優(yōu)化掃描方案 合理控制輻射
2010/10/8  閱讀數(shù)：

　　自1972年Hounsfield發(fā)明CT后，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域就開始了巨大的革命性變化。CT采用橫斷面斷層圖像避免了組織結(jié)構(gòu)的重疊干擾，可用于動(dòng)態(tài)器官的檢查。同時(shí)，由于多層螺旋CT檢查的輻射劑量有所增加，X射線電離輻射對(duì)人體的損傷也越來越被人們所重視。研究發(fā)現(xiàn)，CT輻射對(duì)人體的損傷因檢查對(duì)象和器官部位不同而異。《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》發(fā)表的研究顯示，20歲的女性因做1次標(biāo)準(zhǔn)心臟CT而增加的罹患癌癥危險(xiǎn)性，比80歲的男性高幾十倍，年輕女性的乳腺對(duì)輻射最為敏感，而肺組織也是最易受到CT輻射危害的器官之一。




　　目前，歐洲已建立明確的CT檢查指南，我國(guó)尚缺乏類似的指南。關(guān)于輻射防護(hù)，特別是檢查對(duì)象為年輕女性、兒童以及孕婦等特殊人群的CT檢查與防護(hù)，尤需各方給予足夠的重視。




　　CT設(shè)備的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使人們對(duì)其輻射劑量的認(rèn)識(shí)也更加深入。美國(guó)醫(yī)學(xué)物理師學(xué)會(huì)和國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)已對(duì)CT檢查制定了輻射劑量控制的參考標(biāo)準(zhǔn)，CT生產(chǎn)廠商也致力于提高圖像質(zhì)量和降低輻射劑量的研究，放射專業(yè)醫(yī)師以及臨床醫(yī)師也已認(rèn)識(shí)到合理實(shí)施CT檢查的重要性。




　　根據(jù)合理、可接受、盡可能低(ALARA)的輻射原則，對(duì)于CT檢查的方案應(yīng)根據(jù)診斷要求進(jìn)行優(yōu)化，以期達(dá)到合理的輻射控制。醫(yī)療設(shè)備研發(fā)企業(yè)同放射工作者一起，一直致力于研究各種方法以便在保證圖像診斷要求的同時(shí)減少輻射劑量。在這種趨勢(shì)下，現(xiàn)在投入生產(chǎn)及應(yīng)用的CT設(shè)備在患者檢查完畢后都要求必須有劑量報(bào)告進(jìn)行保存，這更有利于對(duì)CT檢查中輻射劑量進(jìn)行管理。






　　減少輻射劑量的方法




　　一、一般方法




　　CT成像的多種參數(shù)都影響CT的輻射劑量。通常降低管電壓(kVp)、減少旋轉(zhuǎn)時(shí)間及管電流(mA)、增大螺距(Pitch)等都可以減少輻射劑量。另外，一些功能和方法的合理應(yīng)用也可以減少輻射劑量，如Bowti選擇、重建算法的優(yōu)化和合理的掃描體位等。




　　減少mA和旋轉(zhuǎn)時(shí)間：雖然CT橫斷位成像與普通X射線攝影不同，但輻射劑量減少與管電流和旋轉(zhuǎn)時(shí)間乘積的減少仍成正比。減少管電流和旋轉(zhuǎn)時(shí)間仍是一個(gè)最直接有效的方法。




　　增大Pitch：Pitch的增大意味著掃描同樣長(zhǎng)度所需要的時(shí)間減少，相當(dāng)于成像的時(shí)間減少，如果mA沒有變化，總的mAs減少，那么輻射劑量就會(huì)減少。Pitch的比例影響輻射劑量，輻射劑量需要考慮Pitch值，而mAs常常被用來評(píng)估輻射劑量。




　　降低管電壓(kVp)：降低kVp也可減少輻射劑量，但通常較少使用。因?yàn)閗Vp的改變會(huì)影響X射線質(zhì)的強(qiáng)度，并影響CT值的準(zhǔn)確性和增加圖像噪聲，對(duì)于較胖的患者該現(xiàn)象尤為明顯。同時(shí)，減少kVp還可增加碘對(duì)比劑對(duì)X射線的衰減，在增強(qiáng)掃描中可增加圖像的信噪比(SNR)，例如肺動(dòng)脈栓塞增強(qiáng)掃描或者心臟冠狀動(dòng)脈掃描。




