双低技术CT扫描在低辐射剂量中的应用进展

杜津岳，李颖颖

（1泰安市优抚医院放射科 山东 泰安 271000）

（2泰安市泰山区疾病预防控制中心艾结科 山东 泰安 271000）

目前计算机体层摄影（computerized tomography，CT）因无创性与极高病变检出率被临床广泛使用，提高了全身疾病的诊断准确率[1]。然而，Albert等[2]研究发现约2%的癌症与CT辐射有关，因此降低患者所受辐射剂量具有重要临床意义，目前对于低剂量的研究主要集中在扫描条件方案的降低与高级重建算法的提升，然而，高级重建算法往往需要高级设备，对于基层医院无法普及，因此推广改变扫描条件的双低方案（低管电压、低管电流）CT扫描具有重要意义。本文主要对胸部、全腹、四肢双低剂量CT扫描应用场景进行综述。

1 CT辐射简介

CT使用高压激发球管发射射线进行检查，会对人体产生电离辐射。电离辐射所致DNA双键结构断裂是造成染色体畸变、细胞死亡及诱发癌症的辐射损害表现，DNA双键结构断裂最早反应就是形成H2AX，而CT辐射则会引起这种反应[3]。

2 CT基本参数调节

扫描方案优化对减少辐射剂量至关重要，因管电压和管电流与辐射输出相关，降低扫描方案条件可有效减少辐射输出，但会影响图像质量，因此优化方案具有挑战性。在扫描条件的降低中，CT可根据高密度（肾结石、CT血管造影等）或低密度（器官转移、肿瘤等）进行分类，在双低扫描中辐射剂量降低，相对应的图像中物质的CT值、噪声会升高，而在增强中血管内对比剂CT值、噪声会上升，而信噪比会下降，双低剂量条件要保证疾病检出率，促进剂量减少[4]。在图像重建算法中可根据不同的设备、部位进行调节，利用不同重建技术（滤波反投影重建、迭代重建、人工智能重建等）改善双低技术CT的图像质量[5]。

3 双低剂量CT在胸部中的应用

胸部双低剂量CT筛查是最常用的肺癌筛查手段，前期研究表明双低方案与不同重建方法可减低辐射剂量。王洪锋等[6]进行的130例双低剂量肺癌筛查中发现，双低条件可以达到诊断肺癌的目的，双低剂量CT诊断肺癌的敏感度未出现下降且有效减少辐射剂量。Tækker等[7]进行双低剂量胸部疾病检查中发现，常规（1.22±0.34）mSv和低剂量（0.22±0.05）mSv诊断支气管扩张、结节、肺气肿、气胸的准确性、敏感性均无差异，明确双低剂量肺癌筛查的可行性。然而，双低剂量扫描无法避免图像噪声的上升，如何降低噪声是改善双低剂量CT扫描图像质量的关键。De Margerie等[8]使用迭代模型重建CT最高灵敏度[100%（95%CI89%～100%）]，在低剂量的同时利用迭代模型算法降低图像噪声，达到保证低剂量图像质量目的。

在增强扫描中，赵艳红等[9]进行的90例单纯70 kV管电压低辐射剂量的冠状动脉CTA研究中发现，在相同对比剂浓度下，70 kV较100 kV图像噪声增加，两种条件图像质量均未出现下降，两组信噪比与对比信噪比无统计学意义，辐射剂量下降约22%。江瑞信等[10]进行的92例双低剂量CT扫描冠状动脉CTA检查中发现，双低剂量比常规剂量辐射下降了47.4%，冠状动脉CTA双低剂量降低辐射明显优于仅使用低管电压，且双低方案亦能保证图像质量。

上述研究表明，双低剂量胸部CT在平扫与增强中均减低患者辐射，使用双低技术同时配合不同重建算法可以达到降低辐射剂量的同时提高信噪比。然而，胸部双低剂量研究面临着70 kV管电压的限制，目前未出现低于70 kV的双低方案应用于肺癌筛查，对于结合低于70 kV的双低剂量条件与高级算法结合的研究需要进一步证实。

