胸部多層螺旋CT低劑量掃描的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

潘兆鵬

天津市職業(yè)病防治院放射科 (天津 300011)

在診斷胸部疾病時(shí)，考慮到胸部有良好的自然對比性，X線和CT技術(shù)成為胸部疾病常用的診斷方法。但X線易受脂肪、氣體等因素的影響，檢查范圍及檢查圖像受限，整體效果不佳。自螺旋CT技術(shù)于1972年問世以來，得到快速發(fā)展及廣泛普及，其臨床應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，接受CT檢查的人數(shù)逐年增加。尤其是多層螺旋CT技術(shù)(multi-slice spiral CT，MSCT)可明顯提高病變檢出率及準(zhǔn)確性，在臨床被廣泛應(yīng)用。但也帶來了輻射問題，CT設(shè)備所產(chǎn)生的輻射暴露會(huì)增加患者的治療不安全性。國際放射防護(hù)委員會(huì)(International Commission on Radiological Protection，ICRP)指出，X線照射劑量每增加1 mGy，將會(huì)增加5/10萬惡性腫瘤發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[1]。因此，降低MSCT檢查時(shí)的輻射劑量成為影像科醫(yī)師亟需解決的問題。當(dāng)前，MSCT低劑量掃描是臨床降低輻射劑量的重要方法，也是解決輻射問題、提高患者診斷安全性的主要措施。本文通過綜述胸部MSCT低劑量掃描的研究進(jìn)展，旨為臨床安全診斷提供參考。

1 胸部低劑量MSCT應(yīng)用意義及獲得

1.1 胸部低劑量MSCT應(yīng)用意義

胸部CT掃描的空間分辨力、時(shí)間分辨力均較高，且優(yōu)于胸部X線檢查，但其輻射劑量也高于胸部X線檢查。因此，如何降低輻射劑量是臨床亟需解決的問題。ICRP提出了X線活動(dòng)三原則：實(shí)踐正當(dāng)化、輻射防護(hù)最優(yōu)化及個(gè)人劑量限制性[2]。臨床在放射學(xué)檢查過程中嚴(yán)格遵循“合理使用低劑量”的原則。但因MSCT普及率不斷提升，患者接受CT診斷的頻率不斷增加，受照射劑量也不斷增加，如此逐漸累積會(huì)給人體帶來不良影響。低劑量MSCT技術(shù)可明顯降低輻射劑量，提高患者診斷的安全性。但如果一味追求降低輻射劑量可能會(huì)增加圖像噪聲，影響診斷圖像質(zhì)量。胸部低劑量CT掃描是通過優(yōu)化CT掃描參數(shù)，改變管電流、管電壓及螺距等方法來降低輻射劑量。通常管電流降低、螺距升高，可降低輻射劑量，此時(shí)圖像噪聲比增加。但由于胸部自然對比度明顯，胸部病變組織可清晰顯示，且不受噪聲影響，因此在一定程度上降低管電流并不會(huì)影響診斷，且可降低患者的受照射劑量。

1.2 胸部低劑量MSCT的獲得

胸部低劑量MSCT的獲得通常是由降低管電壓與管電流及增加螺距的方法來實(shí)現(xiàn)。其中管電壓決定了X線的質(zhì)，降低管電壓可降低X線輻射劑量。通常改變管電壓，降低X線光子能量，并接近含有高原子序數(shù)元素的組織及結(jié)構(gòu)，即能減少輻射劑量[3]。但管電壓降低會(huì)相應(yīng)地降低圖像分辨力，因此在臨床實(shí)際應(yīng)用過程中，需根據(jù)患者的體質(zhì)量適當(dāng)調(diào)整管電壓。在確保其他參數(shù)不變時(shí)，X線輻射劑量與管電流呈正相關(guān)，此時(shí)降低管電流可相應(yīng)降低輻射劑量[4]。若受檢者偏瘦，在掃描含有空氣或脂肪多的臟器時(shí)，可通過降低管電流，實(shí)現(xiàn)降低輻射劑量的目的。此外，采用MSCT掃描時(shí)，若其他參數(shù)不變，螺距增加，亦可相應(yīng)縮短掃描時(shí)間，輻射劑量也會(huì)隨之減少。

2 胸部低劑量MSCT的臨床應(yīng)用

2.1 肺癌篩查

肺癌是全球發(fā)病率高、病死率高的惡性腫瘤，其治療的關(guān)鍵是早發(fā)現(xiàn)、早診斷。近年來，胸部低劑量MSCT成為篩查肺癌的重要方法。畢金玲等[5]的研究結(jié)果顯示，不同劑量CT病變檢出率一致性接近82%，病變確診率一致性超過96%，且低劑量CT的肺部輻射劑量范圍為1.5～3.6 mSv，僅為常規(guī)CT肺部輻射劑量的1/6左右。劉麗君等[6]的研究結(jié)果顯示，低劑量CT人工判讀檢出率為16.4%，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(人工糾錯(cuò))檢出率為16.8%，兩者檢出一致性高(Kappa=0.986)，并能節(jié)約70%的檢查時(shí)間。由此可見，低劑量CT掃描通常在20～50 mAs的管電流即可滿足肺內(nèi)結(jié)節(jié)檢查的需求。Hoffman等[7]的隨機(jī)對照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低劑量CT可降低肺癌病死率、假陽性結(jié)果。傅雪鋒等[8]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，低劑量MSCT掃描可降低CT輻射劑量，提高患者的診斷安全性，且不會(huì)影響疾病的篩查率。