　　Bowti選擇和重建算法的優(yōu)化：Bowti選擇其實(shí)是一種X射線的前濾過，而重建算法的優(yōu)化又可稱為圖像的后濾過。兩者的合理使用都可有效減少噪聲。前濾過可去除對(duì)人體影響較大的軟Ｘ射線，提高Ｘ射線的光子轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到間接減少輻射劑量目的。Bowti選擇還與檢查部位有關(guān)，正確的選擇可提高圖像質(zhì)量，如選擇不當(dāng)則作用相反。通常，兒童等體型小的患者選擇小Bowti，以降低噪聲和提高圖像質(zhì)量。




　　合理的掃描方法：合理的掃描方法包括減少掃描的長(zhǎng)度和掃描時(shí)避開輻射敏感器官。研究表明，如掃描短軸避開射線敏感器官，再通過三維重組的方法獲得所需層面，可有效減少輻射劑量。




　　二、個(gè)體化方法




　　是否一種掃描方案可以用于所有類型的患者掃描?是否所有檢查使用低劑量方法掃描都可以獲得滿意的圖像?答案顯然是否定的。




　　有學(xué)者嘗試CT檢查輻射劑量控制的個(gè)體化，根據(jù)各種影響圖像質(zhì)量的個(gè)體因素提出了各種個(gè)體化方案，如mA自動(dòng)調(diào)制技術(shù)，基于體重、體重指數(shù)(BMI)以及掃描位置的體厚寬度選擇掃描方案，或者通過預(yù)掃描選擇掃描參數(shù)的方法。




　　mA自動(dòng)調(diào)制技術(shù)：這是基于硬件和掃描定位像的一種常用的輻射劑量控制技術(shù)。由于人體每個(gè)部位的體厚和組織結(jié)構(gòu)不同，固定mA技術(shù)不能保證每層圖像有相同的圖像質(zhì)量；與固定mAs技術(shù)不同，mA自動(dòng)調(diào)制技術(shù)可根據(jù)掃描定位像動(dòng)態(tài)選擇mA，使每層CT都能保證有一致的噪聲水平。以胸部掃描為例，肩部的骨骼較多、掃描直徑較大，固定mA掃描此處的噪聲就較大。如果使用mA自動(dòng)調(diào)制技術(shù)可適當(dāng)增加此處的mA，而在胸部中部適當(dāng)減少mA，可保證整個(gè)胸部掃描范圍的噪聲保持一致。現(xiàn)在的CT設(shè)備一般都有mA自動(dòng)調(diào)制技術(shù)，這是有效控制輻射劑量的方法之一。




　　基于體重、體重指數(shù)以及掃描部位體厚的參數(shù)選擇方案：由于人的個(gè)體差異較大，將較瘦小患者的低劑量掃描方案用于肥胖患者，勢(shì)必會(huì)影響檢查的圖像質(zhì)量�；�于患者個(gè)體差異制定的掃描方案，在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)也可避免過度輻射�；仡櫼酝�的研究，基于體重指數(shù)的參數(shù)選擇更容易****作，并且可以獲得較一致的圖像質(zhì)量。




　　預(yù)掃描參數(shù)選擇：通過設(shè)定的掃描條件預(yù)掃描一層圖像，以獲得圖像噪聲水平指導(dǎo)和一致的圖像質(zhì)量掃描參數(shù)。由于CT是橫斷位掃描，圖像噪聲的產(chǎn)生與掃描位置的密度等情況有關(guān)，有時(shí)體重等宏觀量不能完全反映掃描區(qū)域的情況，預(yù)掃描可保證掃描區(qū)域的噪聲水平，準(zhǔn)確獲得一致的掃描條件，有更好的適用性。




