低劑量CT技術(shù)及其在兒科中的應(yīng)用

低劑量CT技術(shù)及其在兒科中的應(yīng)用

袁新宇閻洧淳首都兒科研究所附屬兒童醫(yī)院放射科自20世紀(jì)70年代x線計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)(CT)應(yīng)用于臨床至今，無(wú)論在硬件還是軟件方面均得到長(zhǎng)足發(fā)展，但所帶來(lái)的輻射損傷問(wèn)題也同時(shí)出現(xiàn)在臨床和放射科醫(yī)生面前。

以前，因CT掃描在惡性腫瘤診斷方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，權(quán)衡其利弊之后，人們尚能容忍其較高輻射劑量的弊端；目前，CT檢查已被廣泛應(yīng)用于良性疾病及兒科疾病的診斷中，劑量累積效應(yīng)受到高度關(guān)注。

以美國(guó)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，輻射引發(fā)實(shí)體腫瘤的死亡概率約為0．00041；而2005年全美進(jìn)C檢查的人次為63000000。以上兩組數(shù)據(jù)綜合可知，美國(guó)每年將有25000多人因CT檢查誘發(fā)的癌癥而死亡，這也是近年來(lái)低劑量CT掃描備受關(guān)注的原因。雖然“在得到足夠診斷信息前提下，使用最小的輻射劑量”是放射界公認(rèn)的準(zhǔn)則。但ALARA(aslowasrea—sonablvachievable)原則的執(zhí)行卻面臨多重困難。首先是因?yàn)椴糠轴t(yī)用放射檢查工作人員對(duì)輻射危害缺乏認(rèn)識(shí)或認(rèn)識(shí)不足，在實(shí)際工作中沒(méi)有認(rèn)真執(zhí)行ALARA原則；其次是不知如何有效地減少患者的輻射劑量。

電離輻射損傷分為確定性效應(yīng)(deterministiceffects)及隨機(jī)性效應(yīng)(stochasiceffects)。前者的特點(diǎn)為臨界劑量——如白內(nèi)障不會(huì)發(fā)生于低于2GY(200tad)的急性照射或低于5GY(500rad)的慢性照射。目前尚無(wú)診斷性輻射劑量可導(dǎo)致確定性效應(yīng)的報(bào)道。與之相比，醫(yī)用放射領(lǐng)域中更常關(guān)注隨機(jī)效應(yīng)，因?yàn)樗鼈兛梢栽谌魏蝿┝肯掳l(fā)生。照射劑量越小，受傷細(xì)胞越少，其惡變概率就越低；反之，照射劑量越大，細(xì)胞惡變概率就越高，這種現(xiàn)象就是隨機(jī)性效應(yīng)，表現(xiàn)為隨著輻射劑量的增加，癌癥發(fā)病率也增加，且沒(méi)有最低閾值。癌癥的嚴(yán)重程度與初始劑量無(wú)關(guān)。眾所周知，輻射劑量越大，所獲得圖像的質(zhì)量就越好。多年來(lái)，臨床醫(yī)生和放射科醫(yī)生為了獲得清晰、漂亮的圖像，在CT掃描中所采用的輻射劑量均偏高。現(xiàn)在，醫(yī)務(wù)工作者已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到，在考慮到電離輻射對(duì)受檢者所帶來(lái)危害的前提下，圖像是否清晰、漂亮并非是對(duì)受檢者有利的標(biāo)準(zhǔn)。因此，如何在CT輻射劑量與圖像質(zhì)量取得平衡，是放射科醫(yī)生面臨的挑戰(zhàn)。

