X-care技術(shù)在胸部CT掃描中對(duì)患者敏感器官保護(hù)作用的研究

王光大，時(shí)高峰，楊麗，李揚(yáng)，王琦，杜煜

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 CT室，河北石家莊 050011

X-care技術(shù)在胸部CT掃描中對(duì)患者敏感器官保護(hù)作用的研究

王光大，時(shí)高峰，楊麗，李揚(yáng)，王琦，杜煜

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 CT室，河北石家莊 050011

目的探討雙源CT在進(jìn)行胸部掃描時(shí)，使用X-care技術(shù)對(duì)患者敏感器官的保護(hù)作用。方法使用雙源CT胸部X-care掃描模式進(jìn)行胸部掃描，采用體表檢測(cè)法測(cè)量患者所受輻射劑量，在每個(gè)患者在劍突下層面選取檢測(cè)點(diǎn)6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)作為感興趣區(qū)，其中面?zhèn)热?個(gè)，背側(cè)取3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)作為感興趣區(qū)。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)放置2個(gè)探測(cè)器。掃描結(jié)束后將檢測(cè)結(jié)果按面?zhèn)群捅硞?cè)分成兩組，比較兩組接受輻照劑量，比較單個(gè)人面?zhèn)群捅硞?cè)差異和減少率，以及兩肺前后部的噪聲差異。使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS13.0，采用兩相關(guān)樣本非參數(shù)檢驗(yàn)比較面?zhèn)群捅硞?cè)輻射劑量的差異，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果面?zhèn)容椪談┝靠偤?50.30 mSv，背側(cè)輻照劑量總和409.43 mSv，平均輻射劑量分別為（7.82±2.91）mSv、（12.80±5.29）mSv，面?zhèn)缺缺硞?cè)輻射劑量減少約38.9% （P＜0.05）。肺前部圖像噪聲（82.55±3.75）HU，肺后部噪聲（82.55±3.75）HU（P＞0.05）。信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）分別為（12.34±3.43）、（12.45±3.42）（P＞0.05），圖像噪聲和SNR的差異均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論雙源CT在進(jìn)行胸部掃描時(shí)，使用X-care掃描技術(shù)，能夠在保持圖像質(zhì)量的條件下，明顯的減少受檢者面?zhèn)冉邮艿妮椪談┝?，?duì)受檢者的敏感器官具有一定的保護(hù)作用。

X線計(jì)算機(jī)；體層攝影技術(shù)；輻射劑量；雙源CT；X-care技術(shù)；胸部掃描

引言

醫(yī)學(xué)電離輻射應(yīng)該符合防護(hù)與安全最優(yōu)化原則（As Low As Reasonably Achievable，ALARA）[1]。目前常用低劑量掃描辦法有降低管電壓、提高探測(cè)器性能，使用迭代重建算法等。這些方法可使受檢者整體接受的輻射計(jì)量降低，但沒(méi)有考慮到人體器官對(duì)輻射敏感性不同的問(wèn)題，比如脂肪組織對(duì)輻射敏感性明顯低于腺體組織。而X-care 技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)選擇性地屏蔽對(duì)輻射敏感器官的直接照射。雙源CT由兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成，可同時(shí)進(jìn)行兩套數(shù)據(jù)的采集。球管旋轉(zhuǎn)到面?zhèn)葧r(shí)，減少管電流，以降低對(duì)敏感器官的直接照射。

使用X-care 技術(shù)可以降低受檢者檢查輻射劑量，同時(shí)選擇性地保護(hù)敏感器官，如減少對(duì)晶狀體、甲狀腺和乳腺的直接照射。在胸部掃描過(guò)程中，當(dāng)X射線球管旋轉(zhuǎn)至敏感器官（如甲狀腺）直接照射位置時(shí)，輻射將被自動(dòng)屏蔽，可使敏感器官輻射劑量顯著降低。X-care技術(shù)可以在其他成像條件保持不變的同時(shí)，減少約40%的輻射劑量。對(duì)于女性患者來(lái)說(shuō)，使用X-care技術(shù)能夠大大減低輻射劑量，有針對(duì)性的降低乳腺索接受的輻射劑量，尤其對(duì)于那些需要多次進(jìn)行復(fù)查的女性患者來(lái)說(shuō)，具有重要的意義。這種模式的掃描，符合患者的利益，對(duì)于臨床也具有極大的研究?jī)r(jià)值。本實(shí)驗(yàn)主要研究女性進(jìn)行胸部CT掃描時(shí)，使用X-care技術(shù)對(duì)患者敏感器官即乳腺的保護(hù)作用，試圖尋找到一種常規(guī)保護(hù)女性敏感器官的一種掃描方式。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)器材

雙源CT（Siemens Somatom Definition Flash dual-source），熱釋光劑量?jī)x測(cè)量輻射劑量（賽默飛世爾Thermo TLD3500），LiF（Mg、Cu、P）探測(cè)器（TLD model 469 RGD-3A），熱釋光探測(cè)器退火爐（BR2000A）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

