分析不同参数对胸部增强CT扫描辐射剂量的影响*

张连宇 吴 宁②* 耿建华

随着医疗科学技术的发展，X射线计算机断层成像(computed tomography，CT)检查的应用范围越来越广，对于该项检查的辐射剂量成为人们的关注点。一些欧美国家已经开始提倡放射科记录每个患者的容积CT剂量指数(volume computed tomography dose index，CTDIvol)和剂量长度乘积(dose length product，DLP)[1-2]。在满足诊断需要的同时降低辐射剂量，一直是CT相关工作人员的追求，而CT设备新技术的开发和应用为这一目标提供了可能。本研究通过对比4台CT设备的297例扫描数据，分析胸部增强CT扫描检查的辐射剂量，探讨如何优化胸部增强CT扫描的诊断剂量用量及扫描参数设置。

1 材料与方法

1.1 一般资料

随机选取2016年2月至2017年10月在中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院接受胸部CT增强检查的297例成年患者病例，其中男性141例，女性156例；年龄24～90岁，平均年龄(58.10±11.32)岁。按照不同CT机型号分为设备A组、设备B组、设备C组和设备D组。所有患者性别和年龄比较差异无统计学意义，具有可比性。排除标准：①年龄＜18岁；②双臂不能上举、屏气不良；③有运动伪影、金属伪影严重病变影响解剖结构观察者。检查征得所有患者知情同意。

1.2 仪器设备

采用的4台CT机(美国GE公司)型号分别为Discovery CT750(设备A)、Optima CT660(设备B)、Optima CT660(设备C)以及Lightspeed VCT(设备D)。

1.3 扫描参数

胸部增强CT扫描，采用高压注射器，经肘静脉注射对比剂碘海醇，随后注射生理盐水20 ml，流速均为2.5 ml/s。于注射对比剂后35 s进行扫描。扫描范围为胸廓入口至膈肌水平包括整个肺野。医学数字成像及通信(digital imaging and communication of medicine，DICOM)格式图像及剂量报告上传至影像归档及传输系统(picture archiving and communication systems，PACS)存储。4台设备的主要扫描参数细节见表1。

1.4 扫描剂量相关数据

从DICOM数据中提取患者的性别、年龄、检查时间、CT设备信息、扫描方案名称、CTDIvol和DLP，观察检查扫描图像是否有运动伪影、严重的金属伪影，记录扫描长度。患者有效剂量(effective dose， ED)计算为公式1[3]：

ED=k×DLP (1)

式中k为及欧洲共同体委员会(CEC)的剂量转换指数，DLP为剂量长度乘积。对成人胸部CT，式中k=0.014 mSv÷(mGy·cm)[3]。

1.5 统计学方法

使用统计软件JMP 12进行数据处理，计量资料以均数±标准差()表示，计数资料多组比较采用卡方检验，计量资料多样本均数比较采用Wilcoxon秩和检验，两两比较应用student t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 扫描剂量比较

在4组设备对所有病例的扫描中，其CTDIvol值分别为(12.18±4.13)mGy、(8.86±3.18)mGy、(10.70±5.18)mGy和13.59 mGy，4组比较差异有统计学意义(F=38.58，P＜0.05)，各组之间两两比较差异均有统计学意义，其中D组＞A组＞C组＞B组；4组病例的DLP值分别为(433.54±145.18)mGy·cm、(311.62±112.75)mGy·cm、(368.04±181.22)mGy·cm和(475.75±34.25)mGy·cm，之间比较差异有统计学意义(F=36.33，P＜0.05)，各组之间两两比较差异均有统计学意义，其中D组＞A组＞C组＞B组；4组病例的ED值分别为(6.07±2.03)mSv、(4.36±1.58)mSv、(5.15±2.54)mSv和(6.66±0.48)mSv，之间比较差异有统计学意义(F=36.32，P＜0.05)，各组之间两两比较差异均有统计学意义，其中D组＞A组＞C组＞B组，见表2。

表1 四组设备的扫描参数设置对比

表2 四组设备的辐射剂量及扫描长度比较

2.2 扫描长度比较

在4组设备对所有病例的扫描中，其扫描长度分别为(316.79±22.83)mm、(312.74±32.23)mm、(303.66±21.49)mm和(310.07±25.20)mm，4组比较差异无统计学意义(F=2.07，P＞0.05)；各组间扫描长度两两比较只有A组和C组间有差异，A组扫描长度明显大于C组。

