X-CARE技術(shù)在女性胸部低劑量CT掃描中的應(yīng)用

王光大 時高峰 李揚 李月考 楊麗 杜煜

X-CARE技術(shù)在女性胸部低劑量CT掃描中的應(yīng)用

王光大 時高峰 李揚 李月考 楊麗 杜煜

目的 初步研究X-CARE技術(shù)在女性胸部低劑量CT掃描中的價值，探求一種保護女性乳腺的胸部低劑量篩查模式。方法收集2015年1～9月進行胸部低級量篩查發(fā)現(xiàn)肺部結(jié)節(jié)的女性患者30例，均在半年以后進行復(fù)查。第1次使用低劑量模式，并使用CARE DOSE 4D技術(shù)。第2次掃描在6個月以后，使用X-CARE技術(shù)，比較前后2次輻射劑量及圖像質(zhì)量的差異。結(jié)果X-CARE組前、后部圖像噪聲分別為(81.89±2.76)Hu、(81.99±2.50)Hu，低劑量組圖像前后圖像噪聲分別為(81.83±2.77)Hu、(82.00±2.50)Hu，2組前后部相應(yīng)位置的圖像噪聲間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。X-CARE組前、后部圖像SNR分為12.24±3.33、12.27±3.32，低劑量組圖像前后圖像SNR分別為12.28±3.40、12.27±3.33，2組前后部相應(yīng)位置的SNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。X-CARE組與低劑量組輻射劑量分別為(1.10±0.16)mSv和(1.49±0.31)mSv，兩者間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，X-CARE組輻射劑量能夠降低約26.17%。結(jié)論X-CARE技術(shù)能夠在不降低圖像質(zhì)量的前提下，降低女性胸部低劑量CT掃描中乳腺受到的輻射劑量，有效保護乳腺組織。

X-CARE技術(shù)；胸部CT；低劑量；乳腺

在2011年，國際肺癌篩查實驗調(diào)查發(fā)現(xiàn)，使用低劑量CT篩查能夠降低肺癌到死亡率[1]。低劑量CT篩查是各個年齡階段都適合多掃描模式，對于那些不吸煙的年輕人，這種模式依然適用。然而雖然乳腺并不是掃描的靶器官，但是卻經(jīng)常處于輻射曝光之下。NLST調(diào)查中提到了低劑量CT掃描與放射性相關(guān)癌癥發(fā)展的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)55歲之前，每年3次CT低劑量肺部CT篩查的女性患者其輻射誘導(dǎo)乳腺癌的風(fēng)險在(3～6)/10 000[2]。因此，非常有必要通過優(yōu)化篩查掃描技術(shù)，盡可能的、最大限度的減少乳腺的輻射劑量，降低輻射帶來的潛在危害。X-Care 技術(shù)首次實現(xiàn)選擇性地屏蔽對輻射敏感器官的直接照射，探測器掃描至敏感器官時，探測器會自動關(guān)閉，以避免對敏感器官的直接照射，使用X-Care 技術(shù)可以在實現(xiàn)受檢者檢查劑量最優(yōu)的同時，選擇性地保護好敏感器官，如避免對晶狀體、甲狀腺和乳腺的直接照射[3]。對于那些胸部發(fā)現(xiàn)小結(jié)節(jié)的病人來說，通常需要進行多次復(fù)查，根據(jù)國際輻射防護委員會的研究發(fā)現(xiàn)，女性乳房的腺體組織比其他組織更容易受到輻射的影響，尤其是年輕的女性，其風(fēng)險因子更高。因此，本研究試圖在胸部低劑量CT掃描的基礎(chǔ)上，尋求一種進一步降低乳腺輻射劑量的掃描模式。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年1～9月在我院進行胸部低級量篩查發(fā)現(xiàn)肺部結(jié)節(jié)的女性患者30例，年齡36～70歲，平均年齡(45.4±14.5)歲。平均身高(160.2±8.1)cm;體重(50.1±11.4)kg，平均體重指數(shù)(body mass index,BMI)為(19.5±1.7)kg/m2。30例患者均在半年以后進行復(fù)查。

