可以保证图像质量，大大节省球管的使用率，延长CT使用寿命，有效降低医院的使用成本，将使CT在临床胸部健康体检中应用更加广泛[14]。

但既往CT胸部体检一般采取常规默认剂量进行扫描，曝光条件使用单一，320排CT具有独特多种管电流使用技术，加上东芝行业最低的10 mA扫描技术，可以实现真正意义上个性化扫描。另外，后处理技术可以对所有图像进行三维重建、最小密度投影、多平面重建等处理，对图像实现多方位观察成为可能。李云卿等[15]分别采用降低管电流和管电压的方法来降低剂量，并观察剂量降低与图像质量之间的关系。发现降低管电流后，CT图像的均匀性随CT扫描剂量减少逐渐变差，图像的噪声水平CT扫描剂量减少逐渐增高，但皮下脂肪、骨骼肌、椎体的CT值改变与正常图像质量比较差异无统计学意义，说明在一定限度内降低管电流可以降低X线剂量但不影响图像质量，噪声相应有所增加，但在可接受范围[16]。本研究通过对CT值标准差（SD）对比分析，亦充分证明以上观点。有学者提出要提倡允许适度噪声存在的图像，ALARA原则（AsLowAsReasonabiyAchievabie）要求在得到足够诊断信息前提下使用最小的辐射剂量。

郑文龙等[17]报道，多层螺旋CT成人胸部低剂量扫描，既不影响胸部疾病的诊断，又能显著降低扫描剂量，具有显著的防护价值。池卫华等[18]报道辐射剂量与mAs成正比关系，扫描中降低mAs既可以减少辐射剂量，也可以延长球管寿命，降低球管维修和更换等费用，提高开机率，创造更好的经济效益。本研究探析320排CT在胸部健康检查中实行个性化低剂量扫描的临床应用价值，体质指数<18.5 kg/m2受检者，15 mA可以作为一个胸部低剂量扫描数值，其图像质量可达到临床诊断要求，而受检者的受照剂量低于常规对比扫描；体质指数18.5～23.9 kg/m2受检者，20 mA可以作为一个胸部低剂量扫描数值，其图像质量可达到临床诊断要求，而受检者的受照剂量低于常规对比扫描；体质指数24.0～27.9 kg/m2受检者，30 mA可以作为一个胸部低剂量扫描数值，其图像质量可达到临床诊断要求，而受检者的受照剂量低于常规对比扫描。

从而得出了根据不同体质指数的个体的个性化低剂量扫描参数[19-20]。可以实现真正意义的个性化扫描，在独特设计剂量成像方面成就了无可比拟的优势。但目前应用320排CT胸部体检个性化低剂量扫描的研究很少。本研究项目主要特点在于应用320排CT进行胸部个性化低剂量扫描，使得更有效准确的保护个人，保证图像质量及延长CT使用寿命得以实现。

本研究仅针对东芝公司TOSHIBA 320排螺旋CT机，不同类型CT机或许存在差异，并且只改变剂量，固定其他扫描参数，以及病例数较少，特别是体质指数≥28.0 kg/m2受检者病例数不足，未参与本研究，故存在一定局限性。但从放射实践的最优化原则出发，健康体检时，进行个性化低剂量CT扫描应给予积极倡导和大力推广。

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