智能劑量技術用于CT胸部掃描對患者輻射劑量的影響

韓林梅，盧 意，俞 琴，冉隆富

(成都市第七人民醫院放射科，四川 成都 610041)

智能最佳管電壓掃描(CARE kV)技術主要是根據患者的體型個性化地去調節患者被檢查部位的管電壓值，調節范圍一般是在70～140 kV。已經有學者進行了關于CARE kV技術的研究，證實這項技術可以在保證CT圖像質量的同時，有效地降低患者的輻射劑量[1]。對于智能劑量調節技術，臨床上常用的還有CARE Dose4D(即自動管電流調節技術)，這項技術也是根據患者的體型自動調節患者被檢查部位的管電流的值[2]。而患者的體型一般通過CT定位像來間接反映患者體型的大小，因此CT定位像對于患者的輻射劑量的調節有關鍵性的作用，而不是傳統意義上只是用于定位的作用。也有學者在CARE Dose4D技術基礎上采用正側位定位像進行研究，證實正側位定位像比單獨的一個正位定位像，患者的輻射劑量有所降低[3]。查閱以往的文獻，未查到有學者在CARE kV技術上采用正側位定位像進行研究。因此本研究以胸部為例，探討在胸部使用CARE kV技術，掃描定位像時掃描正位和側位定位像，患者所接受的輻射劑量及CT圖像質量是否會受到影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年8—9月在我院行CT胸部普通掃描的患者100例，隨機分為A組、B組。A組50例，其中：男29例，女21例；年齡18～79歲，平均54歲。B組50例，其中：男26例，女24例；年齡21～74歲，平均51歲?；颊叩募{入標準：患者無胸部器官手術史及胸廓畸形，雙手能上舉，能配合屏氣，胸部無嚴重影響圖像質量評價的疾病。

1.2 檢查方法

1.2.1 檢查準備及設備參數 CT檢查前囑患者去掉胸部金屬及其他可能影響圖像質量的異物。訓練患者深吸氣后屏氣，技師同時啟動設備掃描。2組患者均在西門子雙源CT(SIEMENS Definition flash)上行胸部普通掃描。A組患者先掃描正位和側位定位像，B組患者按傳統模式只掃描正位定位像，定位像結束后再行CT斷層掃描。斷層掃描范圍從肺尖掃至肺底，患者頭先進，仰臥位，胸部斷層掃描方向從頭側向足側掃描。設備的主要掃描參數：參考管電壓120 kV并使用CARE kV技術，參考管電流110 mAs并使用CARE Dose4D技術，準直器寬度128 mm×0.6 mm，螺距1.2 mm。2組患者掃描結束后，圖像的重建層厚、層間隔均為5 mm，每位患者均重建肺窗和縱隔窗2組圖像。肺窗的重建算法：B60，窗寬-1200，窗位-600?？v隔窗的重建算法：B30，窗寬350，窗位50。

1.2.2 圖像質量評價 對2組患者獲得的CT斷層圖像質量主要通過客觀和主觀兩個方面進行評價?？陀^評價方面：在縱隔窗選擇主肺動脈窗層面勾畫大小為100 mm2的興趣區測量肺動脈、升主動脈、胸前壁空氣的CT值及SD標準差；在肺窗同樣選擇主肺動脈窗層面勾畫大小為100 mm2的興趣區測量肺實質、胸前壁空氣的CT值及SD標準差，肺實質測量時盡量避開肺紋理，測量3次取平均值。兩次胸前壁空氣的測量均選擇正中矢狀面、左右鎖骨中線3處進行測量，測量結果取平均值，測量時避開患者衣物的干擾，通過以上獲得的值計算出圖像的信噪比(SNR)及對比噪聲比(CNR)。計算公式：SNR=CTROI/SD空氣，CNR=(CTROI-CT空氣)/SD空氣。主觀評價方面：由兩名胸部組高年資診斷醫師結合患者的肺窗和縱隔窗在隱藏患者信息的情況下，采用4分法對患者的圖像質量進行主觀評分。評價標準：肺窗上肺紋理清晰顯示，縱隔窗上縱隔結構層次分明，各解剖結構區分明顯，圖像完全滿足診斷要求計4分；肺窗上肺紋理顯示較為清晰，縱隔窗上縱隔結構層次較為分明，各解剖結構能夠很好地區分，圖像質量滿足診斷要求計3分；肺窗上肺紋理顯示模糊，縱隔窗上縱隔結構層次不分明，各解剖結構能夠基本區分，圖像質量勉強可以用于診斷計2分；肺窗上肺紋理顯示不清，縱隔窗上縱隔結構層次不明，各解剖結構無法分辨，圖像質量無法滿足診斷要求計1分。

1.2.3 輻射劑量評價 檢查結束后，CT設備會自動記錄每一位患者的容積CT劑量指數(CTDIVOL)，劑量長度乘積(DLP)，根據公式來計算患者的吸收劑量(ED)，ED=DLP×K(K為組織權重因子)。參考美國物理醫學協會推薦數值，胸部K=0.014[4]。

1.3 統計學分析 采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析，2組計量資料應先進行正態性檢驗，如果服從正態分布則以均數±標準差表示，否則以中位數和四分位數間距表示；2組資料如果符合正態分布、方差齊，采用t檢驗，反之采用秩和檢驗。主觀圖像質量評分運用χ2檢驗，采用Kappa檢驗其評價的一致性。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 2組患者圖像質量客觀評價 在測量的主動脈肺動脈窗層面，2組患者肺實質的SNR、肺動脈的SNR、肺動脈CNR差異均無統計學意義(P>0.05)，A組患者肺實質的CNR優于B組患者(P<0.05)。結果詳見表1。