3 讨论

胸部增强CT扫描与胸部低剂量CT扫描不同，后者着重于用较低的放射剂量实现肺内病灶的筛查检出，前者更多的是满足肺内实性肿瘤及纵膈、胸壁软组织的观察需要。增强CT扫描有助于病变检出，分辨其细微结构、定性诊断及疗效评价，但不等于说胸部增强CT扫描不需要考虑辐射剂量。降低满足临床需要的同时，最大幅度的降低辐射剂量，仍是研究者追求的目标。

在CT扫描方式上，早期依靠降低管电流和管电压，减少扫描时间，应用自动管电流调制技术(auto mA)[4-5]降低扫描辐射剂量，而后发展了包括角度射线管电流调制技术(smart mA)[6]、统计迭代重组(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)[7-8]技术。Rampado[9]的研究表明，固定噪声指数(noise index，NI)，应用自动管电流调节(automatic tube current modulation，ATCM)技术，该技术可以在相同剂量下，沿X-Y轴(角度调节，smart mA技术)、Z轴(长轴调节，auto mA技术)进行管电流自动调节来改变图像质量，在不影响图像诊断质量的前提下，联合角度与Z轴调节技术比只用管电流或角度调节技术的辐射剂量明显降低[10]。

本研究回顾性分析了在4台设备上接受胸部增强CT扫描患者的受照剂量，这些患者的图像质量均达到了临床需求，但其受照剂量有显著性差异。通常将DLP的75%位数的值DLP75%作为诊断参考水平。本研究结果显示，4组的DLP75%在352.5～544.69 mGy·cm范围内，与我国成年人胸部CT的调查结果470 mGy·cm[11]基本一致。但是，与欧洲的一些研究结果[11]有较大的差异，Tsapaki等2006年报道胸部CT的DLP75%为447 mGy·cm；Shrimpton等报道2005年英国胸部单排CT(single-detector computed tomography，SDCT)和多排CT(multi-detector computed tomography，MDCT)的DLP75%分别为760 mGy·cm和940 mGy·cm。2000年欧洲胸部SDCT的DLP75%为650 mGy·cm，2004年欧洲胸部MDCT的DLP75%为267 mGy·cm[12]。其原因可能为欧洲人的身高普遍比我国高，扫描长度大，因此使DLP高；再有，欧洲的数据均为2000-2006年间的结果，本研究为2016-2017年的研究结果，十多年间CT技术的发展，有效的降低了辐射剂量。同理，本研究结果显示，胸部CT的有效剂量平均值在4.36～6.66 mSv范围内，明显低于英国放射学会2003年报道的2000年的CT胸部扫描的典型有效剂量的值8 mSv[13]。该有效剂量值与核医学中SPECT及PET的放射性药物导致的患者有效剂量的值相当[14]。

本研究中，D组设备扫描时其患者有效剂量为最高，这与该组使用固定电流有关。B组和C组CT机为同一型号，扫描参数旋转时间不同，B组为0.6 s，CT为0.5 s，理论上球管旋转时间慢的应该比时间快的辐射剂量高，但结果中辐射剂量B组低于C组，究其原因，考虑两者扫描参数的smart mA设置中，B组使用该项技术，C组未使用，因此，smart mA技术极大提高了扫描层面针对性的电流选择，明显改善降低了辐射剂量。A组参数smart mA设置为开启，其他均与C组参数完全一致，但辐射剂量却高于C组，其原因考虑两组所有CT设备型号不同，并且从扫描范围的比较中可以看出，A组扫描长度大于C组，表明扫描下界A组相对较低，更多的包括了腹腔脏器，从而增加了该位置的扫描对辐射剂量的贡献，因此不同的设备，即使扫描参数相同，患者所受的有效剂量也会有差异。

本研究对象仅限于本科室使用的单一品牌不同型号CT机，且仅对扫描长度进行研究，未对患者的体型进行比较；仅针对患者的年龄、性别少数一般特征进行一致性检验，实际影响因素更多，有待于扩大样本量及基于模体的研究进一步验证。

胸部增强C T扫描中患者的有效剂量在4.36～6.66 mSv范围内，自动管电流模式下患者的有效剂量低于固定管电流，smart mA技术会有效降低患者有效剂量，不同型号的设备，即使扫描参数相同，患者所受的有效剂量也会有差异。随着新技术的应用和改善，胸部增强CT扫描辐射剂量可以根据机器的性能进一步优化降低。

参考文献

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