雖然近年來(lái)放射科界同仁均強(qiáng)調(diào)“低劑量CT掃描”對(duì)減少受檢者接受輻射的重要性，但至今為止，尚缺乏對(duì)“低劑量”的明確定義。聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)2000年統(tǒng)計(jì)成人CT檢查劑量約為(1～24)mSV／人，Shrimpton等2003年統(tǒng)計(jì)兒童CT檢查劑量約為(2～6．5)mSV／人，盡管以上劑量仍較常規(guī)x線檢查高，但在CT檢查中被多數(shù)作者列為低劑量水平。目前，關(guān)于低劑量條件下掃描時(shí)，隨機(jī)性效應(yīng)的劑量—效應(yīng)關(guān)系有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)認(rèn)為，極低劑量的射線是無(wú)害的，超過(guò)某個(gè)閾值就會(huì)引發(fā)隨機(jī)性效應(yīng)；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，不存在所謂“閾值”，輻射危害是從零開(kāi)始，隨劑量增加而增加的線性關(guān)系，即“線性無(wú)閾值(1inearno—threshold，LNT)”理論，雖然這兩種觀點(diǎn)爭(zhēng)論了十幾年，但聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)與美國(guó)全國(guó)輻射防護(hù)委員會(huì)(NCRP)認(rèn)為，“線性無(wú)閾值”理論更有代表性。減低輻射劑量的方法如何有效地降低患者接受檢查時(shí)的輻射劑量是所有醫(yī)用放射工作人員面臨的挑戰(zhàn)，不少兒科學(xué)家在這方面進(jìn)行了大量工作。從既往的成果中可知，作為放射科醫(yī)生，我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)降低輻射劑量。一、降低管球電壓(kV)管球電壓與輻射劑量的關(guān)系不是線性的，在不同條件下可以是指數(shù)關(guān)系或更為復(fù)雜的關(guān)系，Tack等認(rèn)為：①除體質(zhì)比(體重與體表面積之比，BMI)>35kg／m的肥胖人群外，應(yīng)避免使用140kV進(jìn)行胸、腹、盆腔以及腰椎掃描；②對(duì)于10～15歲兒童或體質(zhì)比<22kg／m的人群，應(yīng)使用100～110kV掃描胸、腹或盆腔；③對(duì)于小于10歲的兒童或CT血管造影檢查時(shí)，應(yīng)使用80～90kV；其余情況，選擇120～130kV。二、降低管電流與時(shí)間乘積(tubecurrenttimeproduct，mAs)在傳統(tǒng)放射學(xué)中，mAs與輻射劑量是呈線性關(guān)系的，其他參數(shù)不變時(shí)，減小mAs可以明顯降低輻射劑量。在成人肺檢查中，推薦1．0mAs／kg，腹盆檢查推薦1．5mAs／kg。在對(duì)比明顯的組織(如肺、骨骼、鼻竇等)檢查中，即使大幅降低mAs，也不會(huì)造成圖像質(zhì)量明顯下降。三、增加螺距(Ditchfactor)多層螺旋CT與單層螺旋CT不同，增加螺距不會(huì)損害z軸分辨率(Z—resolution)降低圖像質(zhì)量，但可引起圖像噪聲增加，信噪比下降。適當(dāng)調(diào)整管電流(即有效mAs，effectivemAs)，可使圖像質(zhì)量得到補(bǔ)償。四、限制劑量長(zhǎng)度乘積(doselengthDroduct，DLP)DLP為劑量長(zhǎng)度乘積，其中“劑量”采用CTDIW值(加權(quán)CTDI)，“長(zhǎng)度”為斷層掃描中層厚與累計(jì)層面數(shù)的乘積或螺旋掃描的連續(xù)掃描長(zhǎng)度。目前新型CT機(jī)均配有DLP顯示界面，用以監(jiān)控輻射劑量的多少。已有許多國(guó)家采用DLP分別針對(duì)成年或兒童受檢者具體建立相應(yīng)的X—CT掃描的醫(yī)療照射指導(dǎo)(參考)水平，旨在約束和控制CT掃描劑量，推動(dòng)醫(yī)療照射中放射防護(hù)最優(yōu)化。五、其他通過(guò)調(diào)整層厚、層間距、掃描野、掃描長(zhǎng)度以及掃描野中心位置也可達(dá)到降低輻射劑量的目的。兒童低劑量CT研究直至21世紀(jì)，放射科醫(yī)師才開(kāi)始關(guān)注兒科CT劑量的問(wèn)題。輻射對(duì)生長(zhǎng)迅速的個(gè)體(如胎兒、嬰兒和兒童)所產(chǎn)生的效應(yīng)最大。對(duì)于嬰幼兒的效應(yīng)可延遲表現(xiàn)為智力發(fā)育遲緩、惡性腫瘤發(fā)生概率增加以及基因突變，這些后遺癥與接觸輻射時(shí)的劑量和年齡有關(guān)。同時(shí)，輻射對(duì)新生兒和幼兒的致癌基因效應(yīng)可潛伏多年。與成年人相比，兒童對(duì)輻射誘導(dǎo)的致癌基因敏感度高10～20倍。而且，年齡越小，對(duì)輻射的敏感性也越高。一、兒童自身特點(diǎn)應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，兒童不是成人的縮小版，他們有自己的生理特點(diǎn)。生長(zhǎng)旺盛組織容易受到輻射損傷，兒童期身體發(fā)育是人生中最為旺盛的階段；另外，兒童體內(nèi)增生組織的分布也有別于成人，如兒童期外周骨骨髓尚未完成轉(zhuǎn)化，故兒童肢體掃描將造成肢體內(nèi)紅骨髓受到輻射，而成人中則不會(huì)出現(xiàn)這種損傷；兒童體內(nèi)脂肪含量少，組織密度對(duì)比差，要求提高信噪比或降低管電壓但同時(shí)增加管電流來(lái)加大組織間差異，提高密度分辨率，而這些措施都會(huì)增加輻射劑量。最重要的是，兒童預(yù)期壽命長(zhǎng)，輻射誘發(fā)癌癥的概率將明顯高于成年人和老年人。因此，低劑量CT檢查在兒科中顯得尤為重要。二、兒童CT掃描原則Vock與Wolf在大量臨床實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出降低兒童CT劑量的掃描原則。(1)在不影響診斷的前提下，允許降低信噪比，降低mAs和(或)kV。同時(shí)，在后重建過(guò)程中盡量增加重建層厚，以降低圖像噪聲。(2)優(yōu)化軸位掃描的相關(guān)參數(shù)，增加管球過(guò)濾，盡可能選擇厚層掃描，體重小以及身體前后徑小的患者降低kV和mAs。二、兒童CT掃描原則(3)優(yōu)化容積范圍，盡量增加螺距(>l，如1．5)用以降低DLP。(4)盡量減少掃描長(zhǎng)度及同一部位的掃描次數(shù)。在不同檢查中，盡量避免相鄰器官的重復(fù)掃描。在多期相掃描時(shí)減少掃描數(shù)量以降低DLP。增強(qiáng)掃描，盡量避免使用團(tuán)注觸發(fā)時(shí)間測(cè)試。摘自《中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志》2009年第l5卷第5期嬰幼兒胸部320排CT低劑量容積掃描時(shí)，采用52mAs(保持管電壓80KV不變)掃描條件既能保重圖像質(zhì)量，又能顯著降低輻射劑量，值得大力推廣。在檢查以肺窗觀察為主的疾病時(shí)，可選擇<52mAs的掃描。