隨機(jī)選取受檢者女性32人，平均年齡（58.8±14.2）歲，在其知情并同意的前提下，在每個(gè)患者劍突下層面選取檢測(cè)點(diǎn)6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。其中面?zhèn)热?個(gè)，分別在劍突下和兩側(cè)乳腺正中；背側(cè)取3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，分別在脊柱及兩側(cè)肩胛骨下緣。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)放置2個(gè)LiF（Mg、Cu、P）探測(cè)器。掃描前，全部探測(cè)器用熱釋光探測(cè)器退火爐退火清零。將探測(cè)器固定在志愿者身上，進(jìn)行掃描。使用雙源CT的X-care掃描技術(shù)，采用頭先進(jìn)仰臥位。掃描條件為：管電壓120 kV，管電流110 mAs，準(zhǔn)直128 mm×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s，Pich 0.6，1.0 mm層厚。掃描結(jié)束后用熱釋光劑量?jī)x檢測(cè)輻射劑量，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的兩個(gè)探測(cè)器測(cè)量結(jié)果取平均值。

在評(píng)價(jià)圖像方面，測(cè)量肺部的圖像噪聲。在兩肺及后部分別選取內(nèi)3個(gè)不同的類圓形感興趣區(qū)，圖像噪聲的感性趣區(qū)的選取，見圖1。測(cè)量其CT值的標(biāo)準(zhǔn)差（SD）的平均值分別作為肺前部與后部的圖像噪聲。選取感興趣區(qū)時(shí)盡量避開血管、細(xì)小支氣管、胸膜及肺后部的墜積效應(yīng)。

圖1 圖像噪聲的感性趣區(qū)的選取

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將檢測(cè)結(jié)果按面?zhèn)群捅硞?cè)分成兩組，比較兩組接受輻照劑量，比較單個(gè)人面?zhèn)群捅硞?cè)對(duì)比減少率。讀出探測(cè)器的劑量，將檢測(cè)結(jié)果按面?zhèn)群捅硞?cè)分成兩組，比較兩組接受輻照劑量，比較單個(gè)人面?zhèn)群捅硞?cè)差異和減少率，以及肺前部與后部的圖像噪聲的差異。使用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。面?zhèn)群捅硞?cè)輻射劑量的比較采用兩獨(dú)立樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)，P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肺前部與肺后部圖像噪聲的比較采用兩相關(guān)樣本的t檢驗(yàn)，P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

對(duì)X-care圖像質(zhì)量及胸部前后壁探測(cè)劑量結(jié)果進(jìn)行分析，可以得出32例患者面?zhèn)取⒈硞?cè)平均輻射劑量分別為（7.82±2.91）mSv、（12.80±5.29）mSv，受檢者面?zhèn)容椛鋭┝勘缺硞?cè)輻射劑量減少約38.9%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。肺前部的噪聲為（82.55±3.75）Hu。肺后部胸噪聲為（82.78±4.08）Hu，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）分別為（12.34±3.43）、（12.45±3.42）（P＞0.05），兩種間差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

近年來(lái)，CT在放射診斷中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在設(shè)備數(shù)量和接受CT檢查人數(shù)上均逐年增加，所以受檢者接受的輻射劑量也相應(yīng)增加。所有醫(yī)學(xué)電離輻射的應(yīng)用都應(yīng)該符合ALARA。傳統(tǒng)X線攝影和CT檢查時(shí)電離輻射由于能損害人體細(xì)胞內(nèi)DNA，有可能增加惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。輻射相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展與時(shí)間有關(guān)并逐年積累。在1996年～2009年之間，CT檢查的數(shù)量在西方世界翻了一倍多，雖然只有8%的診斷成像檢查的電離輻射來(lái)自于CT掃描，但其占總的輻射劑量的60%[3-4]。

胸部CT掃描時(shí)，輻射敏感器官如甲狀腺合女性乳房通常包含在掃描范圍之內(nèi)。因此，降低單次CT檢查的輻射劑量對(duì)于現(xiàn)代放射學(xué)來(lái)說(shuō)更具價(jià)值?；诖四康模罱邪l(fā)的器官-管電流調(diào)節(jié)技術(shù)（Organ-Based Tube Current Modulation，OBTCM）[5]，又稱X-care技術(shù)，旨在減少降低CT檢查對(duì)輻射敏感器官的輻射劑量。這種新的技術(shù)降低了管電流，能降低人體前部表面器官的輻射劑量，如乳腺、甲狀腺。Ketelsen等[6]證明使用特殊器官劑量方法，能夠降低器官輻射劑量的30%。

