CT低劑量掃描篩查肺腫瘤最佳掃描參數的研究

【作 者】張帥，陳衛彬，王衛東，楊杰

解放軍總醫院，北京，100853

肺癌的發病率高，死亡率高，具有相對確立的高危人群，早期缺乏癥狀而療效較好，一級預防效果并不理想,是一種適宜篩查的疾病[1]。早期通過胸片加痰涂片找癌細胞年度普查來篩查早期肺癌，已被證明不能降低肺癌的死亡率,其根本原因在于篩查的敏感性不夠[2]。隨著低劑量CT (LDCT)的逐步推廣[3]，這種敏感性高的方法再次鼓舞了人們的信心，早期肺癌的篩查開始重新成為研究的熱點。1996年后，有關文獻報告開始明顯增多，但大多數文獻報道，都集中于肺癌的檢出率以及早期肺癌所占比例等數據上,爭論的焦點也多集中于用LDCT篩查早期肺癌能否降低肺癌的死亡率[4]。而對于低劑量CT掃描的參數卻沒有統一的認識，肺癌的篩查也沒有公認的程序，用低劑量CT篩查早期肺癌也存在廣泛爭議；醫學界對于CT掃描是否會增大患者的致癌幾率一直存在異議[5]。因此，采用最恰當的掃描條件，最大限度的降低病人的受照劑量，降低病人的二次誘發腫瘤的幾率成為人們關注的焦點[6]。筆者結合CT的檢測技術和實際掃描、隨機對照，通過實驗確定了CT低劑量掃描的最佳參數，具有一定的臨床推廣意義。

1 材料與方法

1.1 材料 本研究選用美國GE公司生產的LightSpeed 16 CT作為實驗用機，該設備性能穩定，圖像質量好，在臨床上廣泛使用，具有一定的代表性；性能體模選取美國體模實驗室（AAPM）生產的Captain500作為標準體模。

肺是人體呼吸的重要器官，其內部為富含空氣的空腔組織，其密度相差較大。肺CT的臨床診斷主要要求有高的細節顯示能力，即高的空間分辨率。由于本身組織密度相差較大，其密度分辨率無特殊要求。

1.2 方法 ① 在掃描床上正確放置Catphan 500體模的Catphan528和Catphan 515體模，使用140kV/20、30、40、50、200 mA和層厚分別為1.25 mm和10 mm掃描，獲取高對比度下分辨率圖像和低密度分辨率圖像，調節到最佳的窗寬窗位，記錄肉眼看到的高分和低分值，并與國家CT檢測驗收標準（高低比度分辨率≥5LP/cm，低對比度分辨率≤7.0 mm@0.5%）[7]的要求進行比較，記錄下符合標準的最低掃描條件值。

② 選擇2009年8月－12月有咳嗽、咯痰、咯血等呼吸道癥狀且X線胸片發現病灶的志愿者60例， 分別采用標準條件和步驟①獲取的低劑量最佳條件進行肺部常規掃描，采用熱釋光劑量計（TLD）放置人體敏感部位的體表對應部位，測試病人的皮膚受照劑量，獲取圖像。

③ 對獲取的掃描圖像打印膠片，遮擋掃描條件，分別請兩名從事放射科影像工作10年以上的資深醫生對獲取的圖像進行盲評，分辨圖像的細節，進行評價。

2 結果

掃取性能體模，采用140 kV和分別為200 mA、50 mA、40 mA、30 mA和20mA進行掃描，對獲取的圖像調節合適的窗寬窗位，記錄讀取的關鍵性能參數，經過比較140 kV，30 mA為合適的低劑量掃描參數。獲取的圖象如圖1所示。左側兩個圖為140kV/200 mA掃描獲取的高對比度分辨率和低密度分辨率圖像，采取STND標準重建算法重建，獲取的高對比度分辨率為8l p/cm，低對比度分辨率為4 mm@0.5%；右側為采用140kV/30mA低劑量掃描獲取的圖像，其高對比度分辨率為7lp/cm，低對比度分辨率為7 mm@0.5%，均滿足國家CT檢測標準（高對比度分分率≥5l p/cm，低密度分辨率≤7 mm@0.5%）。考慮到肺為空腔組織，其實際密度要小于模體組織，故其實際掃描特性應優于模體組織。