1.2 CT掃描方法 前后2次掃描均適用西門子第二代雙源CT掃描儀，第1次掃描使用普通低劑量模式：管電壓120 kVp,使用CareDose4D技術(shù)，參考管電流50 mAs，準(zhǔn)直128×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時間0.28 s，螺距0.6，層厚1 mm。第二次掃描使用X-Care技術(shù)，參考管電流20 mAs，準(zhǔn)直128×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時間0.28 s，螺距0.6，層厚1 mm。

1.3 輻射劑量測量方法

1.3.1 在其知情并同意的前提下，在患者的腹側(cè)，每側(cè)乳腺上分別放1側(cè)個探測器，分別位于乳腺中央?yún)^(qū)。在患者的背側(cè)，于同一水平位置分別放置1個探測器LiF(Mg、Cu、P)探測器TLD model 469 RGD-3A。掃描前，全部探測器用BR2000A熱釋光探測器退火爐退火清零。每個志愿者需要4個探測器，將30組探測器固定在志愿者身上，進行掃描。

1.3.2 掃描結(jié)束后用賽默飛世爾Thermo TLD3500熱釋光劑量儀檢測輻射劑量。每個檢測點的兩個探測器測量結(jié)果取平均值，平均值減去本底的輻射劑量既可以認(rèn)為是患者體表接收到的輻射劑量。我們可以近似的認(rèn)為體表接受的輻射劑量就是皮下較鄰近的組織接受的輻射劑量。同時記錄工作站中原始輻射劑量值。

1.4 圖像質(zhì)量的評價 客觀圖像質(zhì)量：選區(qū)兩次掃描1 mm層厚肺窗圖像進行測量，感興趣區(qū)分別定位在肺部前部和后部，前后兩次掃描感興趣區(qū)完全一致。測量感興趣區(qū)的SNR及噪聲。主觀圖像質(zhì)量：采用5分法評價：極好：5分，極好的分辨率和對比度，沒有偽影；好：4分，好的分辨率和對比度，較小偽影；可：3分：有偽影和圖像噪聲，但是滿足診斷；較差：2分，由于偽影和差的對比度，影響診斷；差：1分，不能滿足診斷。

2 結(jié)果

2.1 X-CARE組與低劑量組間各參數(shù)及輻射劑量比較 X-CARE組的平均BMI是(23.53±3.81)kg/m2，平均ED為(1.10±0.16)mSv低劑量組的平均BMI是(23.53±4.81)kg/m2，平均ED為(1.49±0.31)mSv。X-CARE組與低劑量組相比，降低輻射劑量降低約26.17%，兩者間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖1、2，表1。

圖1 低劑量圖像，右肺感興趣區(qū)的選取(左肺同上)，有效輻射劑量1.40 mSv

圖2 X-CARE圖像，右肺感興趣區(qū)的選區(qū)(左肺同上)，有效輻射劑量1.19 mSv

項目X-CARE低劑量組BMI(kg/m2)23.53±3.8123.53±4.81ED(mSv)1.10±0.161.49±0.31*

注：與低劑量組比較,*P<0.05

2.2 X-CARE組與低劑量組圖像質(zhì)量比較 X-CARE組與低劑量組相比，前部相同位置圖像噪聲、SNR以及主管評分間均不具有統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。X-CARE組前部與后部圖像噪聲、SNR以及主觀評分間均不具有統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。見表2。

3 討論

隨著醫(yī)學(xué)科技的發(fā)展，人體所接受的醫(yī)源性X線輻射劑量的越來越多，潛在的導(dǎo)致了人體器官患發(fā)癌癥可能性的增加。有研究發(fā)現(xiàn)，人體DNA雙鏈結(jié)構(gòu)破壞的數(shù)量與醫(yī)源性輻射劑量密切相關(guān)[4,5]。因此，醫(yī)源性輻射的劑量，成為公眾日益關(guān)注的重要課題。隨著人們生活水平的提高，公眾體檢的人數(shù)和次數(shù)越來越多。CT是早期發(fā)現(xiàn)肺癌的主要手段，但是其輻射劑量大，尤其對于那些定期復(fù)查的患者來說，多次掃描輻射劑量是一個巨大的潛在危害。

