个体因素对胸部CT辐射剂量的影响研究⋆

梁旭晴 姜 阳 陈玉洪 佘 济 张德川

重庆市中医院放射科(重庆 400021)

随着医疗科学技术的飞速发展，X射线计算机断层成像(computed tomography，CT)在临床上的应用亦越来越广泛。低剂量胸部CT扫描已成为肺癌筛查、结节复查、常规体检的首选方法[1-2]，但是，检查带来的辐射剂量问题也同样引人关注[3]，因此，如何降低CT辐射剂量，践行ALARA(as low as reasonably achievable)原则，已成为业内备受关注的热点问题[4]。被检者的有效辐射剂量(effective dose,ED)可以通过公式：ED=DLP×k(胸部转换系数，k=0.014 mSv mGy-1 cm-1)[5]来进行计算，因此，通过研究个体因素对胸部CT DLP的影响，即可知晓个体因素对辐射剂量的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象前瞻性收集103例成人被检者资料，包括年龄、性别、身高、体重，剂量长度乘积(DLP)。男性51例，女性52例，年龄27-88岁，平均年龄(58±14.2)岁。纳入标准：只纳入成年被检者的单个部位的胸部CT平扫，排除标准：多部位、急诊胸部CT平扫、未成年(≤18岁)被检者。

1.2 扫描方法采用GE VCT螺旋扫描仪。被检者双手上举、环抱置于头顶，扫描范围从胸廓入口至肺底，包括整个肺野。扫描条件：120kV，自动毫安：100～400mA，机架转速0.5s/圈，螺距0.984:1，扫描层厚5mm，层间距5mm，重建层厚1.25mm，层间距1mm，扫描完成后数据自动上传至GE AW4.6工作站和PACS服务器。

1.3 图像质量评价为了评价图像质量是否会影响胸部辐射剂量，对纳入标准的胸部CT图像进行图像质量评定。采用3名高年资主治医师以上职称人员进行图像质量盲评，将整体图像质量的评分标准定为5个等级：1分，解剖结构模糊，不能用于临床诊断；2分，基本解剖结构显示不清楚，解剖细节不足以被发现；3分，大部分的解剖结构可用于临床诊断，少数解剖结构(膈肌、支气管细小分级等)不能进行评价；4分，解剖细节较清楚，能够由于临床诊断；5分，解剖细节显示清楚，能够简单明了地评价[6]。

1.4 数据处理统计分析用IBM SPSS 23.0，DLP的影响分析采用多元逐步回归分析方法。P<0.05为有统计学意义。

2 结 果

2.1 图像质量对DLP的影响图像质量评定为≥4分为优质图像，≤3分为差质图像，见图1；图像质量对DLP无影响，见表1。

图1 图像质量评定。图1A：85岁，意识障碍，闭气不佳，支气管有截断影，评定为差质图像；图1B：，75岁，闭气好，图像质量优；图1 C：78岁，炎症患者，闭气不佳，有呼吸伪影，图像质量为差质图像；图1D：50岁，炎症患者，闭气好，优质图像。

表1 图像质量对DLP的影响

2.2 个体因素与DLP的线性关系通过观察被检者的个体因素(年龄、身高、体重)与DLP的散点图，可以看出DLP与身高、体重具有比较好的线性关系，与年龄具有近似线性关系，见图2。

图2 个体因素与DLP的散点图。图2A:是被检者年龄与DLP的散点图，他们存在近似线性关系；图2B:是被检者身高与DLP的散点图，他们存在良好的线性关系；图2C:是被检者体重与DLP的散点图，他们存在良好的线性关系。

2.3 多元回归分析采用多元线性回归分析法，分别观察性别、身高、体重、年龄、对DLP的影响，结果见表3。表3显示，体重和年龄对DLP有显著影响，其他变量对剂量DLP虽然有影响，但是无统计意义。

将P值≤0.10的因素(体重和年龄,表3)纳入逐步回归分析中，选入变量的标准是P≤0.05。结果显示：体重的回归系数为5.543，即体重每增加1kg，DLP会增加5.543；年龄的回归系数为2.191，即年龄每递增1岁，DLP会增加2.191，见表4。

表3 个体因素对DLP的影响

表4 有显著因素的回归统计

3 讨 论

自螺旋CT问世并全面应用临床以来，CT检查辐射剂量在总医疗辐射的占比较高，约占50%[7]，因此，低剂量CT扫描一直是临床和科研的热点[8]，以往研究均是从扫描方法、扫描条件、重建方法、体质数等方面探索影响被检者辐射剂量的因素，从个体因素方面探讨影响辐射剂量较少。