圖1 140 kV，200 mA、20 mA掃取水模成像Fig.1 140kV、200 mA、20 mA Scan water phantom images

圖2 病人140kV/200mA/20mA，肺窗縱隔窗圖像Feg.2 Patient’s lung window and mediastinum window images under 140kV,200mA,20mA

對于60名志愿者分別進行140kV/200mA和140kV/30mA掃描，部分結果如下圖2所示。圖2分別羅列同一病人肺窗和縱隔窗不同掃描條件圖像，左側為常規劑量獲取的肺窗和縱隔窗的圖像，右側為140kV/30mA低劑量掃描獲取的肺窗和縱隔窗圖像。從圖中可以看出兩種劑量掃描獲取的肺窗圖像在細節上沒有差異，而縱隔窗低劑量獲取的圖像顆較粗，感覺上略遜于常規劑量掃描的圖像。

掃描的圖像打片后遮蓋掃描條件，邀請兩位臨床一線工作的資深影像學醫師進行盲評，閱片。

表1 評測結果Tab.1 evaluating outcome

對兩個醫師的可診斷和不能診斷的結果進行合并后，評價其一致性，一致性良好。

對照組診斷原發性肺癌19例，轉移性肺癌12例，肺結核3例，肺炎14例，正常15例；實驗組診斷原發性肺癌17例，轉移性肺癌11例，肺結核3例，肺炎15例，正常14 例。

3 討論

① 有效的降低了病人的吸收劑量[8]～[11]

目前由于CT引起的醫療X線照射已經占到了整個醫療輻射的70%以上，也是引起醫療照射二次損傷的主要原因。通過降低掃描的參數，可以有效地降低病人受照劑量。本研究中使用常規條件140kV/200mA掃描的病人其劑量長度乘積（DLP）在200.88～347.13 mGy*cm之間，而使用140kV/30mA低劑量掃描DLP在32.26～50.74 mGy*cm之間，僅相當于常規劑量水平的10%～ 20%，可以有效地降低病人由于X線照射引起的輻射不確定效應，最大限度地保護了病人的人身安全。

② 降低設備損耗，延長球管的使用壽命

X線是由高速運行的電子流撞擊陽極靶面后產生。CT 球管的壽命受曝光次數和每次曝光時毫安秒多少的制約。曝光次數多，CT球管陽極靶面受撞擊的次數多,球管的受損幾率大。掃描時使用的mAs高,高速運行的電子流對靶的撞擊面積增大，球管受損幾率及損害程度相應增加[12]。曝光時間和次數相同，高mAs掃描對CT 球管的損害無疑大于低mAs掃描。螺旋CT機球管常處于高速旋轉且掃描時持續曝光的狀態，一般都具有熱容量限制。如果CT 掃描時mAs過高，可致CT球管的過熱幾率增加，損耗加大，從而加速球管的老化，進而降低圖像質量。本組資料顯示相同肺部掃描長度(220mm)，低劑量(30mA)螺旋CT掃描的總mAs為550mAs，常規劑量(200mA)掃描為3521mAs，前者僅為后者的15.6 %。由于低劑量掃描總mAs減少，掃描時CT球管發生過熱的幾率相應減小,利于延長其壽命,從而降低檢查成本。

③ 圖像的亮度

采用低劑量掃描后，因為X射線的量是與曝光的mA成正比的，mA降低，導致從球管的出射X線量顯著降低，從而使圖像在同等窗寬窗位下亮度降低，讀片的醫師在一開始會不適應，習慣后無問題。

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