項目X-CARE組前部后部低劑量組前部后部P值P1P2SNR12.24±3.3312.25±3.3212.28±3.4012.27±3.330.0890.057圖像噪聲(Hu)81.89±2.7681.90±2.5081.83±2.7782.00±2.500.5011.000主觀評分4.40±0.564.41±0.514.47±0.514.47±0.500.1570.317

注：P1:X-CARE組與低劑量組比較；P2：X-CARE組前部與后部圖像噪聲、SNR以及主管評分間均不具有統(tǒng)計學(xué)差異

胸部低劑量掃描已經(jīng)成為肺部篩查的一個流行趨勢。低劑量CT對肺癌高危人群篩選表明,其可敏感地檢出早期中央型及周圍型肺癌,將有助于提高肺癌患者的手術(shù)治療率[6]。然而，對于那些經(jīng)篩查發(fā)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)的女性患者，無法定性者，大多需要定期復(fù)查。雖然胸部低劑量CT掃描模式是一種較為可行的復(fù)查模式[7]，對于女性來說，并不是靶器官的乳腺，卻無法避免的多次暴露在X線輻射中，多次大劑量輻射帶來的生物效應(yīng)增加了潛在的致癌風(fēng)險[8,9]。減少乳腺的直接輻射對于預(yù)防和減少乳腺癌及乳腺疾病有著極其重要的意義[10]，是臨床工作中應(yīng)該必須考慮到的實際問題。

因此，使用一種較為合適的掃描模式，對于女性患者而言，尤其是年輕的女性患者，對于保護敏感腺體，如乳腺來說具有重要的臨床意義和價值。

近幾十年來，業(yè)界開發(fā)了多種減少劑輻射量的不同技術(shù)，很多已經(jīng)應(yīng)用到臨床常規(guī)檢查中，其中包括管電流調(diào)制技術(shù)、自動曝光控制技術(shù)、心電門控技術(shù)、大螺距掃描，以及迭代重建技術(shù)和低管電壓掃描技術(shù)等。對于女性而言，乳腺的保護措施，如乳房的鉛屏蔽鉛和鉍屏蔽也被臨床應(yīng)用，但因其費用較為昂貴，又不能反復(fù)應(yīng)用，同時容易伴隨前胸壁偽影，因此實際工作中并沒被廣泛應(yīng)用[11]。

通過各個商業(yè)公司和放射醫(yī)生的共同努力，開發(fā)了多種對于女性以及兒童的輻射敏感器官有所保護的掃描方式，并且應(yīng)用于實際工作中，取得了重要成果。最近推出的器官依賴的管電流調(diào)制技術(shù)(OBTCM，Organ-based tube current modulation)，旨在減少CT對輻射敏感的器官輻射劑量，降低對輻射敏感組織的損害，對于保護女性乳腺具有重要大意義。西門子推出的X-Care技術(shù)能夠選擇性地屏蔽對輻射敏感器官的直接照射，當(dāng)探測器掃描至敏感器官前方時，X線球管管電流降低；為了保持圖像質(zhì)量，當(dāng)X球管轉(zhuǎn)到人體后部時，管電流逐漸增加[12]。雖然，當(dāng)X線球管旋轉(zhuǎn)到背側(cè)時，由于管電流的增加，因此，造成了背側(cè)輻射劑量的增加，但是對于患者來說，整體的輻射劑量卻是減少的。Ketelsen等[12]的模型試驗發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)能夠使女性前胸部乳腺120度的輻射劑量減少35.2%。Vollmar等[11]進行模型實驗發(fā)現(xiàn)，器官調(diào)節(jié)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠降低乳房的輻射劑量達42%，同時保持圖像質(zhì)量。同樣，Boos等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，使用X-CARE技術(shù)對兒童胸部掃描，在不影響圖像質(zhì)量的情況下，能夠明顯的降低輻射劑量，保護兒童輻射敏感器官。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┝?。CT檢查時，灌注掃描在轉(zhuǎn)移瘤表現(xiàn)與DSA一致[14]，這種掃描方法計量較大。另外，低劑量CT掃描聯(lián)合迭代重建技術(shù)冠脈CTA成像是可降低輻射計量[15]，而CTA檢查本身輻射計量較大，進一步研究可以探討用X-CARE技術(shù)在灌注掃描和CTA檢查中能否實現(xiàn)對敏感器官保護。

