CT低剂量技术（精选10篇）
CT低剂量技术 篇1
计算机断层扫描 (Computed Tomography) 是利用计算机技术, 对被测物体的断层扫描图像进行重建的扫描方式。该扫描方式利用单一轴面的射线穿透被测物体, 根据被测物体各部分对射线的吸收率与透过率不同, 通过计算机采集透过射线并进行三维重建成像。自1972年EMI公司工程师豪斯菲尔德研制出世界上第一台CT至今, CT检查在全球范围内迅速展开, 各大公司也相继研发出具有划时代意义的CT, 检查范围几乎包含了人体的所有组织, 成为了临床诊断中不可缺少的一部分[1]。但是CT检查频率的增加, 使得辐射风险加大, 因此医疗检查中的辐射危害越来越受到医护人员及大众群体的关注。本文对近年来最新的一些可降低辐射剂量的新技术进行综述, 报道如下。
1 低剂量技术的发展现状
随着科学技术的进步, CT技术在近十几年飞速发展。早期的CT由于硬件及软件技术的限制, 其主要问题是如何提高扫描速度及进行全身扫描。后来滑环技术的应用使CT检查有了质的飞跃, 检查时间的缩短使患者全身断层成像的辐射剂量大大降低, 探测器排数增加到16排后, 临床开始尝试冠状动脉CT成像[2]。2005年第一台双源CT的问世引领放射影像学进入低剂量成像时代。现今西门子第三代双源CT FORCE即将投入临床, 其搭配最新的迭代重建算法及更稳定的系统软件平台, 集先进的光子探测器及零兆球管为一体, 将会为临床提供更快、更准、更安全的诊断手段。如今, 低剂量成像技术的应用大幅降低了患者的辐射剂量, 拓宽了CT的临床应用, 低剂量成像已是影像学科的热门研究之一。
2 低剂量技术的应用现状
目前应用于临床的低剂量技术主要有心电门控技术、智能k V扫描、图像重建算法、探测器、适形滤过器、敏感器官射线防护等, 且这些低剂量技术的应用价值已经得到了充分的肯定。
2.1 心电门控扫描技术
在心脏CT检查中, 由于脏器的运动容易导致伪影, 使得图像的分辨率及诊断准确率降低。为了获得更高质量的心脏影像, 一般采用心电门控来进行有效影像的筛选。目前常用的心电门控技术有两种, 一种是回顾性心电门控 (图1) , 另一种是前瞻性心电门控 (图2) 。理想的心脏成像时机最好是在心动周期的舒张期, 而心率越快, 舒张期越短。心脏门控扫描程序通过实时的心电图门控触发, 心电图脉冲剂量调控技术对心率的任何变化都会作出相应的调节[3], 心率较快时, 会结合自动的进床速度来调节, 如增加扫描螺距、加快进床速度、减少曝光时间。也就是说, 心率越高, 心脏成像所需时间越短, 所需的剂量也就越少。回顾性心电门控是目前较普遍的一种扫描技术, 首先采集所有心电时相上的数据, 再将9~10个心动周期特定时相 (舒张期) 采集到的数据进行图像重建, 具有曝光量大、采集时间长等特点, 适用于心率不齐、早搏、心率较快 (>80次/min) 的患者[4]。而最新的前瞻性心电门控只采集7~8个心动周期的特定时相, 即只在心脏舒张期触发扫描, 然后对其中某个特定时相进行重建, 去除了大量的冗余数据, 相比前者平均有效辐射剂量可减少70%。但前瞻性心电门控只适用于心律平稳 (60次/min) 的患者, 对心率控制和稳定性要求较高, 通常不能再进行后期的数据筛选[5]。故在检查患者心脏时, 需根据病人心律情况选择合适的门控方式, 从而避免因图像质量差导致的重复扫描。
2.2 智能k V扫描
由于人体形状不规则, 因此各部位对射线的穿透衰减程度不同。而CARE DOSE 4D技术 (图3) 可根据病人的体型实时调整管电流, 对每个角度不同位置的管电流进行优化, 从而可将辐射剂量降低至68%。众所周知, 管电压和辐射剂量呈指数关系, 管电压对降低剂量的影响远大于管电流。CARE k V是CARE DOSE 4D的升级版, CARE k V可根据各部位对射线的衰减程度确定合适的管电压。目前常用5个档的管电压, 分别是70、80、100、120、140 k V, 见图4。在不使用CARE k V的情况下, 120 k V档使用率较高, 在使用CARE k V后, 120 k V档使用率明显降低, 100 k V及80 k V档的使用率增加, 而同一部位使用100 k V的辐射剂量会比使用120 k V降低60%。
这里需要指出, 管电压越低时碘的CT值越高, 管电压越高时CT值反而越低, 相同浓度的碘剂在图像质量上100 k V比120 k V更亮。Schueller-Weidekamm等[6]的研究结果显示, 在相同的对比剂总量和注射速率下, 相比常规管电压, 低管电压不仅能显著降低辐射剂量, 而且二者的图像质量无明显差异。在做CT血管造影时, 可以用更低的管电压配合低浓度的造影剂, 得到与120 k V档相当甚至还要更高的CT值[7]。
另外, 儿童对射线的敏感度要高于成人, 使用低k V扫描能大幅降低不必要的辐射剂量。最新的CARE CHILD是只针对儿童的超低k V技术, 可提供70 k V超低剂量和超高对比度扫描, 优化对比度噪声比。在常规临床检查过程中, 可根据病人的年龄、体重智能地选择合适的扫描方案, 遵循放射防护最优化原则 (As Low As Reasonably Achievable, ALARA) , 以兼顾剂量与图像质量[8]。
2.3 图像重建算法
