CT 低劑量技術(shù)在泌尿系統(tǒng)檢查中的應(yīng)用進(jìn)展

樊婷婷，劉白鷺

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二臨床醫(yī)學(xué)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(guān)注。國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)在2000 年對(duì)輻射劑量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)[2]，CT 掃描的輻射劑量占據(jù)了三分之一左右，是名副其實(shí)的醫(yī)用放射源。研究表明[3]輻射劑量與癌癥的發(fā)生率呈正相關(guān)，而泌尿系統(tǒng)掃描范圍大，輻射劑量高一直是關(guān)注的熱點(diǎn)。腹部組織的天然對(duì)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(xiàn)對(duì)CT 低輻射劑量的技術(shù)方案在泌尿系統(tǒng)方面的研究情況作如下綜述。

1 降低輻射劑量的技術(shù)及方法

1.1 自適應(yīng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)（ATCM）

包括角度調(diào)制（X-Y 調(diào)制）、長(zhǎng)軸調(diào)制（Z 調(diào)制）、角度-長(zhǎng)軸聯(lián)合調(diào)節(jié)技術(shù)（X-Y-Z 調(diào)制）和部分掃描技術(shù)[4]。

角度調(diào)節(jié)技術(shù)：其原理就是利用人體側(cè)位和前后位的解剖結(jié)構(gòu)的差異，自動(dòng)調(diào)節(jié)減低管電流。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線及適應(yīng)解剖的調(diào)節(jié)。對(duì)兒童，還可利用體質(zhì)量來有效調(diào)整曝光量，可能有效減少射線劑量26%～43%。對(duì)成人，最大可使毫安數(shù)降低50%[5-7]。

長(zhǎng)軸調(diào)制：即根據(jù)患者定位像上的不同部位及層面來調(diào)節(jié)管電流，使在螺旋掃描時(shí)各部位保持均勻一致的噪聲水平。Kalra 等在腹、盆腔掃描時(shí)，管電流可被降低至三分之一[8-10]。

聯(lián)合調(diào)節(jié)技術(shù)：同時(shí)運(yùn)用X 軸、Y 軸和Z 軸的管電流調(diào)節(jié)技術(shù)。這是一種有預(yù)見性的、綜合的立體空間劑量調(diào)控技術(shù)。Rizzo 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，X-Y-Z 軸聯(lián)合調(diào)節(jié)較單獨(dú)使用X 軸、Y 軸或Z 軸技術(shù)可降低輻射劑量42%～44%。

部分掃描技術(shù)[12]：部分掃描技術(shù)可以將特定部位的管電流降低到零，從而避免對(duì)敏感器官的直接輻射暴露。例如當(dāng)應(yīng)用西門子CT 機(jī)的此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，管球每圈旋轉(zhuǎn)232°，那么管球沒有旋轉(zhuǎn)到的角度所正對(duì)的人體部位就不會(huì)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(shù)（IR）

IR 與傳統(tǒng)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(tǒng)計(jì)誤差，噪聲和條紋狀偽影顯著減少，獲得了更高質(zhì)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(yīng)性統(tǒng)計(jì)迭代重建（ASIR）和基于模型的迭代重建（MBIR），即Vero 技術(shù)；飛利浦公司的iDose 技術(shù)；西門子的圖像空間迭代重建（IRIS）和SAFIRE 技術(shù)和東芝的適應(yīng)性迭代劑量減低（AIDR）技術(shù)。Hara 等[13]通過對(duì)體模和患者的研究，發(fā)現(xiàn)與FBP 法相比，ASIR技術(shù)在明顯減少圖像噪聲的同時(shí)，最多可降低65%的輻射劑量。

1.3 掃描參數(shù)

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(duì)體模的研究，保持信噪比不變時(shí)，當(dāng)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(huì)降低。

