不同CT掃描中心聯合ATCM技術對乳腺輻射劑量的影響

陳鵬程, 張敏, 胡帆

宣城市人民醫院 皖南醫學院附屬宣城醫院影像科,安徽宣城 242000

隨著X線計算機斷層攝影(computed tomography,CT)技術快速發展以及臨床廣泛應用,其輻射劑量問題也越來越突出[1]。有研究發現,管電流每提高10 mA/s,增加的掃描輻射劑量值與拍攝大約7～14張X線胸片相當[2]。管電流調制技術主要包括角度調制以及Z軸調制。其中,角度調制能夠按照被掃描者于橫斷面不同角度表現出的衰減差異進行電流實時調整,提高射線利用效率,減少輻射劑量[3]。對于Z軸調制技術,則主要通過單幅定位像了解各層面信息,同時估算各層電流值,確保各層噪聲基本一致。全自動管電流調制(automatic tube current modulation,ATCM)技術可以隨人體解剖結構厚度變化進行掃描輻射劑量的實時調節[4-5]。本文旨在探究不同CT掃描中心聯合ATCM技術對乳腺輻射劑量的影響,希望為臨床提供一定指導依據。

1 資料和方法

1.1 實驗材料

采用北京嘉茂宏醫療公司PH-57成人胸部模體;CT機選用GE公司Optima670型;熱釋光劑量計(thermoluminescence dosimeter,TLD)(上海納優儀器儀表有限公司)。

1.2 CT掃描方法

對準模體與CT掃描野正中部位矢狀線,并在垂直位置設置不同水平中心線,包括乳腺向上5 cm(mam+5)與4 cm(mam+4)、乳腺(mam)、腋前線(pre-axilla)、腋后線(post-axilla)以及腋中線(mid-axilla)。將TLD放在乳腺表面,兩側各1個。首先予以定位像掃描:從第6頸椎上緣處到第12肋后下緣處往下5 cm;管電流與管電壓分別為35 mA、120 kV,掃描長度512 mm,定位像采集所取單元尺寸0.6 mm;并將X射線管放在后前位+側位。不同掃描中心均行3次定位像掃描。然后螺旋掃描1次,由第7頸椎上緣處到第12肋后下緣處,采取ATCM,管電壓與管電流分別為120 kV、110 mA,探測器寬64 mm×0.625 mm,重建層厚與間隔分別為10 mm、0.7 mm,螺距1.0 mm,視野(FOV)362 mm×362 mm,旋轉時間設置為0.5 s/周。

1.3 圖像重建與對比噪聲比(contrast noise ratio,CNR)測算

1.4 劑量測量

采取TLD測量不同CT掃描中心掃描時模體乳腺器官劑量,定位像掃描取3次測量數據平均值,進行定位像以及螺旋掃描具體累積值的計算(左側和右側的均值)。詳細記錄機器所示容積CT劑量指數(volume CT dose index,CTDIvol),同時計算CTDIvol累積值。

1.5 統計學處理

采取SPSS 26.0軟件處理數據,計量資料多組比較使用單因素方差分析。P<0.05為差異具有顯著性。

2 結 果

2.1 不同掃描中心時CNR比較

不同掃描中心聯合ATCM時肺算法與軟組織算法CNR比較差異均無顯著性(P>0.05;表1)。

表1 不同掃描中心時CNR比較

2.2 不同掃描中心聯合ATCM模體CTDIvol以及乳腺輻射劑量比較

掃描中心為post-axilla時CTDIvol累積值最小,為pre-axilla時CTDIvol累積值最大;掃描中心為post-axilla時乳腺輻射劑量累積值最小,為mam時乳腺輻射劑量累積值最大(表2)。

表2 不同掃描中心聯合ATCM模體CTDIvol以及乳腺輻射劑量比較

2.3 ROI的選取圖片

模體冠狀面圖像上8部分信號區以及背景區ROI的選擇示意圖見圖1。

圖1 模體ROI示意圖A為肺算法冠狀面圖片;B為軟組織冠狀面圖片

3 討 論

本研究顯示,不同掃描中心并不會對圖像質量造成較大影響。但由于本次研究僅使用了一個模體,因此結果具有一定局限性。本研究中,與最低乳腺輻射劑量(掃描中心post-axilla,4.793 mGy)相比,掃描中心為mam(6.471 mGy)能夠使其提高35.01%。分析原因,主要由于CT掃描過程中,會對乳腺予以高能量照射。本研究與最低CTDIvol累積值(3.531 mGy)相比,掃描中心為pre-axilla(4.126 mGy)可使該值提高16.85%。以往有研究以成人胸部模體為實驗材料,取后前位定位像時,輻射劑量在最高以及最低位置之間相差大約61%[6]。因此本研究選擇雙定位像,此為胸部CT檢查中優化定位像掃描手段,不僅可以降低圖像放大效應,同時亦能提高定位準確性,不同掃描中心時,最高與最低CTDIvol累積值相差只有16.85%。進行胸部CT檢查時,同樣能夠通過改變定位像以及掃描中心,達到優化輻射劑量目的。以往有文獻選擇幼兒胸部模體進行實驗,發現垂直位置改變時,降至較低位置時可使乳腺輻射劑量提高大約16%,并使甲狀腺輻射劑量提高大約24%[7]。本研究掃描中心為post-axilla(即最高床位)時CTDIvol累積值最小,與上述研究觀點基本相符,提示掃描中心不同能夠影響到CT檢查中輻射劑量。掃描中心取人體腋后線,為較理想選擇。但是,本研究采取胸部仿真模體,因為其和正常人體組織結構無法完全一樣,最終結論有待后續臨床研究補充與完善。

綜上,采取ATCM技術予以胸部CT檢查時,不同掃描中心時CTDIvol值以及乳腺輻射劑量均有差異,其中掃描中心取post-axilla時兩者值最低,且不影響圖像質量。