頭部不同頭圍受檢者CT低劑量掃描參數(shù)優(yōu)化研究

李斌，劉義軍，劉婷，浦仁旺

大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科，遼寧 大連 116011

0 前言

隨著影像技術(shù)的不斷發(fā)展，CT檢查在臨床中的應(yīng)用越來越廣泛，在過去20年的發(fā)展過程中，CT檢查的頻率在全世界范圍內(nèi)增長超過8倍[1]。CT掃描產(chǎn)生的輻射劑量占到所有醫(yī)學(xué)輻射劑量的1/2左右[2]，大幅增加的輻射劑量引起了人們對于輻射危害及安全問題的廣泛關(guān)注，于是有學(xué)者提出醫(yī)學(xué)輻射防護的正當(dāng)化和最優(yōu)化原則，在保證圖像質(zhì)量的前提下最大限度地降低輻射劑量，成為研究的熱點[3]。本研究對270例行頭部掃描的受檢者按頭圍尺寸進行分組，探討不同頭圍受檢者CT低劑量掃描參數(shù)的優(yōu)化方法。本研究打破傳統(tǒng)頭部CT掃描所采用的固定曝光參數(shù)的掃描模式，可大幅降低頭部CT掃描總體輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

隨機選取于我院行顱腦CT掃描的患者270例，年齡25～80歲，中位年齡52歲。

1.2 儀器與掃描方法

1.2.1 儀器

采用GE公司Lightspeed 16 層螺旋CT掃描儀。

1.2.2 掃描方法

（1）分組。測量270例顱腦患者側(cè)腦室基底節(jié)層面頭圍徑線長度，參照GB10000-88標準將頭部分為3組（每組按3個特定掃描層面再分成1、2、3三個亞組，每組30例患者）。Ⅰ組：頭圍≤535 mm；Ⅱ組：580 mm ＞頭圍＞535 mm；Ⅲ組：頭圍≥580 mm。

（2）顱腦掃描參數(shù)。常規(guī)掃描參數(shù)管電壓120 kV，管電流280 mA。低劑量掃描參數(shù)管電流為240 mA、200 mA、160 mA、120 mA 4組。其共同掃描參數(shù)為：120 kV、層厚5 mm，重建方式矩陣512×512、0.8 s/r、窗寬 80～100 HU、窗位 35～40 HU。

（3）選擇特定掃描層面。① 輻射冠水平；② 基底節(jié)水平；③ 顳骨巖部四腦室水平。

（4）每一位患者在常規(guī)條件（280 mA）下行顱腦掃描后，再分別以240 mA、200 mA、160 mA、120 mA對每個亞組的特定層面進行同一層面的掃描，以上掃描均征得患者的同意。同時在基底節(jié)水平層面圖像上測量SD值，每幅圖像測量10個不同點計算平均值，各點測量面積均為100 mm2。

1.3 圖像評價

所有圖像均由3位經(jīng)驗豐富的醫(yī)師進行雙盲法閱片，使用5分制評分，3位醫(yī)師在1周后重新進行評價，并對3位醫(yī)師診斷結(jié)果的一致性進行Kappa分析。綜合3位醫(yī)師評分結(jié)果計算出不同頭圍、不同劑量下5種等級的圖像數(shù)，并統(tǒng)計比較不同管電流間圖像質(zhì)量評分、SD值及劑量指數(shù)（CTDI）的差異性。5個等級質(zhì)量評價標準：解剖結(jié)構(gòu)清晰可見，無偽影，圖像質(zhì)地細膩均勻，能精確診斷為優(yōu)，5分；解剖結(jié)構(gòu)可見，基本無偽影，圖像質(zhì)地均勻但不很細膩，能作出診斷為良，4分；解剖結(jié)構(gòu)可見，有少許偽影，圖像質(zhì)地不細膩不均勻，但尚能作出診斷為中等，3分；解剖結(jié)構(gòu)隱約可見，偽影較多，從而降低了診斷的可信度為一般，2分；解剖結(jié)構(gòu)不清楚，有明顯偽影，圖像質(zhì)地粗糙，不能做出診斷為差，1分。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理。對3位醫(yī)師診斷結(jié)果一致性進行Kappa分析。對不同管電流間圖像質(zhì)量評分，SD值進行方差分析。對不同頭圍不同劑量下等級圖像進行kruskal-wallis test非參數(shù)秩和檢驗，不同掃描劑量組間進行Mann-Whitney U兩兩比較。

2 結(jié)果

2.1 醫(yī)師評價

3位醫(yī)師自身前后一致性評價高度一致，K值為0.63。不同掃描條件在不同頭圍3組中均有顯著性差異，結(jié)果見表1（P＜0.001）。Mann-Whitney U兩兩比較顯示：Ⅰ組，120 mA與其余各組比較有顯著性差異（P＜0.001），圖像質(zhì)量差（圖1），160 mA與200 mA、240mA、280mA比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），圖像質(zhì)量相似；Ⅱ組，120 mA、160 mA與其余各組比較有顯著性差異（P＜0.001），圖像質(zhì)量差（圖2），200 mA、240 mA、280 mA之間兩兩比較均無顯著性差異（P＞0.05）；Ⅲ組，120mA、160 mA、200 mA與其余各組比較均有顯著性差異（P＜0.001），圖像質(zhì)量均差（圖3），240 mA與280 mA比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），結(jié)果見表2。