滤波反投影算法 (Filter Back Projection, FBP) 和加权滤波反投影算法是目前最常用的CT重建技术。图像空间迭代重建算法 (Iterative Reconstruction in Image Space, IRIS) 很早就有了, 但是由于当时计算机硬件条件受限, 故未能广泛应用[9]。与FBP相比, IRIS可显著降低图像噪声, 提高图像信噪比和对比噪声。IRIS本身不能降低辐射剂量, 但可提高图像质量, 这就意味着可以用更低的辐射剂量去扫描, 然后得到与全剂量FBP图像质量相当的图像 (图5~6) , 在图像质量与全剂量FBP图像无显著差异的情况下, IRIS能减少约40%的辐射剂量, 这使得CT灌注成像成为可能。基于FBP算法重建的冠脉图像上会有比较重的容积伪影, 图像上的钙化斑块会明显大于实际尺寸。冠脉本身很细, 若有伪影会导致对管腔狭窄的过评估或假阳性。而IRIS可以明显地减轻射线硬化带来的伪影。FBP每秒重建约60幅图像, IRIS每秒重建15~20幅图像, IRIS以及最新的原始数据迭代重建 (Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction, SAFIRE) 都比FBP更消耗计算机资源, 但随着计算机技术的飞速发展, 更快更新的计算机会逐渐取代现有计算机, 使得计算机资源消耗不再是困难[10,11,12,13]。
2.4 探测器
探测器是数据采集部分的一个重要组件, 它是一种将X线转换为电信号的装置, 电信号的大小与接收到的辐射剂量成正比。第一代气体探测器由惰性气体和气体电离室构成, 通过测量电离室电流的大小来检测入射X线的辐射强度, 但因其检测效率低, 需要高m As来获得强信号等缺点, 早已被淘汰。目前使用最广泛的是固体探测器, 固体探测器分为闪烁晶体探测器和稀土陶瓷探测器, 其原理均是将X线能量转换为可见荧光, 再经过光电倍增管或光电二极管转换成模拟信号, 最后通过A/D转换为数字信号进行后处理。二者所不同的是稀土陶瓷探测器使用含有稀有金属的透明光学陶瓷来替代闪烁晶体, 故与闪烁晶体探测器相比, 其转换效率高、余晖小、稳定性好。
探测器在转换信号的过程中增加了电子噪声, 同时带来了更多的信号损耗。近几年, 西门子公司推出了最新的Stellar光子探测器。采用先进TSV光导及光子技术的Stellar探测器可将功能部件直接整合为单一晶片, 去除常规探测器中的芯片和复杂电子线路板。这样不仅克服了电子元器件的噪声, 也减少了电路与导线阻耗产生的热噪声, 减少了信号在采集和传递过程中的相互串扰。CT的动态范围 (Dynamic Range) 越高, 表示成像系统分辨信号强弱的能力越强, Stellar光子探测器采用Hi Dynamic技术, 将动态范围扩展到120 d B, 比常规探测器提高了200%, 这就意味着微小信号的分辨率将显著提高, 同时高信号不会饱和失真, 可使图像质量得到大幅提升与改善。Stellar光子探测器的临床应用充分发挥了能量CT的优势, 大幅提高了低k V成像质量, 更有利于绿色CT概念的普及和发展[14,15,16]。
2.5 适形滤过器
人体横断面多为椭圆, 由于射线硬化效应, X射线的衰减中间大于两边, CT机发出的X射线是一个光谱射线, 而临床上需要的是某一特定能级的射线。滤过器位于X射线源与受检者之间, 可吸收非特定能级的其他射线, 同时针对性地减少位于人体外周的散射线, 大幅降低对人体的辐射剂量。目前各大公司都已推出各型号滤过器, 因为大部分人的心脏偏左, 故这种滤过器是在常规领结形滤过器的基础上改进的心脏专用马鞍形滤过器, 能有效降低心脏图像的射线硬化效应, 再配合双源技术, 使得心脏检查辐射剂量更小, 图像质量更好, CT的检查也更加的人性化。
2.6 敏感器官射线防护
严格控制各类扫描参数可明显降低辐射剂量, 但在扫描过程中, 对组织权重因子高的敏感器官 (如腺体、红骨髓以及晶状体) 的防护也是非常有必要的。现在通常用铅围裙、铅围脖覆盖的方式来对敏感器官进行防护。目前最新的技术是选择性曝光射线屏蔽技术, 当球管正对某些敏感器官时会停止曝光, 而在其他位置则正常采集数据, 然后利用采集到的部分数据进行图像重建。
3 展望
CT低剂量技术的快速发展, 给临床带来了极大的好处, 各大公司也在持续改进和开发一些更新更好的产品。在我国, 具有先进低剂量技术的高端CT多数集中在三甲医院, 而在一些县级或是乡镇医院中装备的多是技术较落后的CT, 甚至是淘汰多年的二手CT, 加上操作人员低剂量意识不强且一味地追求图像质量, 从而无法降低患者辐射剂量。现今, 国内大部分患者初次接受CT检查基本是在基层医院, 省级以上三甲医院很多是在基层医院检查的基础上进行诊断或是因检查结果不明而进行CT复查, 这又间接导致了患者辐射剂量的加大。机器落后、操作人员意识不强、CT的重复检查及检查方案的不合理, 是导致患者辐射剂量较高的主要原因。实际检查中如何充分利用低剂量技术, 降低患者的辐射剂量, 是影像科医生和操作人员面临的一个巨大挑战。影像工作者需在提高自身低剂量意识的同时结合先进的影像设备, 根据患者的胖瘦、年龄及扫描部位, 选择合适的管电压和管电流, 制定出符合ALARA原则的低剂量扫描方案, 以更好地贯彻低剂量思想和拓展CT低剂量应用。
CT低剂量技术 篇2
【关键词】 肺部CT检查；低剂量；常规剂量；对照分析