增加螺距：螺距大小與掃描機(jī)床移動(dòng)速度呈正比，螺距與掃描時(shí)間呈反比。螺距越大，患者受輻射暴露的時(shí)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(shù)，采用鉛和鉍等放射防護(hù)罩對(duì)重要器官進(jìn)行遮擋，根據(jù)不同患者的情況設(shè)置個(gè)體化方案，使用特殊軟件對(duì)X 線進(jìn)行有效濾過，減少Z 軸過濾掃描，多部位掃描時(shí)盡量減少掃描范圍的疊加，采用多種方案聯(lián)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(yīng)用

2.1 在泌尿系結(jié)石方面

泌尿系的結(jié)石多為陽(yáng)性結(jié)石，與周圍組織的對(duì)比度較大，使得降低輻射劑量對(duì)結(jié)石的診斷是可行的，因此低劑量CT 對(duì)泌尿系統(tǒng)結(jié)石的研究越來越多。有外國(guó)學(xué)者認(rèn)為低劑量螺旋CT 與常規(guī)劑量螺旋CT 相比對(duì)泌尿系結(jié)石檢出率無(wú)顯著差異。

目前對(duì)泌尿系結(jié)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(diào)節(jié)管電流或管電壓技術(shù)：Knoepfle 等[17]采用70mA、120kV，研究表明輻射劑量可被降低50%，對(duì)診斷的敏感性和特異性仍然很高，可達(dá)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(biāo)準(zhǔn)劑量（180 mA）相比，對(duì)泌尿系結(jié)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(shù)最多可減少55.5%。國(guó)內(nèi)有學(xué)者對(duì)39 例患者行MSCT 檢查，30 例管電流選用220～250 mA（常規(guī)劑量），9 例采用100～120 mA 的低劑量掃描，結(jié)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(jié)果正確。

管電壓和ATCM 聯(lián)合降低技術(shù)：Naveen 等[19]對(duì)泌尿系結(jié)石患者行MDCT 平掃，體質(zhì)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(jìn)行重建，結(jié)果表明管電壓和ATCM 聯(lián)合降低技術(shù)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(jié)石患者隨機(jī)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(duì)照組，掃描層厚5 mm，層間距5 mm，螺距0.984，結(jié)果表明低kV 組（100 kV、100 mAs，80 kV、200 mAs）圖像質(zhì)量符合診斷要求。

低劑量模擬軟件的研究：Ciaschini 等[21]對(duì)患者先行常規(guī)劑量（120 kV，177 mA）掃描后，再通過模擬軟件（西門子16排CT 機(jī)）模擬管電流88 mA、44 mA，結(jié)果表明對(duì)于直徑＞3 mm的結(jié)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(zhì)量分為兩組（≥50 kg 組和＜50 kg 組），研究結(jié)果顯示對(duì)于一般的年輕患者，80 mA 完全可以診斷，對(duì)于<50 kg組，40 mA 也能達(dá)到診斷要求。

2.2 在尿路造影方面

2.2.1 對(duì)比劑注射技術(shù)和掃描期數(shù)

傳統(tǒng)的MDCTU 檢查采用單次團(tuán)注技術(shù)，常配合3～4 期（平掃、腎實(shí)質(zhì)期、排泄期掃描）。多次掃描導(dǎo)致的高輻射劑量引起了廣泛關(guān)注，以此為出發(fā)點(diǎn)，一種新興的對(duì)比劑注射方式，即分次團(tuán)注技術(shù)引起了人們的廣泛興趣?，F(xiàn)多采用將對(duì)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(shí)對(duì)比劑排泄到腎集合系統(tǒng)和輸尿管）進(jìn)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(shí)啟動(dòng)CT 掃描。優(yōu)點(diǎn)是僅用一次掃描就得到了雙期的數(shù)據(jù)（腎實(shí)質(zhì)期和排泄期），減少了輻射暴露的時(shí)間，大大降低了病人所受的放射劑量，同時(shí)也減少了造影劑的用量，降低了患者對(duì)造影劑的反應(yīng)。為了使集合系統(tǒng)和雙側(cè)輸尿管對(duì)比劑充盈良好，可適當(dāng)?shù)脑黾拥? 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(dòng)脈的數(shù)據(jù)，而嘗試了對(duì)比劑3 次團(tuán)注技術(shù)。

