CT 低劑量技術在泌尿系統檢查中的應用進展

樊婷婷，劉白鷺

（哈爾濱醫科大學附屬第二臨床醫學院CT 室，黑龍江 哈爾濱 150000）

低劑量掃描最早是在1990 年被Naidich 等[1]提出來的，以后便得到了廣泛關注。國際輻射防護委員會在2000 年對輻射劑量進行了統計[2]，CT 掃描的輻射劑量占據了三分之一左右，是名副其實的醫用放射源。研究表明[3]輻射劑量與癌癥的發生率呈正相關，而泌尿系統掃描范圍大，輻射劑量高一直是關注的熱點。腹部組織的天然對比較小，大幅度的降低劑量受到一定的限制，因此這方面的研究仍在不停的探索中，現對CT 低輻射劑量的技術方案在泌尿系統方面的研究情況作如下綜述。

1 降低輻射劑量的技術及方法

1.1 自適應管電流調節技術（ATCM）

包括角度調制（X-Y 調制）、長軸調制（Z 調制）、角度-長軸聯合調節技術（X-Y-Z 調制）和部分掃描技術[4]。

角度調節技術：其原理就是利用人體側位和前后位的解剖結構的差異，自動調節減低管電流。該技術可實現實時、在線及適應解剖的調節。對兒童，還可利用體質量來有效調整曝光量，可能有效減少射線劑量26%～43%。對成人，最大可使毫安數降低50%[5-7]。

長軸調制：即根據患者定位像上的不同部位及層面來調節管電流，使在螺旋掃描時各部位保持均勻一致的噪聲水平。Kalra 等在腹、盆腔掃描時，管電流可被降低至三分之一[8-10]。

聯合調節技術：同時運用X 軸、Y 軸和Z 軸的管電流調節技術。這是一種有預見性的、綜合的立體空間劑量調控技術。Rizzo 等[11]研究發現，X-Y-Z 軸聯合調節較單獨使用X 軸、Y 軸或Z 軸技術可降低輻射劑量42%～44%。

部分掃描技術[12]：部分掃描技術可以將特定部位的管電流降低到零，從而避免對敏感器官的直接輻射暴露。例如當應用西門子CT 機的此項技術時，管球每圈旋轉232°，那么管球沒有旋轉到的角度所正對的人體部位就不會受到直接的輻射，因此可大幅度的降低敏感器官的輻射劑量。

1.2 迭代重建技術（IR）

IR 與傳統濾波反投影法（FBP）相比，IR 算法重建過程中消除了圖像中的統計誤差，噪聲和條紋狀偽影顯著減少，獲得了更高質量的圖像，提高了病灶的顯示率。目前多家公司推出了多種IR 算法如GE 公司的適應性統計迭代重建（ASIR）和基于模型的迭代重建（MBIR），即Vero 技術；飛利浦公司的iDose 技術；西門子的圖像空間迭代重建（IRIS）和SAFIRE 技術和東芝的適應性迭代劑量減低（AIDR）技術。Hara 等[13]通過對體模和患者的研究，發現與FBP 法相比，ASIR技術在明顯減少圖像噪聲的同時，最多可降低65%的輻射劑量。

1.3 掃描參數

降低管電壓：管電壓代表著射線的穿透力，X 線的照射劑量和kV 的平方成正比，將管電壓降低，放射劑量呈階梯狀大幅度的降低[14]。Schindera 等[15]通過對體模的研究，保持信噪比不變時，當管電壓從140 kV 分別降到120 kV、100 kV 和80 kV，輻射劑量分別約減少到原來的48%、30%、20%。

降低管電流：管電流代表著射線的量，管電流降低，患者的受線劑量就會降低。

增加螺距：螺距大小與掃描機床移動速度呈正比，螺距與掃描時間呈反比。螺距越大，患者受輻射暴露的時間越短，輻射劑量就越低[16]。

1.4 其他常用方法

在掃描中盡量減少掃描次數，采用鉛和鉍等放射防護罩對重要器官進行遮擋，根據不同患者的情況設置個體化方案，使用特殊軟件對X 線進行有效濾過，減少Z 軸過濾掃描，多部位掃描時盡量減少掃描范圍的疊加，采用多種方案聯合掃描等方法均可有效的減低輻射劑量。