doi：10.3969/j.issn.1004-7484（x）.2013.06.082 文章编号：1004-7484（2013）-06-2938-01
CT是用X线束对人体某部位进行扫描，经过一系列的接收处理后，将信息输入计算机进行分析诊断的过程。近年来各种各样的肺部疾病频发，那么做好相应的检查就是一个亟待解决的问题，然而多层螺旋CT检查就是发现肺部早期病变的有效办法，对于肺部创伤、肺部感染以及肺部肿瘤等都有较高的诊断价值，通过检查还可以显示肿内团块与纵隔的关系等方面的详细情况。但是有一个弊端就是，随着CT检查的频繁使用，使得群体的辐射剂量也在迅猛增加，辐射危及到了人的健康，有研究表明，辐射对人体的损害程度与剂量成正相关的关系。在对肺部CT检查中，并没有关于剂量选择依据以及肺部病变患者对剂量的吸收能力方面的详细记录，那么低剂量的肺部CT检查与常规剂量的肺部CT检查相比较而言，他们之中会不会存在遗漏病变以及与辐射剂量相关的问题等方面的情况，这对研究肺部CT检查低剂量与常规剂量的对照有很大的关联性，为了更好的做研究，选取我院在2010年1月到2011年1月收治有高度胸部病变的患者60例为我们研究对象，具体情况报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选取我院在2010年1月到2011年1月收治有高度胸部病变60例患者，他们的年龄在12岁到70岁之间，平均年龄为42.5岁，部分患者有病史记录。
1.2 方法 随机的将这60例患者分为低剂量组和常规剂量组，低剂量组30例患者进行低剂量肺部CT检查，常规剂量组30例患者进行常规剂量胸部多层螺旋CT扫描检查。首先，请资深医师从激光打印的CT片上去阅读，并作出相应的评分报告，然后进行汇总分析研究，对于那些评分出现不一致的CT片要进行重复的检查处理，并且在处理后要做相应的记录。其中，对于肺部CT检查要进行统一排片处理，而排片的条件为：①肺窗的窗位为L700，窗宽为W1100；②纵隔窗的窗位为L30，窗宽为W300。低剂量组和常规剂量组的评分检验差异具有统计学意义（P<0.05）.对于肺部CT检查的测量方法主要是：对60例的患者在窗位为L30，窗宽为W300的条件下，依次进行主动脉弓层面、中野肺动脉干层面、中野左心房层面以及下野左心室层面这些方面的检查（检查条件为室温21°C，湿度为70%），然后对CT值以及标准差进行专业测量，然后将每次测量的结果进行统计后求平均值，将低剂量组和常规组的患者平均值作比较，差异据有统计学意义（P<0.05）。
2 结 果
在进行相应的肺部CT检查低剂量组以及常规组后，发现肺部CT检查扫描图像的均匀程度在低剂量组与常规剂量组之间并没有特别明显的差异；低剂量组与常规剂量组在的CT检查图像的高度对比分辨率也没有显著的差异；在低对比度分辨率方面，显示为低剂量组下降的比较明显，跳跃的跨度也比较大；低剂量多层肺部螺旋CT检查不但对肺部的主要观察部位的图像质量影响较小，并且还能降低了群体辐射剂量过大的问题，其在检查中对病变的定量、诊断方面存在的差异也并不明显；另外，在对低剂量组的肺部CT扫描中，总体噪声增加了大约2.5倍，与常规剂量组相比，差异显著具有统计学意义。肺部CT检查低剂量组患者吸收剂量的情况大约只占常规剂量组吸收剂量的十分之一左右，两组就吸收剂量的情况来看，差异比较大，P<0.05。
3 结 论
综上所述，肺部CT检查方法具有密度分辨率极高，检查方便，及时，准确，安全等优势，同时肺部CT检查对肺部病变的准确确诊起到了不可磨灭的作用，特别是近年来伴随着各种肺部疾病的频频发生，据不完全统计，目前我国因肺部病变而死亡的概率在逐年增加，这就使得定期做相应的肺部CT检查成为必要，不但有助于在早期发现病变并且较早的接受治疗，还降低了患肺部疾病导致死亡的概率。对于低剂量的多层螺旋CT检查来说，还降低了群体辐射量过大、改善了病灶遗漏等弊端。
参考文献
[1] 朱天照，唐光健，蒋学祥.低剂量螺旋CT肺结节扫描与常规剂量CT对照研究[J].中华放射学杂志，2004（04）.
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腹部低剂量CT技术的临床应用 篇3
关键词：CT技术,腹部扫描,低剂量,图像质量
随着CT技术的迅速发展、扫描速度和诊断能力的显著提高,CT在临床上的应用范围越来越广泛。高质量的CT图像对疾病的诊断、治疗及疗效评估起到越来越重要的作用,然而,随之而来的是患者接受的X线照射剂量迅速上升[1]。图像质量和辐射剂量又互相矛盾[2]。适当地增加放射剂量可以提高图像质量,使病灶显示更清晰,但过量的辐射剂量又会给病人带来一定的危害。联合国原子辐射效应科学委员会在其报告中指出,CT年检查频率占所有放射学检查的3%,导致接受的辐射剂量增高,其辐射剂量占到34%或更高[3],从而增加罹患放射相关疾病的风险,尤其是对于妇女、儿童等敏感人群。一项研究表明,1.5%~2.0%的肿瘤可能最终是由于目前使用的CT产生的放射剂量引起的[4]。因此,如何在保证图像质量能满足诊断要求的情况下,尽可能降低辐射剂量,已成为当前医学影像学界探讨的热点问题。在CT使用中照射剂量选择上应遵循最优化低剂量原则(As Low As Reasonably Achievable,ALARA),根据患者检查部位调节扫描参数,从而达到以最优化的照射剂量获得最佳图像质量的目的。腹部CT检查一般要进行多期增强扫描(动脉期、静脉期、延迟期),与其他检查部位相比,病人接受的辐射量会成倍增加,所以腹部CT检查有必要采用低剂量扫描方式[5]。
