不同CT扫描中心联合ATCM技术对乳腺辐射剂量的影响

陈鹏程, 张敏, 胡帆

宣城市人民医院 皖南医学院附属宣城医院影像科,安徽宣城 242000

随着X线计算机断层摄影(computed tomography,CT)技术快速发展以及临床广泛应用,其辐射剂量问题也越来越突出[1]。有研究发现,管电流每提高10 mA/s,增加的扫描辐射剂量值与拍摄大约7～14张X线胸片相当[2]。管电流调制技术主要包括角度调制以及Z轴调制。其中,角度调制能够按照被扫描者于横断面不同角度表现出的衰减差异进行电流实时调整,提高射线利用效率,减少辐射剂量[3]。对于Z轴调制技术,则主要通过单幅定位像了解各层面信息,同时估算各层电流值,确保各层噪声基本一致。全自动管电流调制(automatic tube current modulation,ATCM)技术可以随人体解剖结构厚度变化进行扫描辐射剂量的实时调节[4-5]。本文旨在探究不同CT扫描中心联合ATCM技术对乳腺辐射剂量的影响,希望为临床提供一定指导依据。

1 资料和方法

1.1 实验材料

采用北京嘉茂宏医疗公司PH-57成人胸部模体;CT机选用GE公司Optima670型;热释光剂量计(thermoluminescence dosimeter,TLD)(上海纳优仪器仪表有限公司)。

1.2 CT扫描方法

对准模体与CT扫描野正中部位矢状线,并在垂直位置设置不同水平中心线,包括乳腺向上5 cm(mam+5)与4 cm(mam+4)、乳腺(mam)、腋前线(pre-axilla)、腋后线(post-axilla)以及腋中线(mid-axilla)。将TLD放在乳腺表面,两侧各1个。首先予以定位像扫描:从第6颈椎上缘处到第12肋后下缘处往下5 cm;管电流与管电压分别为35 mA、120 kV,扫描长度512 mm,定位像采集所取单元尺寸0.6 mm;并将X射线管放在后前位+侧位。不同扫描中心均行3次定位像扫描。然后螺旋扫描1次,由第7颈椎上缘处到第12肋后下缘处,采取ATCM,管电压与管电流分别为120 kV、110 mA,探测器宽64 mm×0.625 mm,重建层厚与间隔分别为10 mm、0.7 mm,螺距1.0 mm,视野(FOV)362 mm×362 mm,旋转时间设置为0.5 s/周。

1.3 图像重建与对比噪声比(contrast noise ratio,CNR)测算

1.4 剂量测量

采取TLD测量不同CT扫描中心扫描时模体乳腺器官剂量,定位像扫描取3次测量数据平均值,进行定位像以及螺旋扫描具体累积值的计算(左侧和右侧的均值)。详细记录机器所示容积CT剂量指数(volume CT dose index,CTDIvol),同时计算CTDIvol累积值。

1.5 统计学处理

采取SPSS 26.0软件处理数据,计量资料多组比较使用单因素方差分析。P<0.05为差异具有显著性。

2 结 果

2.1 不同扫描中心时CNR比较

不同扫描中心联合ATCM时肺算法与软组织算法CNR比较差异均无显著性(P>0.05;表1)。

表1 不同扫描中心时CNR比较

2.2 不同扫描中心联合ATCM模体CTDIvol以及乳腺辐射剂量比较

扫描中心为post-axilla时CTDIvol累积值最小,为pre-axilla时CTDIvol累积值最大;扫描中心为post-axilla时乳腺辐射剂量累积值最小,为mam时乳腺辐射剂量累积值最大(表2)。

表2 不同扫描中心联合ATCM模体CTDIvol以及乳腺辐射剂量比较

2.3 ROI的选取图片

模体冠状面图像上8部分信号区以及背景区ROI的选择示意图见图1。

图1 模体ROI示意图A为肺算法冠状面图片;B为软组织冠状面图片

3 讨 论

本研究显示,不同扫描中心并不会对图像质量造成较大影响。但由于本次研究仅使用了一个模体,因此结果具有一定局限性。本研究中,与最低乳腺辐射剂量(扫描中心post-axilla,4.793 mGy)相比,扫描中心为mam(6.471 mGy)能够使其提高35.01%。分析原因,主要由于CT扫描过程中,会对乳腺予以高能量照射。本研究与最低CTDIvol累积值(3.531 mGy)相比,扫描中心为pre-axilla(4.126 mGy)可使该值提高16.85%。以往有研究以成人胸部模体为实验材料,取后前位定位像时,辐射剂量在最高以及最低位置之间相差大约61%[6]。因此本研究选择双定位像,此为胸部CT检查中优化定位像扫描手段,不仅可以降低图像放大效应,同时亦能提高定位准确性,不同扫描中心时,最高与最低CTDIvol累积值相差只有16.85%。进行胸部CT检查时,同样能够通过改变定位像以及扫描中心,达到优化辐射剂量目的。以往有文献选择幼儿胸部模体进行实验,发现垂直位置改变时,降至较低位置时可使乳腺辐射剂量提高大约16%,并使甲状腺辐射剂量提高大约24%[7]。本研究扫描中心为post-axilla(即最高床位)时CTDIvol累积值最小,与上述研究观点基本相符,提示扫描中心不同能够影响到CT检查中辐射剂量。扫描中心取人体腋后线,为较理想选择。但是,本研究采取胸部仿真模体,因为其和正常人体组织结构无法完全一样,最终结论有待后续临床研究补充与完善。

综上,采取ATCM技术予以胸部CT检查时,不同扫描中心时CTDIvol值以及乳腺辐射剂量均有差异,其中扫描中心取post-axilla时两者值最低,且不影响图像质量。