摘自《實(shí)用放射學(xué)雜志》2013年8月“320排低劑量容積掃描在嬰幼兒胸部的應(yīng)用”曾禹莉，貴州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科兒科低劑量CT掃描參考標(biāo)準(zhǔn)顱腦：低劑量120KV、(50mAs)CT掃描圖像質(zhì)量較常規(guī)劑量掃描(250mAs)稍差，但不影響對(duì)缺氧缺血性腦病的診斷，在保證圖像質(zhì)量的前提下，足月新生兒采用40mAs、早產(chǎn)兒采用30mAs左右的掃描條件較為適宜，有利于患兒的輻射防護(hù)。副鼻竇：掃描參數(shù)低至100kV，20-30mAs，可滿足臨床診斷要求，值得推廣應(yīng)用。顳骨：采用30mAs時(shí)，圖像質(zhì)量仍保持優(yōu)，顳骨內(nèi)各結(jié)構(gòu)顯示清晰，可滿足診斷要求。咽部：采用50mAs掃描時(shí)，雖然圖像噪聲有所增加，但并不影響診斷。眼眶：采用50mAs的掃描條件即可滿足診斷要求，而CT劑量指數(shù)僅為常規(guī)劑量掃描的50％，大大降低了輻射劑量。胸部：在保證圖像質(zhì)量的前提下，多排螺旋CT小兒胸部檢查采用100kV、35mAs的掃描條件較為適宜。心血管：管電壓120KV、管電流分別用20、25、30、40、55mAs，行心臟增強(qiáng)CT掃描時(shí)圖像質(zhì)量即可滿足診斷需要，能清晰地顯示心臟房室連接關(guān)系、心臟與大血管連接關(guān)系、大血管正常走行或變異、異常交通等。腹部：對(duì)于腹部低對(duì)比組織，如肝固有動(dòng)脈、肝內(nèi)血管和膽總管等，采用的管電壓120KV，管電流最低為80mAs。而檢查兒童結(jié)腸病變時(shí)，采用的管電流僅為15mAs，對(duì)病變檢出的敏感度>90％，特異度達(dá)80％～90％。泌尿系：腎臟120kv、20mAs的管電流為最低掃描劑量，可基本滿足臨床診斷的要求。而對(duì)于先天性泌尿系統(tǒng)梗阻畸形的患兒，采用30-40mA的管電流結(jié)合圖像后處理技術(shù)，可對(duì)腎臟結(jié)構(gòu)、分泌及排泄功能及積水梗阻平面