1 迭代重建算法应用于腹部CT
迭代重建(Iterative Reconstruction,IR)是CT图像重建的一种基本方法。迭代算法由于可以更好地处理电子噪声和其他物理因素所导致的图像伪影,并且能在保证图像质量的同时降低检查剂量,从而成为了临床的首选。
迭代重建算法在整个处理过程中经过若干次迭代,每次迭代将采集到的数据与计算机的投影数据进行比较。通过比较两组图像的不同,对处理图像进行改善[6]。现在市场上的CT大多同时整合了多种算法或假设于一体,即所谓的多模型重建算法。该算法需要大量的数据运算,对计算机要求很高。随着数十年来计算机处理能力的大幅提高,不但拥有高速的计算机处理器,还拥有了为图像处理专门设计的图像处理器(GPU)[7,8]。这些使得这种高级迭代重建可以应用于临床。
4家主要的CT生产商于近几年推出了各自不同的迭代重建算法。GE公司推出了ASIR、VEO迭代算法;东芝公司推出了ADIR;飞利浦公司推出了i Dose;西门子公司推出了IRIS重建算法、新一代迭代重建算法--SAFIRE。SAFIRE是目前结合图像空间和原始数据空间较好的迭代算法。该算法首先在原始数据域进行迭代,以去除各种伪影;然后再在图形空间进行迭代,以去除噪声和部分伪影,从而提高图像质量。SAFIRE算法作为第2代迭代算法已经开始应用于临床[9]。该算法经FDA认证[10],可以在改善图像质量的前提下,降低54%~60%的辐射剂量。特别值得一提的是,SAFIRE对于螺旋伪影的去除有着较为出众的效果。因此,可以说SAFIRE是目前市场上临床应用潜力比较广泛的迭代重建算法之一。
研究人员对各种迭代算法在临床上的应用进行了大量的研究和评估。研究表明,迭代重建算法可以有效降低辐射剂量、改善图像质量[6,11,12,13,14]。根据具体算法与处理部位的不同,迭代算法最少可以降低7%射线剂量,最多则可降低50%的剂量[15,16,17,18]。Winklehner等人[15]对IRIS和ASIR在腹部扫描上的应用进行比较,结果表明,IRIS比ASIR具有更高降低辐射剂量的能力。并且在对患者BMI进行限制的前提下,腹部CT血管造影法(Computed Tomography Angiography,CTA)扫描使用i Dose算法射线剂量远远高于西门子Flash应用IRIS或SAFIRE不对BMI做任何限制的结果。研究表明体部CTA扫描,在保证图像质量的前提下,SAFIRE迭代重建可使射线剂量降低50%以上。
重建算法是影响图像质量的重要因素之一。有些重建算法具备了在同等辐射剂量下提高图像质量的功能[2]。换句话说,在同等照射剂量条件下,应用了高级重建算法,可以改善图像质量,或在相同的图像质量下,应用高级重建算法,可以降低对照射剂量的需求。因此,更好的重建算法不仅保证图像质量,同时还能够兼顾辐射剂量。
在最优化低剂量原则得到重视的今天,迭代重建算法引领了高图像质量和低射线剂量兼顾的发展趋势,在保证图像质量的同时降低检查剂量,不但扩大了CT临床应用的范围,同时又兼顾了患者的健康,达到了图像质量与辐射剂量之间的平衡。
2 非对称性屏蔽采集技术
传统的螺旋CT技术需要采集设定扫描范围以外的数据,即过扫描。同一患者相同范围的扫描所接受的照射剂量随着X射线束和探测器宽度的增加而增加,而每一个层面的平均照射剂量随着扫描范围的减少而增加。而非对称性屏蔽采集技术,其准直器的开放和关闭的发生是逐渐的;在扫描范围以前的位置时,准直器处于关闭状态;在扫描野范围内,准直器处于完全打开状态;在扫描范围结束以后,准直器处于关闭状态。因此,非对称性屏蔽采集技术有别于传统CT,由于增加了过扫描的部分总输出剂量呈现梯形模型,非对称性屏蔽采集技术的总输出剂量分布变得更接近矩形,因此与轴向扫描(序列扫描)更相似,没有过扫描区域。因此,非对称性屏蔽采集技术较传统CT的放射总输出剂量要低。
Christner等人[19]研究发现,在一般情况下,随着扫描的行宽(pitch)增加,照射野必须增加一个360°旋转的长度。因此,要重建扫描范围的第1张图片,照射的长度范围要增加,过扫描的量也要增加。而使用非对称性屏蔽采集技术,准直器的打开和关闭的频率会随着行宽的变换动态变换。因此,运用非对称性屏蔽采集技术降低的平均照射剂量比在固定Z准直通过增大螺距减少的平均照射剂量要高。由于儿科CT检查时扫描的层厚和行宽均较小,这种技术的最大价值是用在小儿CT检查中。Deak等人[20]研究发现使用Z准直对心脏与胸部进行CT扫描时,空气内自由测量剂量明显降低,降低幅度达到10%;而模型测量平均下降了7%。扫描范围<12 cm时,电离室测量与模拟剂量下降达38%。
由于过扫描的部分不会影响图像质量。使用非对称性屏蔽采集技术可以与其他降低剂量的方法协同运用来解决降低剂量的问题。
3 X-Care技术
X-Care技术首次实现选择性地屏蔽对辐射敏感器官的直接照射,探测器扫描至敏感器官时,探测器会自动关闭,以避免对敏感器官的直接照射,使用X-Care技术可以在实现受检者检查剂量最优的同时,选择性地保护好敏感器官,如避免对晶状体、甲状腺和乳腺的直接照射。在临床腹部扫描过程中,当X射线球管旋转至敏感器官(如性腺)直接照射位置时,辐射将被自动屏蔽,可使敏感器官辐射剂量显著降低。