2 低劑量CT 的臨床應用

2.1 在泌尿系結石方面

泌尿系的結石多為陽性結石，與周圍組織的對比度較大，使得降低輻射劑量對結石的診斷是可行的，因此低劑量CT 對泌尿系統結石的研究越來越多。有外國學者認為低劑量螺旋CT 與常規劑量螺旋CT 相比對泌尿系結石檢出率無顯著差異。

目前對泌尿系結石的研究多采用降低管電流、管電壓和低劑量模擬軟件的方式。

調節管電流或管電壓技術：Knoepfle 等[17]采用70mA、120kV，研究表明輻射劑量可被降低50%，對診斷的敏感性和特異性仍然很高，可達97%左右。汪素涵等[18]也作了類似研究，管電流選擇80 mA 或120 mA，與標準劑量（180 mA）相比，對泌尿系結石的診斷敏感度相同（均為93.8%），符合率（分別為96%和95.5%）仍然很高，而劑量指數最多可減少55.5%。國內有學者對39 例患者行MSCT 檢查，30 例管電流選用220～250 mA（常規劑量），9 例采用100～120 mA 的低劑量掃描，結果表明所有病例原始軸位和三維重建圖像均滿足臨床診斷要求且結果正確。

管電壓和ATCM 聯合降低技術：Naveen 等[19]對泌尿系結石患者行MDCT 平掃，體質量＜90 kg 者，管電壓選用80 kV，≥90 kg 者選用100 kV，管電流為75～150 mA，并采用ASIR方法進行重建，結果表明管電壓和ATCM 聯合降低技術大幅度的減少了患者的輻射劑量。王秋霞等[20]把132 例泌尿系結石患者隨機分成6 組：各組掃描條件如下Ⅰ組（80kV、200mAs）、Ⅱ組（80 kV、300 mAs）、Ⅲ組（100 kV、100 mAs）、Ⅳ組（100 kV、150 mAs）、Ⅴ組（100 kV、200 mAs）、Ⅵ組（120 kV、200 mAs）、Ⅵ組為對照組，掃描層厚5 mm，層間距5 mm，螺距0.984，結果表明低kV 組（100 kV、100 mAs，80 kV、200 mAs）圖像質量符合診斷要求。

低劑量模擬軟件的研究：Ciaschini 等[21]對患者先行常規劑量（120 kV，177 mA）掃描后，再通過模擬軟件（西門子16排CT 機）模擬管電流88 mA、44 mA，結果表明對于直徑＞3 mm的結石診斷敏感度均在90%以上，分別為97.7%、93.0%和91.9%，而輻射劑量卻分別降低了一半和四分之三。Kamazyn等[22]也作了類似的研究，分別模擬了管電流80 mA、40 mA 并把患者按體質量分為兩組（≥50 kg 組和＜50 kg 組），研究結果顯示對于一般的年輕患者，80 mA 完全可以診斷，對于<50 kg組，40 mA 也能達到診斷要求。

2.2 在尿路造影方面

2.2.1 對比劑注射技術和掃描期數

傳統的MDCTU 檢查采用單次團注技術，常配合3～4 期（平掃、腎實質期、排泄期掃描）。多次掃描導致的高輻射劑量引起了廣泛關注，以此為出發點，一種新興的對比劑注射方式，即分次團注技術引起了人們的廣泛興趣。現多采用將對比劑分成2 次注射，第1 次注射（劑量為30～40 mL），延遲450～490 s（此時對比劑排泄到腎集合系統和輸尿管）進行第2 次注射（劑量為80～110 mL），在第2 次注射后延遲100～120 s時啟動CT 掃描。優點是僅用一次掃描就得到了雙期的數據（腎實質期和排泄期），減少了輻射暴露的時間，大大降低了病人所受的放射劑量，同時也減少了造影劑的用量，降低了患者對造影劑的反應。為了使集合系統和雙側輸尿管對比劑充盈良好，可適當的增加第1 次注射的劑量，減少第2次注射劑量。也有研究為了得到腎動脈的數據，而嘗試了對比劑3 次團注技術。