　　三、降低冠狀動(dòng)脈CTA成像輻射劑量的方法




　　冠脈CTA中除可使用上述方法外，還可使用回顧性心電門控管電流調(diào)制和前瞻性序列掃描兩種方法。這兩種方法較固定mA掃描方法,可分別減少30%~50%和70%~80%的輻射劑量。同時(shí)，由于心臟的節(jié)律性跳動(dòng)以及成像方法的特殊性，心率對(duì)于輻射劑量的影響也較大。例如使用雙源CT掃描，心率加快時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增大Pitch，從而使整個(gè)掃描輻射劑量減少。






　　評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的方法




　　減少輻射劑量必將影響圖像質(zhì)量，因此，優(yōu)化輻射劑量必須以滿足診斷要求為前提，在優(yōu)化輻射劑量過程中，也必須對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。常用的評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的方法有模體法、噪聲法和主觀評(píng)價(jià)法。




　　模體法可客觀給出輻射劑量?jī)?yōu)化后的圖像質(zhì)量，并且不受掃描條件限制，缺點(diǎn)是模體較難獲得并且成本很高；噪聲法通常使用均勻密度感興趣區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)差(Standard Diviation，縮寫SD)來衡量噪聲水平，由于輻射劑量主要影響圖像的噪聲，所以可以使用SD來客觀評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量；大部分臨床研究采用主觀評(píng)分方法評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，將選出的圖像根據(jù)參考質(zhì)量評(píng)分,找出一個(gè)滿足診斷的標(biāo)準(zhǔn)后，在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上控制輻射劑量。




　　輻射劑量?jī)?yōu)化的掃描方案




　　由于CT設(shè)備不同，成像方法以及減少輻射劑量的方法有差異，不同機(jī)型的輻射劑量?jī)?yōu)化方案有差異。此外，不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)導(dǎo)致優(yōu)化方案的不同。




　　肺是對(duì)X射線較敏感的器官，并且肺組織內(nèi)的圖像對(duì)比較大。2008年，Takeshi Kubo在文獻(xiàn)中回顧了15個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家近20年來對(duì)胸部輻射劑量?jī)?yōu)化的研究表明：自動(dòng)mA調(diào)制是體部輻射劑量?jī)?yōu)化的重要方法，不同診斷目的對(duì)輻射劑量的優(yōu)化要求也不相同，如對(duì)于肺結(jié)節(jié)檢測(cè)所需的劑量要低于肺動(dòng)脈栓塞所需的劑量。但由于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的不同以及使用的設(shè)備和mA調(diào)制方法的不同，滿足診斷的輻射劑量水平也會(huì)有所不同，有報(bào)道稱最低僅需5mAs~6mAs就可用于肺結(jié)節(jié)的檢測(cè)。隨著設(shè)備的進(jìn)步和成像質(zhì)量的提高，采用新型的CT時(shí)，肺部成像所需要的mAs可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于當(dāng)時(shí)所使用的標(biāo)準(zhǔn)劑量。




　　腹部和盆腔也是輻射敏感器官較多的區(qū)域。自動(dòng)mA調(diào)制用于腹部檢查可減少輻射劑量，但比較其他部位其減少的輻射并不多。由于腹部和盆腔的實(shí)質(zhì)臟器較多并且掃描直徑較大，據(jù)Greess的文獻(xiàn)報(bào)道，腹部肝臟和盆腔可以分別減少15%和25%的輻射劑量。Mannudeep提出腹部掃描的噪聲指數(shù)可選擇12.5HU，相對(duì)于10HU可減少輻射劑量19%。對(duì)于泌尿系結(jié)石和結(jié)腸仿真內(nèi)鏡的檢查，噪聲指數(shù)可選擇20HU，由于有較高的對(duì)比，滿足診斷的輻射劑量可減少50%以上。隨著雙能量CT的出現(xiàn)，較少的輻射劑量可帶來更高的組織對(duì)比度。




　　冠狀動(dòng)脈CTA的輻射劑量?jī)?yōu)化一直是近年的熱點(diǎn)，用64層螺旋CT進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查時(shí)，有報(bào)道稱其輻射劑量個(gè)別已經(jīng)超過30mSv。隨著前瞻性門控掃描方法的成熟以及各種后64層螺旋CT投入臨床應(yīng)用，一次冠狀動(dòng)脈CTA掃描的輻射劑量可降到1mSv以下。