X-Care技术可以在其他成像条件保持不变的同时,减少40%的辐射剂量[10]。目前X-Care技术在腹部扫描中的应用还鲜有报道。但是,该技术已经成功地应用于胸部。Ketelsen等人[21]在研究中发现,冠状动脉前瞻性心电门控扫描的有效剂量:男为7.4~13.4 m Sv,而女为10.1~17.5 m Sv。由于敏感组织乳腺,女性的接受的有效剂量较男性而言,增加高达64.7%±0.03%(P=0.028)。随着社会对辐射剂量的关注,该技术在腹部扫描的应用也是可以预见的。
4 自动毫安调节技术
自动毫安调节技术(CARE DOSE 4D)的基本原理是基于人体解剖衰减特性的差异。人体结构存在横轴上的不对称性和长轴上的非均匀性。体部横断面前后径较左右径短,前后方向衰减强度低于左右方向,长轴上衰减强度也不一样。自动曝光控制系统是以影像诊断可允许的图像噪声水平作为参考,系统基于操作者定义的图像质量参考调整预设m As值;在X-Y轴的球管旋转方向进行角度管电流调制,即左右方向使用较高的管电流,前后方向相应降低管电流;在Z轴的检查床移动方向进行长轴管电流调制,即实时地根据前面已扫描部位的衰减强度,计算修改后续即将扫描部位的管电流值,即高衰减部位使用高的管电流;反之亦然。因此,自动毫安调节技术可以通过X轴、Y轴、Z轴及时间四维空间实时分析每例CT扫描患者的解剖部位,相应调节曝光量[22],以获得最佳的X线强度分布,使得在较低的射线剂量水平上提供稳定的图像质量。
综上所述,自动毫安调节技术具有实时在线调节照射剂量作用,既可以提高射线的利用效率从而降低辐射剂量[23],又能保证图像质量。杨威等人[24]在对急性阑尾炎术前CT诊断中,对125例患者采用低剂量扫描,扫描参数:管电压120 k V,管电流采用自动毫安调节技术(毫安输出50~400m A,SD:10),常规剂量扫描,采用管电压图像120 k V,管电流300 m As。结果低剂量扫描与常规剂量扫描图像质量之间无统计学差异。采用低剂量扫描,患者腹部CTDIvol值明显降低,容积CT剂量指数(CTDIvol)为(8.6±6.7)m Gy,有效毫安秒为(72.4±43.1)m As,明显低于欧共体制定的计算机体层摄影的质量标准腹部常规辐射剂量(CTDIvol)33m Gy[24]。因此,低剂量扫描的图像质量完全可以满足临床诊断的需要。几大CT制造商均拥有上述剂量调控技术,实现了个体化使用最优扫描参数的目的。降低受检者的辐射剂量达20%~50%[3]。
5 自动k V调节技术
自动k V调节技术即CARE k V技术,可以根据受检者的体型和检查目的,同时实现k V的自动选择和m A的自动选择,还可以实现曝光角度的自动选择。在扫描环节中,西门子推出的智能最佳k V扫描技术根据受检者的体型和检查类型,可以在70~140 k V范围内自动选择合适的管电压,可以在降低50%辐射剂量的同时,增加及增强检查图像的对比度,从而提高图像的质量。在实现了降低扫描剂量的同时,也提高了图像质量。
Yoshiharu等人[25]对于腹部进行不同管电压扫描,并同时调整造影剂剂量,结果显示:90 k V管电压、注射80 m L对比剂的条件下,比120 k V管电压、注射100 m L对比剂时强化更明显。所以Yoshiharu等人建议降低管电压,同时适当减少对比剂的剂量。这样,降低管电压和对比物质碘的浓度将有益于需进行多期CT检查的患者和年轻的患者,因为放射剂量增加会使致癌风险增加[26]。还有国外文献报道低k V高m A已经显示出改善富血供肝脏肿瘤强化图像质量、减少放射剂量的能力[27]。Matin等人[28]用140 k V管电压和385 m As管电流与80 k V管电压和675 m As管电流2组条件对富血供肝脏肿瘤患者进行扫描。得出结论,富血供肝脏肿瘤图像在低管电压时得到明显改善,同时患者所得射线剂量减少。Strauss等人[29]研究发现,在儿童中,管电压从140k Vp降低到120 k Vp,腹部CT剂量减少40%,而管电压从120 k Vp降低到80 k Vp腹部CT剂量减少65%。调整管电压(k Vp)主要是提高对比度分辨率,尤其是用在腹部CT血管造影中。
因此,通过研究发现腹部CT检查适当降低放射剂量,不仅对于图像质量没有造成太大影响,而且在某种程度上可以增强病变的可视性。在腹部CT检查中实行低剂量是可行的。
6 腹围指导扫描剂量设置
目前通常采用体质指数(Body Mass Index,BMI)作为CT扫描射线剂量优化的主要依据。BMI是国际公认的一种评定肥胖程度的分级方法,在CT检查中,针对不同BMI范围的患者采用不同的射线剂量,以达到个性化的扫描,能够有效降低患者的辐射剂量。但是运用BMI指导剂量条件也可能存在较小BMI指数的个体可受到过量辐射,而超重个体的BMI指数,其曝光量又显不足[30,31]。临床实践表明,大多数患者BMI可能相对接近,而个体患者的身高、体重则不尽相同。即使身高、体重一样,而其体型也存在差异。又有患者主要以肢体重量为主,另有患者主要是躯干重量为主。鉴于个体的这些差异,仅采用根据BMI的范围来确定管电流,拟定扫描方案,则存在不适用的问题[32,33,34]。
Reid等[35]人通过对小儿体模的研究表明,剂量范围控制在2~3.1 c Gy(16 cm周径的测量小儿腹部体模)内可以得到符合诊断图像的CT检查。在一般情况下,射线剂量随着年龄增长而增加,但是更多的取决于患者的体型。对于腹部CT,因为患者的身体厚度很大程度上影响到辐射衰减,我们依据腹围来调节剂量是保持图像质量和射线剂量达到平衡的最准确的方法,而不是体重或年龄。腹围相对于BMI值更能反映出受检者的体型,能更敏感的反映出受检者被检部位的生理特征,具有临床实用意义。
