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)科大學附屬第一醫(yī)院 放射科，遼寧 大連 116011

0 前言

隨著影像技術的不斷發(fā)展，CT檢查在臨床中的應用越來越廣泛，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注，于是有學者提出醫(yī)學輻射防護的正當化和最優(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)計學分析

應用SPSS17.0統(tǒng)計學軟件進行數(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的發(fā)生風險提高。流行病學調(diào)查顯示[9]，CT輻射劑量的增加可增大患者癌癥發(fā)生的風險，Einstein等人[10]指出，在美國有1.5%～2%的患者由于CT檢查導致腫瘤的發(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]，同時很多國外的學者也進行了人體徑線相關參數(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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