幼儿胸部 CT 扫描采用智能管电压技术的应用

余世勇 王爽 马琼英

伴随CT检查技术的迅猛发展，CT 检查目前已经成为幼儿呼吸道疾病临床影像学检查中最为常用的手段之一。由于肺组织是胸部含气的器官、具有极佳的天然组织间的分辨率，因此胸部 CT 得到了广泛应用，但是CT 检查时X 线辐射对人体存在潜在危害，与成人相比，婴幼儿对辐射的敏感性远比成人高，X 线辐射对发育阶段的儿童尤其是婴幼儿的危害性更大。因此，小儿胸部CT检查采用低剂量扫描显得非常必要和重要。目前能降低剂量的公认方法有：降低管电压和管电流、增大螺距等；智能最佳管电压(CARE kV)技术和自动管电流调控技术(ATCM) 已成为剂量优化的有效方法。近年来 CARE Dose 4D 扫描技术已成为常规小剂量扫描方法之一，它能在保证图像质量的同时有效降低辐射剂量，本研究旨在尝试探索针对幼儿胸部的CT低剂量优化扫描方案。

资料与方法

一、临床资料

搜集2016年月至2017年10月间在我院接受64层CT ATCM胸部扫描的1～3 岁患儿共60例，随机平均分成两组：A组30例，男19例，女11例，平均月龄26个月，平均体重13.7 kg；B组30例，男17例，女13例，平均月龄 25个月，平均体重13.5 kg。

其中30例采用管电压 100 kV(A组)，30 例采用管电压 80 kV(B组)；另搜集既往接受固定管电流(100 kV/60 mAs) 低剂量扫描检查幼儿30例(C组)作为对照。

二、扫描方法

采用GE公司生产的Light speet VCT 64排螺旋 CT 机及其工作站进行扫描，幼儿一般配合较差，故检查前30 min给予 5% 水合氯醛口服镇定催眠(按1 ml/kg计算用量)，服镇静剂后的幼儿无法进行屏气或呼气相配合扫描，因此均采用镇定催眠后平静呼吸下螺旋扫描。扫描范围：上至胸廓入口下至肺底，方向头到足。扫描参数: C组，采用传统降低管电压及管电流的低剂量扫描方式，100 kV，60 mAs；A组，100 kV，管电流采用自动管电流调节技术；B组，80 kV，管电流采用自动管电流调节技术; 余扫描参数一致，均采用迭代重建技术，层厚0.625 mm，螺距1，重建层厚1～3 mm，所有图像均通过 PACS 传至GE Advantage Window 4.5计算机工作站，进行多平面重组( multiplanar reconstruction, MPR)和容积再现(volume rendering, VR) 等后处理成像。

三、射线剂量评估

根据GE Light speet VCT 64排螺旋 CT 机扫描完毕自动显示的平均管电流(mAs)、CT 容积剂量指数(CT dose index vol-umes, CTDIvol)和剂量长度乘积(dose length product, DLP)，并计算出有效辐射剂量(ED)，计算方法: ED=DLP×小儿胸部剂量转换系数k值(0.016 mSv·mGy-1·m-1)[1]。

四、图像质量分析、评定

由2名高年制主治医师用双盲法根据纵隔窗(窗宽350、窗位40)和肺窗(窗宽1 700、窗位600)观察纵隔内结构、肺组织结构、肺纹理、病灶结构和周围胸壁结构；根据显示情况以及噪声情况采用5分制对两组图像进行打分。图像结构显示非常清晰，无噪声干扰为5分：图像结构稍欠清晰、但对主要病变显示不受影像者，有较少的噪声，为4分；图像结构显示稍模糊、主要病变显示尚好，有可以接受的噪声，不影响诊断，为3分；图像结构模糊，太多噪声，不能用作定性诊断者为2分或1分。确定评分在3分及以上者可满足诊断要求。

五、统计学方法

使用 SPSS 20.0 统计软件包分析数据，分别计算出3 组图像的平均 mAs CTDIvol DLP ED DR，所得数据分别采用单变量方差分析，P<0.05 为差异有统计学意义。