2.2.2 掃描參數(shù)

Nolte-Ernsting 等[23]認(rèn)為對(duì)于體質(zhì)量為70～100 kg 的病人，可以把管電流降低到與其體質(zhì)量相等（即體質(zhì)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(duì)家豬（平均75.1 kg）進(jìn)行了研究，管電壓為120 kV 時(shí)，將管電流降到70 mAs，圖像質(zhì)量依然可以滿足診斷要求。Coppenrathl 等[25]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)管電壓被降低到90 kV 時(shí)，放射劑量?jī)H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(shí)驗(yàn)，研究顯示在管電壓降低時(shí)可適當(dāng)減少造影劑的量，此研究更有利于需反復(fù)掃描的CT 檢查的患者和年輕患者。目前“3D 可調(diào)噪聲濾過技術(shù)”的應(yīng)用，與固定mAs 技術(shù)相比，在不顯著影響影像質(zhì)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(lián)合掃描技術(shù)

近年來CTU 與IVU 聯(lián)合掃描技術(shù)的研究逐漸增加。最早是McCollough 等[28]在CT 機(jī)房引入X 線攝影設(shè)備，病人可以先進(jìn)行IVU 檢查，當(dāng)不能除外病變時(shí)立即行CT 掃描；也可先行泌尿系CT 增強(qiáng)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(duì)設(shè)備的要求，臨床上難以廣泛應(yīng)用。

“CTU 一站式檢查”（CTUA）即在一次泌尿系統(tǒng)CT 掃描中同時(shí)獲得CTU 和CTA 的圖像。具體過程如下：先平掃，注射對(duì)比劑后，在特定時(shí)間進(jìn)行腎皮質(zhì)掃描，重組出腎血管的三維圖像，間隔50 s 后掃描腎髓質(zhì)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(yīng)用不僅有助于輸尿管疾病、腎臟及腎周疾病的診斷，同時(shí)還可根據(jù)病變情況觀察腎動(dòng)脈解剖形態(tài)、走形及是否存在副腎動(dòng)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(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。錢儼等[29]對(duì)75 例患者行CTUA 及CTU 檢查，分別對(duì)該兩組影像作VR 重建，對(duì)比觀察CTUA、CTU 對(duì)腎、尿路、血管的顯示效果。結(jié)果表明CTUA 技術(shù)成功率及對(duì)腎皮質(zhì)、髓質(zhì)、腎盂腎盞的區(qū)別顯示率均為100%，CTUA 對(duì)泌尿系腫瘤、結(jié)石、炎癥及各種尿路、血管畸形均診斷明確。盧向彬等[30]對(duì)20 例患者進(jìn)行泌尿系CTA、CTU 聯(lián)合掃描技術(shù)，血管系統(tǒng)與集合系統(tǒng)可同時(shí)顯影，對(duì)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(yīng)用價(jià)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(jù)患者的自身情況選擇個(gè)體化方案等均會(huì)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(yùn)用各種技術(shù)和不斷創(chuàng)新，低劑量CT 對(duì)泌尿系統(tǒng)的掃描已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)步，雖然圖像噪聲有所增加，但所獲圖像質(zhì)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(shí)也可延長(zhǎng)了球管的使用壽命。應(yīng)用低劑量CT 檢查技術(shù)的關(guān)鍵是掌握影響CT 輻射劑量的各種參數(shù)及其對(duì)圖像質(zhì)量的影響，根據(jù)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(gè)相對(duì)合理的量化值，尚有待于CT 生產(chǎn)廠家和醫(yī)務(wù)人員繼續(xù)探索和研究。

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