7 高频低噪数据采集系统
大剂量CT(HDCT)的DAS系统的采样率较以前提高2.5倍。采集速度达到7028 views/s,同时功耗较以前降低一半,电子噪声更小,信号传输更好。低噪声技术保证射线的高效率.因此可在体部增加33%的细节显示[36,37,38,39]。
HDCT在全身应用中空间分辨率和低密度分辨率有了很大的提高。其中包括七级肝脏血管的显示,以及能与MR媲美的高低密度分辨率。极大改善了CT软组织分辨率,为CT软组织成像带来更加广阔的空间。同时,在此基础上降低50%的全身临床应用剂量,在40 m As的剂量条件下即可获得高分辨腹部图像。
8 小结
从事放射专业的医务工作者要了解CT剂量对人体的危害,严格掌握CT检查适应症,在患者检查前应首先考虑其他技术,特别是超声和MRI。如果CT检查成为可能的选择,在众多的CT低剂量技术中,放射科医生应该针对不同的受检者条件和检查的临床目的,结合所使用的CT软硬件技术特点,制定出个性化的、符合ALARA原则的低剂量扫描方案。首先要在检查前给患者交代好所有的注意事项,并对患者进行检查前的训练,力争一次性完成检查,避免不必要的重复检查。其次根据临床要解决的问题,作局部扫描,在扫描参数的设置中要考虑m As,k Vp,pitch,扫描范围等的设置。放射专业的医务工作者要像考虑扫描参数和图像质量指标一样重视剂量指标。
目前,腹部低剂量的技术还处于一个探索阶段。腹部低剂量CT扫描虽然使图像噪声有所增加,但所获得的图像质量及影像信息完全可以满足临床诊断的要求,而在某种程度上可以使病变显示更具有可视性,更重要的是大大降低了受检者接受的辐射剂量,也显著降低了球管的工作负担,延长球管的使用寿命。在肝脏增强扫描中,使用全源CT(DSCT)的双能量成像技术可以直接进行增强扫描,在获得被扫描部位增强后的诊断信息的同时,还可以获得虚拟平扫的图像,可以替代平扫图像的诊断信息。使得医生可以通过一次增强扫描就可以获得受检者的增强图像和平扫图像,极大地增加了用于诊断的信息量,同时由于减少了曝光次数,也就减少了病人接受的X线辐射剂量。在尿路造影(CTU)检查中,延迟期的扫描可以采用低剂量扫描方式观察尿路的排泄情况等。
CT低剂量技术 篇4
近年来，我国不抽烟的肺癌患者，尤其是女性的这类患者越来越多。同时，我国肺鳞癌（主要是由吸烟导致的）的发病率正在下降，而肺腺癌（很少由吸烟导致）的发病率却上升了约15%。何建行认为，吸入二手烟可能是不吸烟女性患肺癌的一个重要因素。另外，接触汽车尾气、居住环境受到污染、接触氡气、石棉、滑石粉等致癌物质也是导致女性肺癌患者增多的重要原因。
何主任说，早期肺癌患者常常没有任何症状。因此，长期吸烟的人、长期受到二手烟侵害的人、家族中有肺癌患者的人、曾经患过肺结核病的人等肺癌的高发人群应定期去医院进行检查，以便及早发现此病。筛查肺癌的最佳方法是进行低剂量螺旋CT检查。此项检查具有胸透和胸片无法比拟的高分辨率，能够发现很小的肺癌病灶。日本是全世界肺癌早期检出率最高的国家。在该国早期肺癌患者中，通过低剂量螺旋CT进行检查确诊的患者约占60%。我国居民若能将此项检查作为筛查肺癌的主要手段，将大大提高肺癌的早期检出率。
CT低剂量技术 篇5
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取本院2013年6月~2014年12月收治的70例肺癌患者作为研究对象, 其中男56例, 女14例, 年龄44~84岁, 平均年龄 (69.6±8.4) 岁, 其中18例吸烟史>5年, 24例吸烟史>10年, 20例吸烟史>15年。
1.2 方法
所有患者入院后均进行常规检查, 嘱咐患者进行扫描前摘下身上佩戴的金属饰品。患者进行常规胸片X线检查和行低剂量螺旋CT扫描, 飞利浦16排螺旋CT, 预设值为120 k V, 80 m A。从患者胸口进行扫描, 直到扫描到患者肺底。检查过后患者均进行手术, 进行切除治疗。对患者手术切除后的肺癌肿块进行观察, 记录并统计患者检查出肺癌的时期。
1.3 统计学方法
采用SPSS16.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 采用t检验;计数资料以率 (%) 表示, 采用χ2检验。P<0.05表示差异具有统计学意义。
2 结果
观察组中Ⅰ期肺癌检出率为96.43% (27/28) 高于对照组71.43% (20/28) , 差异有统计学意义 (P<0.05) ;观察组中Ⅱ期肺癌检出率为89.47% (17/19) 低于对照组94.74% (18/19) , 但差异无统计学意义 (P>0.05) ;观察组中Ⅲ~Ⅳ期肺癌检出率为52.17% (12/23) 低于对照组73.91% (17/23) , 差异有统学意义 (P<0.05) 。
3 讨论