结 果

同等管电压(100 kV) 条件下: A 组管电流采用ATCM 技术后 DLP 为( 28.30±4.77) mGy/cm；对照组 C 组采用固定管电流 DLP 为(57.84±4.84)mGy/cm，两组相比差异有统计学意义(P<0.05)；同样采用 ATCM 技术条件下: B 组联合采用低电压技术( 管电压降为80 kV) 后，DLP为(24.18±4.69)mGy/cm，与A组(100 kV) 相比差异有统计学意义(P<0.05)。A组ED为(1.10±0.19) mSv， B 组 ED为(0.94±0.18)mSv，C组ED为(2.26±0.19)mSv。A 组相对C组DR约51.07%；B组相对C组DR约58.20%，差异有显著统计学意义(P<0.05)。

所有病例的图像质量评价均为3分以上，均能够满足诊断要求。A 组CTDIvol平均(1.20±0.05)mGy、DLP平均(25.23±1.34)mGy·cm，ED 平均(0.40±0.07)mSv；B 组 CTDIvol 平均(1.48±0.03)mGy、DLP 平 均(32.75±1.41)mGy·cm，ED 平均(0.52±0.06)mSv，A组ED比B组下降了23%，差异有统计学意义(P<0.05)。

讨 论

由于儿童处于生长发育阶段，细胞分裂快、更新速率高，对放射线的敏感性极高，有学者统计，如与成人接受同等辐射剂量时，产生癌症的风险是成人的十多倍[1]，因此，我们在保证诊断质量不受影响的前提下，如何尽量做到减少受检患儿的辐射损伤，成为扫描技术界当今研究的热点，对各种受检患者、尤其是幼儿人群意义更加重大。自动曝光控制技术(ATCM)， 可根据受检者身体在扫描时，射线照射在不同部位的厚度和不同组织器官的衰减系数来对管电流进行自动控制和调节，从而实现容积扫描中最大限度地减少无效剂量。该技术是智能调节扫描毫安，与以往所采用的固定降低管电压或降低固定管电流的低剂量扫描方法完全不同，它不仅可以降低辐射剂量，而且扫描不影响图像质量，与固定管电流模式相比，应用 ATCM 技术可使含气的肺组织区域有效射线剂量显著降低。有研究发现 ATCM 技术可以使辐射剂量降低约15%～40%[2]，本组 ED 下降更明显，可能与幼儿体型及胸部体层厚度差异较小有关[3]。

管电压的改变亦会对ATCM技术成像质量产生影响，本组病例中，管电流同样采用ATCM技术下，B组适度降低管电压后ED与A组较高管电压相比ED下降约14.11%，辐射剂量与管电压的幂指数成正比， 因此适当降低管电压会使辐射剂量进一步下降，但平均管电流会显著提高。Nyman等[4]报道管电压从120 kV 降低到80 kV时需提高近4倍的管电流来维持相同噪声水平。但过度降低管电压会导致平均管电流过高而导致球管的加速损耗。本组病例图像质量均满足诊断要求，且主观质量评分差异无统计学意义。因此，管电流采用 ATCM 技术控制后平均管电流及有效辐射剂量均大幅下降，但对图像质量没有影响。

智能最佳管电压(CARE kV)调控技术是系统根据扫描定位像提供的信息和预先设定的质量要求，自动计算不同管电压下所需管电流的数值，智能最佳管电压(CARE kV)技术和自动管电流调控技术(ATCM)是从中选择一组剂量效率最佳的kV-mA基准曲线，自动从低到高依次选择管电压，它可适当进行管电流的补充以降低辐射剂量，提高图像质量[5]，同时自动计算 CTDIvol 和 DLP，省去了烦琐的计算。据报道 CARE Dose 4D 扫描技术可降低剂量 66.6%[6]，有研究显示，从120 kV 降到 80 kV ，辐射剂量可以降低65%[7]。管电流与辐射剂量呈线性关系，剂量与管电压的幂指数呈正比，管电压的降低更能有效降低辐射剂量；对于儿童来说低管电压扫描显得非常有意义。本文将 CARE kV 和 CARE Dose 4D 技术联合使用，平均辐射剂量降低了23%[8]。

综上所述， 在幼儿胸部扫描中，采用自动管电流调控技术(ATCM)和智能最佳管电压(CARE kV)技术，不但能有效降低辐射剂量，而且不影响图像质量;低电压联合ATCM 技术可以广泛应用于儿童胸部低剂量扫描。