表1 2組客觀圖像質量比較

2.2 2組患者圖像質量主觀評分 兩名診斷醫生圖像質量主觀評分一致性好(Kappa=0.81)，A組和B組圖像質量主觀評分分別為(3.66±0.48)分和(3.72±0.45)分，2組患者圖像質量主觀評分差異無統計學意義(χ2=1.64，P=0.203)。所有圖像主觀評分均在3分以上，均能滿足診斷要求。

2.3 2組患者所接受的輻射劑量比較 A組患者與B組患者輻射劑量參數比較差異有統計學意義(P<0.01)。B組患者的CTDIVOL、DLP及ED比A組患者分別略高出16%、18%和17%。結果詳見表2。

表2 2組CTDIVOL、DLP和ED比較

3 討 論

隨著CT技術快速發展，CT檢查在臨床診斷中扮演著重要的角色，然而患者接受的輻射劑量一直是放射醫務工作人員和社會公眾都關心的熱點問題。臨床CT檢查的患者究竟該用多大的輻射劑量并不確定，而且每個患者的體型高矮胖瘦不一，使用多少輻射劑量來完成CT檢查完全是由醫師的個人經驗所決定的，沒有統一的劑量調節標準。影像醫師面對的是不同體型的患者，很難保證人為手動調節的劑量能夠滿足診斷要求且患者所接受的輻射劑量又是最佳的。因此智能劑量調節技術為臨床工作提供了一種個性化的劑量參考手段。臨床上最常用的智能劑量調節技術有CARE Dose4D和CARE kV。CARE Dose4D即自動管電流調節技術，這項技術主要是通過患者的體型在X軸、Y軸、Z軸及設備掃描時間實時自動地調節患者的管電流量，以達到在最佳輻射劑量的同時，獲得優質的影像診斷圖像[5]。李劍等[6]采用CARE Dose4D技術用于胸部主動脈掃描的研究表明，可以在保證圖像質量不變的同時，降低約20%的輻射劑量。CARE kV即自動管電壓調節技術，這項技術也是根據患者的體型及檢查目的，自動在70～140 kV之間自動地去調節管電壓值，設備同時也自動地調節管電流的值，也就是設備自動調節kV和mAs值，因此在使用CARE kV技術時，必須要同時使用CARE Dose4D技術。何新華等[1]在使用CARE kV用于CT胸部普通掃描時，患者所接受的輻射劑量降低約30%，而圖像質量沒有明顯改變，但該研究只是探討在胸部普通掃描使用CARE kV技術可以降低輻射劑量，并沒有說明定位像的掃描方式對圖像質量的影響。因此本研究利用CARE kV技術和正側位定位像的掃描方式，結果表明，2組患者圖像質量主觀評分差異無統計學意義，且A組患者客觀圖像質量肺實質的CNR值高于B組。

在臨床工作中，除了CARE Dose4D和CARE kV這兩項技術可以降低輻射劑量外，大螺距技術(Flash)以及迭代重建技術也是應用比較廣泛的降低患者輻射劑量的方法。張月俏等[7]應用大螺距技術(Flash)在CT胸部普通掃描的研究，患者所接受的CT輻射劑量降低了約36%。至于迭代重建技術，每個設備生產廠家名字都略有不同，GE設備命名為ASIR，東芝設備命名為ADIR，西門子命名為SAFIRE[8]。無論是哪一個設備生產廠家，迭代重建技術都是為了降低圖像噪聲，從而降低設備在掃描患者時的kV、mAs值，這樣可以有效地降低患者的輻射劑量。本研究使用的CARE kV技術和胸部正側位定位像掃描方式，屬于合理使用CT輻射劑量的技術，結果表明，把CARE kV與胸部正側位定位像掃描方式結合起來，A組患者所接受的輻射劑量較B組患者降低了約20%。本研究并沒有采用大螺距掃描技術，如果將CARE kV、胸部正側位定位像掃描方式和大螺距掃描結合起來，也許可以更進一步地降低患者的輻射劑量。

既往研究表明，CARE Dose4D及CARE kV技術都是根據患者的體型來調節管電流和管電壓的大小。而患者的體型主要是通過設備事先掃描的定位像來判斷的，因此定位像對于檢查患者的輻射劑量來說是至關重要的。受傳統掃描方法的影響，胸部普通掃描時，我們一般采用正位定位像，這顯然不能滿足智能劑量技術在X軸、Y軸及Z軸上進行劑量調節的要求[8]。本研究結果表明，在臨床上行CT胸部普通掃描，使用正位加側位定位像，患者所接受的輻射劑量比只使用正位定位像的患者的輻射劑量降低了約20%。袁子龍等[3]在胸部使用CARE Dose4D，也掃描正側位定位像，患者所接受的輻射劑量降低了約26%，與本研究結果類似。在使用CARE kV技術用于胸部普通掃描時，應先行胸部正位和側位定位像掃描，這樣更符合患者輻射劑量的個性化。當然本研究也有不足，未對較低BMI(<18.5)或者較大BMI(>23.9)的患者進行研究，將來可以擴大病例，將這些患者也納入研究。

綜上所述，在CT胸部普通掃描應用CARE kV技術，掃描定位像時建議掃描正位和側位2組定位像，這樣掃描可以在保證圖像質量的同時，進一步降低CT胸部普通掃描患者的輻射劑量。