肺癌是目前世界上最常见的恶性肿瘤之一, 已成为男性成年人最常见的恶性肿瘤。肺癌受很多因素的影响, 如吸烟、电离辐射、以往肺部慢性感染、家族遗传因素、大气污染等, 研究证明, 长期大量吸烟者患肺癌的几率是不吸烟者的10~20倍, 此外, 吸烟不仅直接影响本人的身体健康, 还对周围人群的健康产生不良影响, 导致被动吸烟者肺癌患病率明显增加。另外城市市民的肺癌发病率均高于农村, 研究数据表明这种显效可能与城市中的大气污染和烟尘中的致癌物质有关。因此, 降低肺癌的发生率, 应减少吸烟, 并且加强城市卫生工作。肺癌的症状主要分为局部症状、全身症状、肺外症状及浸润和转移症状, 在其早期临床症状不明显, 早期患者胸部仅会出现异常的状况, 主要表现是疼痛和胸闷等, 一些患者会出现隐隐的疼痛感, 且持续时间不长, 另外还有痰血、咳嗽、低烧, 病情严重的还会伴有高烧。早期主要靠患者体检等方面检测出来, 但患者通过X线胸片检查出来的时候, 大部分都为中晚期, 肺癌已通过血行、淋巴道或直接转移[4], 治疗起来更加复杂。对肺癌患者来说, 及早发现、诊断、治疗是提高患者生存率的最可靠的途径。临床中常用X线胸片检查患者是否患有肺癌, 但由于X线胸片上, 肺组织与心脏及膈肌部分有重叠, 会造成遗漏、漏查。而低剂量螺旋CT是基于能够检测到肺部小结节的扫描范围和放射浓度的CT检查技术[5]。常规CT检查辐射较高, 而低剂量螺旋CT是通过降低管电流和管电压, 其扫描速度快, 且剂量低, 检出率高, 且辐射显著低于常规CT。
本次研究发现, 观察组中Ⅰ期肺癌检出率为96.43% (27/28) 高于对照组71.43% (20/28) , 差异有统计学意义 (P<0.05) ;观察组中Ⅱ期肺癌检出率为89.47% (17/19) 低于对照组94.74% (18/19) , 但差异无统计学意义 (P>0.05) ;观察组中Ⅲ~Ⅳ期肺癌检出率为52.17% (12/23) 低于对照组73.91% (17/23) , 差异有统学意义 (P<0.05) 。表明在早期肺癌中, 低剂量螺旋CT技术检出率显著高于X线胸片;在晚期肺癌中, X线胸片检出率显著高于低剂量螺旋CT技术。
综上所述, 低剂量螺旋CT扫描技术能够有效准确的检查出患者的早期肺癌, 能够及早诊断、治疗, 在一定程度上提高了患者的生存率。
摘要：目的 探讨和分析低剂量螺旋CT扫描技术诊断早期肺癌的临床价值。方法 70例肺癌患者 (经术后病理证实) , 行X线胸片检查 (对照组) 和低剂量螺旋CT扫描 (观察组) , 比较经两组检查结果的差异。结果 观察组中Ⅰ期肺癌检出率为96.43% (27/28) 高于对照组71.43% (20/28) , 差异有统计学意义 (P<0.05) ;观察组中Ⅱ期肺癌检出率为89.47% (17/19) 低于对照组94.74% (18/19) , 但差异无统计学意义 (P>0.05) ;观察组中ⅢⅣ期肺癌检出率为52.17% (12/23) 低于对照组73.91% (17/23) , 差异有统学意义 (P<0.05) 。结论 低剂量螺旋CT扫描技术能够有效准确的检查早期肺癌, 能够使患者及早诊断、治疗, 在一定程度上提高了患者的生存率, 但在检查晚期肺癌中, 检出率低于X线胸片。
关键词：早期肺癌,X线胸片检查,低剂量螺旋CT,检出率
参考文献
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[2]向东生, 陈林, 徐晶晶, 等.螺旋CT低剂量扫描技术在肺部疾病检查中的应用.中华肺部疾病杂志 (电子版) , 2014, 7 (6) :45-46.
[3]胡辅裕.低剂量螺旋CT扫描在早期肺癌中的应用价值.社区医学杂志, 2014, 12 (7) :6-7.
[4]李飞飞, 金彪, 邹明.低剂量CT扫描技术在头颈部CTA中的应用价值研究.中国临床医学影像杂志, 2013, 24 (11) :761-764.
CT低剂量技术 篇6
1 胸部CT扫描方式对X线剂量的影响
20世纪70年代和80年代中前期, 胸部CT扫描采用非螺旋扫描技术, 采取停-进原则, 即CT扫描采集数据时, 患者扫描部位处于静止状态, 第一次扫描采集结束时检查床移动至下一层面, 再进行第二次扫描采集数据。如此反复, 每次扫描只能产生一幅横断面图像。随着滑环技术的出现, 螺旋CT诞生, 与非螺旋CT扫描不同的是螺旋扫描时, 患者躺在检查床上以恒速通过CT机架, 同时X线球管连续旋转并曝光, 这样采集的数据分布在一个连续的螺旋形空间内, 故此又称容积CT扫描。两者最大的不同是患者的诊断信息后者明显优于前者, 而患者接受的辐射剂量后者要明显高于前者。
2 胸部CT重建算法对X线剂量的影响
胸部CT检查中, 图像处理选择的重建算法一般为高分辨力、标准和软组织三种模式, 有的CT机除这三种模式外, 还外加超高分辨力和精细模式等。其中高分辨力模式实际上是一种强化边缘、轮廓的函数, 能提高空间分辨力, 受部分容积效应影响小, 对肺间质病变边缘形态显示更清晰的重建算法, 常用于肺的弥漫性、间质性病变和肺结节。但高分辨模式也存在局限性: (1) 扫描范围有限, 只适合观察局部微细结构; (2) 扫描条件较高, 患者的X线辐射量增加; (3) 层与层之间不连续, 不适合全肺扫描, 容易造成病变丢失; (4) 只适合肺窗观察病变, 纵隔窗图像颗粒粗糙。故此一般均在螺旋扫描接触上, 有针对性加扫感兴趣区, 以便在最大减少患者辐射剂量基础上, 得到满足诊断的影像信息。软组织模式是一种平滑、柔和的函数, 采用软组织模式处理后, 图像的对比度下降, 噪声较少, 密度分辨力提高。而标准模式则是无任何强化和柔和作用的一种运算处理方法。软组织模式和标准模式采用常规剂量即可。