4 双低剂量CT在全腹部中的应用

全腹CT检查中，肠腔是辐射敏感的器官，因此全腹低剂量CT检查显得尤为重要。Larsen[11]等进行的643 例140 kV管电压、250 mA管电流与120 kV管电压、200 mA管电流双底扫描方案发现，双低方案在全腹扫描中降低辐射剂量40%，且诊断肠梗阻、气腹的效能无明显差异。Eriksson等[12]进行的21例骨盆骨折双低剂量CT研究中发现，最低辐射剂量为0.97 mSv,在骨折术后随访过程中双低剂量CT能避免多次检查带来的高辐射剂量。双低剂量扫描能保证诊断准确性。然而，目前CT诊断不局限于疾病，还可进行物质的检测，双低扫描会改变CT值，因此Rob等[13]进行的双低技术扫描鉴别泌尿系结石成分的系统性综述中发现，在双低方案中对于泌尿系结石诊断成功率为100%。同时有文献指出在管电压为120 kV、100 kV、80 kV的全腹CT扫描中，三种管电压条件均可鉴别尿酸与非尿酸结石，低剂量80 kV尿酸与非尿酸结石鉴别的AUC为0.842[14]。证明了双低剂量扫描方案不仅能降低辐射剂量同时还能保证物质成分的检出。

在增强扫描中，叶浩翊[15]等进行的87例双低剂量全腹CTA研究中发现，双低条件较常规剂量图像质量无差异，双低剂量血管CT值上升约20%，主要原因为管电压下降时更接近碘的K缘，此时碘的X线吸收以光电吸收为主，在低kV和高kV中，低kV碘密度比高kV时增强，从而使得图像对比度增加[16]。因此双低扫描技术配合低浓度对比剂反而能增加低剂量损失的CT衰减，达到提高图像信噪比的目的。

上述研究表明，双低剂量全腹CT对疾病检出无差异，且术后随访中仍适用。在泌尿系结石成分分析中，双低剂量CT也能达到成分分析要求。在全腹CTA中，双低剂量扫描可减低辐射剂量，且配合低对比剂总量可增加血管CT值，达到满足诊断需求。然而，对于非尿酸结石的低剂量研究目前尚未发现，对于低剂量非尿酸结石的检出率是否与正常剂量一致需要进一步研究。在全腹CTA双低剂量研究中多评价大血管的信噪比，对细支分支的血管评价是否与常规剂量一致仍需要进一步研究。

5 双低剂量CT在四肢中的应用

四肢关节CT在外伤中应用广泛，能明确骨折的类型与细小骨裂，近年被大量应用于临床。Lei等[17]进行的241例骨折的双低剂量研究中发现，在迭代算法的双低辐射剂量扫描方案中，骨折诊断灵敏度从96.7%提高到98.9%，特异性从98.2%提高到100.0%。表明双低剂量在骨折病变中能满足诊断需求。Dailey等[18]进行前瞻性骨折双低剂量CT扫描19周复查研究中发现，双低剂量CT辐射剂量降低有利于骨折患者愈合，主要原因是骨痂的生长在受到高剂量辐射时会变得缓慢。上诉研究表明，骨折复查的患者应使用双低剂量CT扫描，同时建议减少多次复查。Diekhoff等[19]进行的36例类风湿性关节炎双低剂量CT研究中发现，80 kV管电压低剂量在类风湿性关节炎的滑膜炎、腱鞘炎等评估均达到正常剂量CT水平，能达到明确诊断目的。

综上所述，双低剂量四肢CT扫描与常规剂量相比四肢骨折的诊断效能不变，在骨折随访中使用双低剂量CT有利于骨折愈合。在四肢非骨折疾病中，双低剂量四肢CT扫描能达到与常规CT一样的类风湿性关节炎疾病评估。然而，目前在四肢双低剂量疾病相关研究较少，虽明确类风湿性关节炎中可达到诊断要求，但对四肢关节的肿瘤、非炎症性病变等的双低剂量扫描是仍需要进一步研究。

6 问题与展望

CT是常用临床检查手段，有效发现体内病变，对疾病早诊断提供可靠证据，还可对治疗、预后等进行评估，是未来临床检查技术的重要手段。然而，CT对设备、患者体型、选用参数等都有严格要求，如不设计与推广个性化的低剂量扫描方案，会对患者造成不必要的电离辐射。因此，如何进行规范化、统一化的双低剂量CT检查是目前临床应用中需要解决的问题。

目前对于CT扫描的研究中，CT图像不仅仅用于诊断，对于首次CT图像用于预测疾病预后、制定手术方案、判断肿瘤基因型的影像组织等均发挥重要作用。然而，双低剂量扫描会导致影像组学数据改变，因此未来对于双低剂量相关研究中应在保证图像质量的前提下进行上述研究的拓展，将双低剂量研究带入影像组学、预测疾病预后等领域。