扫描方法及扫描条件上，早期主要依靠降低管电流、管电压、减少扫描时间和应用自动管电流调制技术(auto mA)来降低扫描辐射剂量[9]。如，焦兴华[10]认为在剂量为40mAs时，图像质量即可满足诊断要求；张永县[11]将管电压、探测器宽度、螺距联合器官剂量调制技术来降低CT辐射剂量；有研究者[12]发现，某些螺旋CT机型在管电流保持不变的情况下剂量与螺距成反比，而某些机型在使用自动管电流技术时，螺距变化不会影响辐射剂量。

重建方法上，如果辐射剂量过低将会使滤波反投影技术(filtered back projection reconstruction，FBP)的重建数据采样不足，导致噪声增多，图像质量无法满足临床诊断的需要[13]。迭代重建(iterative reconstruction，IR)是在采用较低的辐射剂量下，通过多次迭代的方法从而提高图像质量、降低图像噪声和伪影[14]。自适应迭代重建(adaptive statistical iterative Reconstruction，ASIR)是基于系统统计模型的重建，在临床应用中发现[15-16]，在采用常规剂量胸部CT扫描时，如果将ASIR值预设为40%～60%时，图像质量噪声和对比噪声较高，并且肺窗和纵隔窗的临床评分最高[17]。

2015年，世界卫生组织认定正常成人体质数BMI(Body Mass Index，BMI)为18.5-24.9kg/m2，BMI≥25.0kg/m2属于肥胖，BMI<18.5kg/m2属于消瘦。国内有研究者以体质数来研究降低辐射剂量[18-19]，但没有阐明体质数和辐射剂量存在何种关系。Saade等[20]根据体重不同，划分为≤60、60-80、81-100和≥101kg这4个等级，来研究体重与辐射剂量的影响，发现体重与辐射剂量存在一定关系。由于我国较欧美国家人群体重普遍偏低[21]，陈振等[22]以体重60kg为界，分成≤60kg 和>60kg 两类人群，分别选用不同的扫描参数，同样发现体重可以影响CT辐射剂量。本研究结果显示体重的对DLP的影响有统计学意义(P=7.9E-15<0.05)，并且呈正相关，即体重每增加1kg，DLP会增加=5.543；身高虽对DLP有影响，但无统计学意义(P=0.975>0.05)，见表3、表4。

在放射生物剂量学中，影响准确估算生物剂量的关键因素是个体对电离辐射反应的差异性[23]，研究表明，基因表达的个体差异性的主要因素是年龄、性别、是否吸烟、生活方式和炎症反应等[24-25]。李爽[26]的实验表明，在离体照射时，男性外周血中大多数基因的mRNA相对表达水平要低于女性，表明男性对辐射的敏感性要低于女性；受年龄影响最大的基因表达是FDXR基因，Kajimura等在对样本量为229名日本原爆人群的相关基因mRNA和双着丝粒细胞数表达水平的聚类分析时发现，上述二者均表现为随着年龄增加而减少的趋势[27]，研究提示受照者的年龄可能对影响辐射诱导的基因表达水平变化。本研究也是从宏观层面上揭示了被检者的辐射剂量与年龄呈正相关，即年龄每递增1岁，DLP会增加2.191，见表3、表4。被检者的性别差异对DLP会产生一定影响，但无统计学意义(P=0.154>0.05)。

CT扫描的辐射剂量评估参数常规是采用剂量长度乘积(DLP)和容积CT 剂量指数(volume CT dose Index，CTDIvol)。美国医学物理师学会于2014年提出一种新的评价CT辐射剂量的方法，即体型特异性剂量估算(size specific dose estimation，SSDE)方法[28]。SSDE 是将经计算的被检者体型校正转换系数与CT系统里记录的CT剂量指数CTDIvol的乘积。对于DLP和CTDIvol的直观、易于获取的评估方法，SSDE计算复杂但相对准确，同时，SSDE与被检者所接受辐射的真实值之间，仍有差距。因此，本文选用易于直接获取的DLP值而不是选用SSDE值来作为辐射剂量的指标，同时，本研究的样本量只有103例，样本量偏少，这是本研究的不足之处。

综上所述，影响胸部CT辐射剂量的主要个体因素是被检者的年龄、体重，他们与DLP存在正相关的线性关系。根据上述结论，基于被检者的个体因素并联合多种扫描参数来降低辐射剂量，这将是下一步的研究重点，也必将会给临床工作带来重要的指导意义。