2.2 其他胸部疾病篩查

低劑量MSCT被證實(shí)是診斷肺動(dòng)脈栓塞的可靠方法，并可作為觀察患者治療效果的途徑[9]。在肺動(dòng)脈疾病的檢查中應(yīng)用低劑量MSCT，可提供良好的圖像質(zhì)量，并能減少輻射暴露，但不會(huì)限制臨床診斷效能[10-11]。雖然低劑量胸部MSCT檢查可能會(huì)出現(xiàn)線狀偽影，但仍然能幫助臨床醫(yī)師鑒別氣道疾病及慢性彌漫性肺疾病[12]。但考慮到輻射劑量與受檢者體型關(guān)系較大，因此在臨床診斷疾病時(shí)，掃描劑量需綜合考慮患者體型因素。

兒童正處于生長發(fā)育期，對放射敏感性高，更易發(fā)生放射性損傷。由于兒童胸部體積小，周徑及前后徑小，此時(shí)相同照射劑量下圖像噪聲比低于成人，故在進(jìn)行MSCT檢查時(shí)，可適當(dāng)降低管電流，在保障CT圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低輻射劑量，以確保患兒免受放射性損傷。陳燕妮等[13]研究指出，在其他參數(shù)不變，管電流100 mAs下MSCT掃描所得圖像合格率最高，可顯著減輕對新生兒的輻射損傷。相較于X線檢查，低劑量MSCT能發(fā)現(xiàn)肺部隱匿性病變或微小病變[14]。

3 圖像質(zhì)量改進(jìn)方法

3.1 自動(dòng)管電流調(diào)制系統(tǒng)

由于圖像質(zhì)量與患者體型有關(guān)，在實(shí)際檢查時(shí)需根據(jù)患者體型調(diào)整MSCT掃描時(shí)的管電流或管電壓。但人體部分衰減值不同，恒定管電流難以獲得理想的圖像質(zhì)量，甚至?xí)l(fā)生過度暴露X線。因此，自動(dòng)管電流調(diào)制和自動(dòng)管電壓調(diào)制方法需根據(jù)患者體型自動(dòng)選擇管電流或管電壓，以此在最大程度上降低輻射劑量，并確保不影響診斷圖像質(zhì)量。相關(guān)研究指出，在低劑量MSCT掃描時(shí)聯(lián)合自動(dòng)管電流調(diào)制系統(tǒng)，可確保圖像質(zhì)量滿足臨床需求，并能降低輻射劑量[15]。

3.2 圖像濾波器

圖像濾波器分為空間域及原始數(shù)據(jù)濾波器，前者可降低劑量圖像噪聲，后者可減少條紋偽影，能解決散射及低劑量CT圖像噪聲比問題，其速度率、算法簡單，適用于低劑量CT檢查[16]。

3.3 迭代重建算法

迭代重建算法是通過計(jì)算圖像數(shù)據(jù)反映所獲取的投影數(shù)據(jù)，采用迭代重建算法可降低圖像噪聲比，并能改善圖像質(zhì)量[17]。隨著新的迭代重建技術(shù)(如飛利浦iDose4技術(shù)、西門子空間迭代重建技術(shù)、東芝公司的適應(yīng)性跌倒劑量降低技術(shù)及原始數(shù)據(jù)迭代重建技術(shù)等)的發(fā)展及應(yīng)用，可降低圖像噪聲比，改善圖像質(zhì)量[18]。相關(guān)研究證實(shí)，基于迭代重建算法和體質(zhì)量指數(shù)可降低受檢者的CT輻射劑量，且不影響圖像質(zhì)量[19-20]。由此可見，采用迭代重建算法能夠降低圖像噪聲比，且能降低CT診斷輻射劑量。

4 小結(jié)

MSCT低劑量掃描是臨床診斷胸部疾病的重要方法，通過降低管電流、管電流及升高螺距可實(shí)現(xiàn)降低照射劑量的目的。為了降低圖像噪聲比、提高圖像質(zhì)量，在行低劑量MSCT檢查時(shí)，多結(jié)合自動(dòng)管電流調(diào)制系統(tǒng)、圖像濾波器、迭代重建算法等技術(shù)，以使圖像質(zhì)量滿足臨床需求，且在最大程度上降低電離輻射下的暴露危害。目前，MSCT低劑量掃描被逐漸用于快速容積覆蓋動(dòng)態(tài)分析、CT器官灌注等，臨床醫(yī)師需掌握最優(yōu)化的低劑量MSCT掃描方法，根據(jù)不同檢查部位及目的，制定最優(yōu)化的掃描方案，以滿足疾病診斷要求及患者需求。