2.2.2 掃描參數

Nolte-Ernsting 等[23]認為對于體質量為70～100 kg 的病人，可以把管電流降低到與其體質量相等（即體質量為80 kg 的病人可采用80 mAs），仍可以滿足診斷要求。Kemper 等[24]在對家豬（平均75.1 kg）進行了研究，管電壓為120 kV 時，將管電流降到70 mAs，圖像質量依然可以滿足診斷要求。Coppenrathl 等[25]研究發現當管電壓被降低到90 kV 時，放射劑量僅為原來的40%，而信噪比幾乎不受影響。Yoshiharu 等[26]通過采用不同管電壓配合不同造影劑的量的實驗，研究顯示在管電壓降低時可適當減少造影劑的量，此研究更有利于需反復掃描的CT 檢查的患者和年輕患者。目前“3D 可調噪聲濾過技術”的應用，與固定mAs 技術相比，在不顯著影響影像質量的前提下可以降低20%～30%的放射劑量[27]。

2.2.3 CTU 與IVU、CTA 聯合掃描技術

近年來CTU 與IVU 聯合掃描技術的研究逐漸增加。最早是McCollough 等[28]在CT 機房引入X 線攝影設備，病人可以先進行IVU 檢查，當不能除外病變時立即行CT 掃描；也可先行泌尿系CT 增強掃描，然后接著在CT 掃描床上攝取排泄期尿路影像，但受限于對設備的要求，臨床上難以廣泛應用。

“CTU 一站式檢查”（CTUA）即在一次泌尿系統CT 掃描中同時獲得CTU 和CTA 的圖像。具體過程如下：先平掃，注射對比劑后，在特定時間進行腎皮質掃描，重組出腎血管的三維圖像，間隔50 s 后掃描腎髓質期，最后延遲15～30 min掃描全尿路并重組出全尿路的三維圖像。此應用不僅有助于輸尿管疾病、腎臟及腎周疾病的診斷，同時還可根據病變情況觀察腎動脈解剖形態、走形及是否存在副腎動脈等。此一站式掃描顯著的降低了患者輻射劑量，也減輕了其經濟負擔。錢儼等[29]對75 例患者行CTUA 及CTU 檢查，分別對該兩組影像作VR 重建，對比觀察CTUA、CTU 對腎、尿路、血管的顯示效果。結果表明CTUA 技術成功率及對腎皮質、髓質、腎盂腎盞的區別顯示率均為100%，CTUA 對泌尿系腫瘤、結石、炎癥及各種尿路、血管畸形均診斷明確。盧向彬等[30]對20 例患者進行泌尿系CTA、CTU 聯合掃描技術，血管系統與集合系統可同時顯影，對于泌尿系先天性疾病、腫瘤等疾病的診斷和臨床治療均有重要的應用價值，而平均輻射劑量約12.04 mGy，輻射劑量顯著降低。此外其他輔助手段如靜脈水化、腹部加壓、靜脈注射低劑量呋塞米等，還有根據患者的自身情況選擇個體化方案等均會在不同程度上減低患者的輻射劑量。綜上所述，研究人員通過運用各種技術和不斷創新，低劑量CT 對泌尿系統的掃描已經取得了可喜的進步，雖然圖像噪聲有所增加，但所獲圖像質量及影像信息完全可以滿足診斷要求，大幅度降低了受檢者的輻射劑量，同時也可延長了球管的使用壽命。應用低劑量CT 檢查技術的關鍵是掌握影響CT 輻射劑量的各種參數及其對圖像質量的影響，根據ALARA 原則和具體檢查目的制定出合理的低劑量掃描方案。然而從研究方法到提出一個相對合理的量化值，尚有待于CT 生產廠家和醫務人員繼續探索和研究。

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