本研究結(jié)果顯示，使用X-CARE技術(shù)掃描，對于肺結(jié)節(jié)復(fù)查的女性患者，總的輻射劑量明顯減低，比低劑量掃描模式降低了約26.17%。X-CARE組前部圖像噪聲雖然高于低劑量組，SNR及CNR低于低劑量組，但是并不影響圖像質(zhì)量，主觀評分雨客觀評分與對低劑量組均不具有統(tǒng)計學(xué)差異。同樣，X-CARE組背側(cè)圖像噪聲略高于低劑量組，SNR及CNR低于低劑量組，圖像質(zhì)量略低于低劑量組，但并不具有統(tǒng)計學(xué)差異，說明X-CARE技術(shù)能夠在降低輻射劑量的同時，保持了滿足診斷的CT圖像質(zhì)量。總之，使用X-CARE技術(shù)對女性胸行CT掃描，可以有效的降低乳腺所受到的輻射劑量，而不降低圖像質(zhì)量，能夠在滿足診斷要求的同時，對女性患者的乳腺施以有效的保護。

1 National Lung Screening Trial Research Team; Aberle DR,Adams AM,Berg CD,et al.Reduced lung- cancer mortality with low-dose computed tomographic screening.N Engl J Med,2011,365:395-409.

2 Brenner DJ.Radiation risks potentially associated with low-dose CT screening of adult smokers for lung cancer.Radiology,2004,231:440-445.

3 潘雪琳，李真林，程巍，等.腹部低劑量CT技術(shù)的臨床應(yīng)用.中國醫(yī)療設(shè)備，2012，27：69-73.

4 Kuefner MA,Grudzenski S,Schwab SA,et al.DNA double-strand breaks and their repair in blood lymphocytes of patients undergoing angiographicprocedures.Invest Radiol,2009,44:440-446.

5 Lbrich M,Rief N,Kuhne M,et al.In vivo formation and repair of DNA double-strand breaks after computed tomography examinations.Proc NatlAcadSci USA,2005,102:8984-8989.

6 趙民建,馬曉鋒.低劑量螺旋CT對老年人早期肺癌的普查價值.河北醫(yī)藥,2007,29:1080-1081.

7 趙建峰，陳佳.低劑量 CT 掃描在體檢中的應(yīng)用分析現(xiàn)代醫(yī)學(xué),2013，41:526-530.

8 Brenner DJ,Hall EJ.Computed tomography-an increasing Source of radiation exposure.N Engl J Med,2007,357:2277-2284.

9 Little JB.Radiation - induced genomic instability.Journal of Int J Radiat Biol,1998,74:663-671.

10 李騁,高豐,李銘.X-CARE技術(shù)在女性胸部CT檢查中的應(yīng)用.放射學(xué)實踐,2016,31:271-274.

11 Vollmar SV,Kalender WA.Reduction of dose to the female breast in thoracic CT:a comparison of standard-protocol,bismu th-shielded,partial and tube-current-modulated CT examinations.EurRadiol,2008,18:1674-1682.

12 Ketelsen D,Buchgeister M,Fenchel M,et al.Automated computed tomography dose-saving algorithm to protect radiosensitive tissues:estimation of radiation exposure and image quality considerations. Invest Radiol,2012,47:148-152.

13 Boos J,Krpil P,Klee D.Evaluation of the impact of organ-specific dose reduction on image quality in pediatric chest computed tomography.Pediatr Radiol,2014,44:1065-1069.

14 王光大，吳勇超，張鳳賓，通過CT灌注掃描及DSA分析兔肝轉(zhuǎn)移瘤血供來源.河北醫(yī)藥,2016,38:1215-1218.

15 尹蘭英，王岑，李彩英，等.超雙低劑量聯(lián)合迭代重建技術(shù)256層冠狀動脈CTA實驗研究.河北醫(yī)藥,2016,38:1133-1136.

10.3969/j.issn.1002-7386.2016.24.023

項目來源：河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點課題(編號：ZL20140177)

050011 石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院

R 445.3

A

1002-7386(2016)24-3765-03

2016-07-16)