炫速雙源CT有兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，X-care技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)選擇性地屏蔽對(duì)輻射敏感器官的直接照射，探測(cè)器掃描至敏感器官時(shí)，探測(cè)器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以避免對(duì)敏感器官的直接照射，使用X-care技術(shù)可以在實(shí)現(xiàn)受檢者檢查劑量最優(yōu)的同時(shí)，選擇性地保護(hù)好敏感器官，如避免對(duì)晶狀體、甲狀腺和乳腺的直接照射[7]。這項(xiàng)技術(shù)基于管的電流調(diào)節(jié)，使用X-care技術(shù)在胸部掃描過(guò)程中，當(dāng)X線球管旋轉(zhuǎn)到人體前1/3時(shí)（乳腺、甲狀腺、眼睛），管電流降低，為了保證圖像質(zhì)量，人體兩側(cè)及后2/3體周的管電流相應(yīng)增加，即通過(guò)角度調(diào)節(jié)射線束和降低管電流前部120°的管電流，并輕度增加后部240°管電流[8-9]，在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，盡量降低受檢者面?zhèn)人邮艿妮椪談┝浚瑢?shí)現(xiàn)降低敏感器官輻射劑量的目的。其他降低乳腺的方法如鉍屏蔽技術(shù)，能夠降低女性乳腺輻射劑量約高達(dá)37.5%，但導(dǎo)致了圖像偽影的產(chǎn)生和圖像噪聲的增加[10]。最近一項(xiàng)兒童研究發(fā)現(xiàn)，鉍乳房屏障，聯(lián)合角度管電流調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠降低圖像偽影和對(duì)比噪聲比（Contrast-to-Noise Ratio，CNR）的影響[11]。研究證明，使用敏感器官屏蔽技術(shù)，能夠顯著降低這些器官的輻射劑量，女性乳腺能夠降低25%～48%，甲狀腺20%[6,10,12]。本研究顯示面平均輻射劑量分別為（7.82±2.91）mSv，而背測(cè)平均輻射為（12.80±5.29）mSv，面?zhèn)缺缺硞?cè)輻射劑量減少約38.9%（P＜0.05），與上述研究基本相符。而肺前部圖像噪聲與肺后胸部噪聲及SNR間差異均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，我們可以認(rèn)為使用X-care技術(shù)能在不用影像圖像質(zhì)量的前提下，明顯的降低面?zhèn)容椛涿舾衅鞴偃缛橄俚妮椛鋭┝縖13-14]。在CT檢查中，灌注掃描在轉(zhuǎn)移瘤表現(xiàn)與DSA一致[15-16]，而灌注掃描計(jì)量較大，下一步試驗(yàn)可以研究能否將X-care技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用。

總之，在CT掃描過(guò)程中，使用X-care技術(shù)可以在實(shí)現(xiàn)受檢者檢查劑量最優(yōu)的同時(shí)，選擇性地保護(hù)好敏感器官，以避免對(duì)敏感器官的直接照射，同時(shí)又兼顧了患者的健康，達(dá)到了圖像質(zhì)量與輻射劑量之間的平衡。

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本文編輯 袁雋玲

Study on the Protective Effect of X-care Technique on Sensitive Organs of Patients with Chest CT Scan

WANG Guang-da, SHI Gao-feng, YANG Li, LI Yang, WANG Qi, DU Yu
CT Room, the Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang Hebei 050011, China

ObjectiveTo discuss the protective effect of the X-care technique on the sensitive organs of patients when conducting chest scan with dual source CT. Methods Chest CT scan was conducted by dual source CT set with X-care scan mode and body surface detection method was used to measure the radiation dose of patients. Six detecting points were selected as regions of interest below the xiphoid of each patient, with 3 selected from surface side and 3 from dorsal side. Each detecting point has two detectors. The testing results were divided into two groups of surface side and dorsal side to compare their radiation dose, difference between surface side and dorsal side of single patient and depletion rate, as well as noise difference of anterior and posterior sides of both lungs. Statistics software SPSS13.0 was used to compare the radiation dose difference between two surface side and dorsal side, and result was statistically significant (P＜0.05).ResultsThe surface side irradiation dose was 250.30mSv, the radiation dose of the dorsal side was 409.43mSv, and the average radiation dose was (7.82±2.91) mSv and (12.80±5.29) mSv. The surface side radiation dose reduced about 38.9% compared with that of the dorsal side (P＜0.05). The anterior image noise was (82.55+3.75) Hu, and the noise was (82.55±3.75) Hu (P＞0.05) in the posterior part of the lung. Signal to noise ratio were (12.34±3.43) and (12.45±3.42) (P＞0.05) respectively, and the difference between image noise and signal to noise ratio has not statistical significance.ConclusionBy using X-care scan technique of dual source CT, on the premise of maintaining image quality, can significantly reduce radiation dose to the surface side of the subjects and protect the sensitive organs of subjects to some extent.

X-ray computer; tomography; radiation dose; dual source CT; X-ray technique; chest scan

R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.01.022

1674-1633(2017)01-0084-03

2016-09-28

2016-11-19

河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點(diǎn)課題（ZL 20140177）。

作者郵箱：today_5@qq.com