　　兒童輻射劑量的優(yōu)化




　　兒童是一個(gè)特殊的群體，由于其各器官對(duì)輻射的敏感性要大大高于成人，若接受與成人相同的輻射劑量，發(fā)生癌變的風(fēng)險(xiǎn)更高。因此，對(duì)兒童輻射劑量的優(yōu)化也是CT檢查中的一個(gè)重要課題。




　　根據(jù)研究，建議兒童輻射劑量?jī)?yōu)化的方案如下：按年齡分組，例如新生兒頭顱CT掃描參考條件是120kV、160mAs；2個(gè)月~2歲、3~8歲和9~14歲兒童頭顱CT掃描mAs應(yīng)當(dāng)分別是180、200、240。




　　由于兒童個(gè)體差異較大，以年齡為基礎(chǔ)選擇兒童胸部掃描參數(shù)并不很精確，Donnelly主張用兒童身體客觀指標(biāo)(如體重)作為CT掃描參數(shù)依據(jù)。




　　兒童輻射劑量的管理需要建立一個(gè)地區(qū)性的標(biāo)準(zhǔn)，如建立一個(gè)符合中國(guó)兒童不同年齡組的腦部、胸部、腹部CT檢查診斷參考標(biāo)準(zhǔn)。診斷參考標(biāo)準(zhǔn)可以容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)和劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)方式來表示，如瑞士不同年齡組腦部的診斷參考標(biāo)準(zhǔn)分別為：CT劑量指數(shù)20mGy、30mGy、40mGy、60mGy。




　　綜上所述，隨著CT檢查技術(shù)的發(fā)展和臨床應(yīng)用的增加，CT檢查的輻射劑量管理對(duì)于獲得優(yōu)質(zhì)圖像質(zhì)量，并最大限度減少無謂輻射損傷和致癌風(fēng)險(xiǎn)有著重要意義，這也是CT檢查得以發(fā)展的必要條件。




　　相關(guān)鏈接




　　影響CT劑量的主要因素




　　1．與設(shè)備相關(guān)的因素：x線發(fā)生器的波形，管電流設(shè)置的范圍，線束濾過，掃描幾何尺寸。2．掃描參數(shù)因素：如管電壓、管電流、掃描時(shí)間、濾過、掃描旋轉(zhuǎn)角度、射野大小等。3．層厚對(duì)劑量的影響：保持mAs不變，降低層厚得到單次掃描較低劑量值，但噪聲增加；若保持噪聲不變，降低層厚得到較高劑量，減少層距則增加多層面劑量。




　　技師的注意事項(xiàng)




　　首先，應(yīng)該建立輻射防護(hù)概念，正確掌握?qǐng)D像質(zhì)量與輻射劑量之間的平衡關(guān)系，不能一味追求影像質(zhì)量而忽略輻射劑量，技師應(yīng)當(dāng)被培訓(xùn)并且精通最優(yōu)化CT檢查方案。其次，應(yīng)了解所使用設(shè)備的性能、各種技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，合理運(yùn)用各種輻射防護(hù)措施，在保證影像診斷質(zhì)量的前提下努力減少患者的輻射照射劑量，注意檢查指示和限制不必要的掃描層，采用適合病人截面區(qū)的掃描參數(shù)。第三，盡量減少兒童的mAs值,使螺旋CT的螺距因子大于1，并且計(jì)算重疊圖像而不是重新獲取單幅圖像,充分地選擇圖像重建參數(shù),在多層CT上應(yīng)用Z濾過。




　　制造廠方采取的方法




　　1.增加輻射波譜的預(yù)濾過,調(diào)制衰減依賴型球管的電流。2.對(duì)于兒童和一些特殊情況采用低劑量掃描協(xié)議。3.在常規(guī)CT和螺旋CT采用自動(dòng)曝光系統(tǒng)。4.減噪圖像的重建步驟,繼續(xù)深入研究Z濾過和適合的濾過算法。




　　臨床醫(yī)師和放射醫(yī)師應(yīng)當(dāng)討論確定每一個(gè)CT檢查是否是臨床需求的，放射醫(yī)師有責(zé)任與技師和臨床醫(yī)師共同控制輻射劑量。

編輯：商務(wù)部