表1 顱腦不同體厚不同掃描條件下圖像等級秩和檢驗情況

圖1 小尺寸頭圍掃描圖像

圖2 中等尺寸頭圍掃描圖像

圖3 大尺寸頭圍掃描圖像

表2 顱腦不同體厚不同mA掃描兩兩比較Z(P)

2.2 評分及SD值

Ⅰ組，120 mA圖像評分均值＜3分；Ⅱ組，120 mA、160 mA圖像評分均值＜3分；Ⅲ組，120 mA、160 mA、200 mA圖像評分均值均＜3分。SD均值＞4.5，不能達到診斷要求。與常規(guī)劑量280 mA在圖像評分及SD均值上差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），其結(jié)果見表 3，圖 4～5。

表3 頭部不同體厚患者CTDI圖像評分及SD值比較結(jié)果

圖4 SD均值比較

圖5 圖像評分均值比較

3 討論

頭部CT掃描，在臨床的CT檢查中一直占有很大的比例，掃描人次最多，重復(fù)檢查的頻率也在不斷增長，總體的輻射劑量大幅增加。合理優(yōu)化頭部CT掃描參數(shù)，對均衡圖像質(zhì)量與輻射劑量具有重要的意義。

3.1 CT的輻射危害

國外學(xué)者[4]統(tǒng)計，自從19世紀90年代中期以來，美國每年接受CT檢查的人次增加大于10%，而人口增加每年＜1%。常規(guī)及急診情況下CT的檢查量均有所增長[5-6]，病人電離輻射量激增。CT年檢查人數(shù)由300萬增加到2006年的6700萬[7]。CT檢查僅占所有放射學(xué)檢查的11%，但是有效劑量約占總檢查劑量的70%[8]。CT檢查X線輻射劑量的大幅增加，使得受檢者隨機效應(yīng)的發(fā)生風(fēng)險提高。流行病學(xué)調(diào)查顯示[9]，CT輻射劑量的增加可增大患者癌癥發(fā)生的風(fēng)險，Einstein等人[10]指出，在美國有1.5%～2%的患者由于CT檢查導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。Colding[11]指出，成人腹部檢查有效劑量為10 mSv時致癌風(fēng)險會增加1/2000。由于CT掃描存在著這些危害，對于這種現(xiàn)今不可或缺的檢查手段，我們要提高意識，遵循使用最低劑量原則，即ALARA（As Low As Reasonably Achievable）[12]，降低CT輻射劑量，減小CT輻射危害。

3.2 頭部CT掃描研究現(xiàn)狀， 掃描方案優(yōu)化及意義

目前，對于頭部CT掃描臨床上大多采用固定曝光參數(shù)的掃描模式，掃描參數(shù)固定、應(yīng)用于所有人群。頭部低劑量的掃描研究也大多集中在小兒，劉昌盛等人[13]研究認為嬰幼兒顱腦內(nèi)結(jié)構(gòu)自然對比度好，低劑量掃描適宜其顱腦病變檢查。成人頭顱低劑量研究，考慮尺寸大小的并不多見。國外對于體型尺寸的研究相對較早，最初的研究多以體重元素為參考[14]，同時很多國外的學(xué)者也進行了人體徑線相關(guān)參數(shù)的研究，Haaga[15]的研究認為，人體體徑能更好地反映X線的衰減與圖像噪聲的相關(guān)性，此類研究多集中在胸腹部，頭部并不多見。本研究通過實際掃描發(fā)現(xiàn)，成人頭圍尺寸的差異同樣對圖像質(zhì)量具有一定的影響。固定參數(shù)掃描會導(dǎo)致小尺寸頭顱受檢者接受過多的輻射劑量，產(chǎn)生輻射危害，此種掃描模式急需優(yōu)化。按照頭圍大小對受檢者進行分組，采用不同參數(shù)進行掃描，此種掃描優(yōu)化方案是可行的，其開拓了另一種CT低劑量掃描的思路，它區(qū)別于常規(guī)固定參數(shù)掃描及管電流自動調(diào)制技術(shù)掃描的方式，將頭部患者按不同頭圍進行分組掃描從而降低臨床輻射劑量，對于降低輻射劑量意義重大，同時在低劑量的研究上開辟了新的途徑。

本研究得出：患者頭圍≤535 mm，采用160 mA掃描最優(yōu)，較常規(guī)劑量降低約42.3%；580mm＞頭圍＞535mm，采用200 mA掃描最優(yōu)，劑量降低約27.9%；頭圍≥580 mm，采用 240mA掃描最優(yōu)，劑量降低約14.3%。我院每月有約5000例患者進行頭部CT掃描，此時對患者進行分組后行低劑量掃描與之前所有患者均采用統(tǒng)一常規(guī)劑量掃描的方法比較，總體掃描劑量有大幅降低，患者的受照劑量趨于合理化。

綜上所述，本研究認為此掃描方案可應(yīng)用于臨床，達到了圖像質(zhì)量與射線劑量的均衡，既保證了圖像質(zhì)量又降低了輻射劑量，具有積極的放射防護意義及良好的社會效益。

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