3 低剂量CT技术受到重视和进展情况
1981年国外文献中最早出现低剂量CT技术一词[2], 1990年Naidich等[3]首次提出了低剂量CT 的概念, 由于当时CT机未普及, 未能引起大家的注意。何为低剂量呢?一般认为被检者所接受剂量较常规剂量降低20%以上确定为剂量降低。根据X线检查中合理使用低剂量 (ALARA) 原则[4], 在满足诊断的基础上, 尽量降低患者辐射剂量。最近几年CT辐射剂量及其潜在危害性逐渐受到国内外专家的高度重视[5], 有的从个人角度提出降低剂量的口号, 如Stovis[5]向全球放射界同仁倡导“合理使用低剂量”;有的从学术团体角度呼吁倡导低剂量应用, 如:中华医学会医学影像技术分会2006年提出了“接受适度噪声”的学术导向口号, 希望我们影像医师如当年接受高千伏胸部摄影的低对比多层次影像那样接受有适度噪声水平的数字影像, 从而降低受检者接受辐射剂量;再如2007年, 中华医学会放射学分会和《中华放射学杂志》编辑部以极大热情在全国放射年会上设CT低剂量研究专场, 且多次发行专刊号以倡导和支持这一工作;2011年《中华放射学杂志》编辑部再次联合飞利浦公司, 组织“低辐射CT成像”征文活动, 其主要目的是切实降低CT临床应用的辐射剂量, 也为今后的低剂量规范化、标准化奠定基础。
以上活动大家都从不同的角度倡导呼吁低剂量CT的使用, 说明低剂量研究已经引起了大家的一定重视;且众多的团体和个人参与进来, 针对不同的胸部疾病展开了不同的低剂量研究。
4 降低胸部CT扫描剂量采用的方法
众所周知, CT辐射剂量的影响因素主要包括两个方面[7]:一方面CT机器扫描参数设定, 如管电压、管电流、FOV、层厚、螺距等;另一方面CT设备的研发和制造部门通过对机器软硬件的改善, 来进一步达到降低辐射剂量的目的, 如世界三大厂家GE、西门子、飞利浦研发应用于临床的自动曝光控制技术, 其通过人体不同的体厚机器自动调节毫安值, 从而达到降低患者辐射剂量, 研究比较了自动曝光控制技术与管电流恒定技术分别对图像质量和辐射剂量的影响, 结果显示自动曝光控制技术总辐射剂量明显低于管电流恒定技术, 图像质量无明显差异。
目前放射科医师除采用机器自动曝光控制技术外, 还采用改变机器扫描参数的方法来降低辐射剂量, 包括: (1) 降低管电流:由于辐射剂量与mAs呈线性相关, 与mAs值的一次方呈正比[8], mA降低和扫描时间缩短, 辐射剂量会下降, 图像噪声随不同扫描层面的体厚而变化; (2) 降低管电压:可以降低辐射剂量, X线照射剂量和kV的平方呈正比, 在降低了X线辐射剂量的同时也降低了图像质量; (3) 增大螺距:可以降低辐射剂量, 但增加了重建图像的有效层厚, 降低了Z轴方向上的空间分辨率, 噪声也随之增加。从物理学原理得知, X射线的质由管电压决定, X射线的量由管电流决定。降低管电压并未减少阴极射线的电子数目即未降低X射线的剂量, 只是降低了X射线的硬度-穿透物质的能力;降低管电流减少了阴极发射的电子数即减少了撞击阳极靶面后产生的X射线的剂量, 在一定范围内改变管电流即可改变X射线的剂量, 因此大家更多的采用通过降低管电流来减少辐射剂量。
5 降低胸部CT扫描剂量对图像质量的影响
李云卿等[9]分别采用降低管电流和管电压的方法来降低剂量, 并观察剂量降低与图像质量之间的关系。发现降低管电流分别到100mA、50mA、20mA时 (120kV固定) CT图像的均匀性随CT扫描剂量减少逐渐变差, 图像的噪声水平随CT扫描剂量减少逐渐增高, 但皮下脂肪、骨骼肌、椎体的CT值改变与正常图像质量比较差异无显著意义, 说明在一定限度内 (20mA或7.5mAs) 降低管电流可以降低X线剂量但不影响图像质量, 噪声相应有所增加, 但在可接受范围内。
6 胸部低剂量CT应用和研究进展情况
胸部组织的天然高对比使胸部CT低剂量扫描成为目前最广泛的应用领域。以往常规胸部CT因辐射剂量较高而不宜用于体检, 而低剂量CT的研究开展, 使的肺癌、肺结核、尘肺等病灶的检出和对高危人群的普查等方面具备了一定优势, 尤其是肺癌筛查, 其检出率约为X线胸片的6倍;另对胸部外伤、肺气肿、肺小结节[10]等随访, 应用低剂量也在逐渐增多。随着MSCT的发展, 其应用范围扩展到呼吸道三维成像、儿童检查、胸部CT血管成像以及经皮穿刺引导等一再得以拓宽, 使得在疾病诊断的同时, 患者接受的剂量在适度的降低。目前, 利用低剂量螺旋CT扫描进行肺癌筛查, 一般用时12~15s, 64层以上CT更是少到5s, 相对简便可行。低剂量螺旋CT扫描条件多采用120kV或140kV, 20~50mA, 准直5mm或10mm, 螺距1~2, 一次屏气完成扫描。华西医科大学李真林等[11]研究表明, 肺部低剂量扫描的剂量长度乘积 (DLP) 为63.4mGy·cm, 明显低于常规剂量扫描248mGy·cm (P<0.001) ;低剂量扫描的总曝光量为915mAs, 明显低于常规CT扫描3521mAs (P<0.001) ;低剂量扫描的放射剂量为70.8mGy, 是常规扫描剂量274.7mGy的26%。表明低剂量螺旋CT扫描放射辐射剂量对于普查工作是比较安全的, 大大减少了X线对人体可能造成的损伤。
国外个别有关于肺气肿[12,13]和肺囊性纤维化的低剂量CT检查报道, 国内还未见。随着医学的发展, 各种结缔组织疾病, 如系统性硬皮病、多发性肌炎/皮肌炎、类风湿性关节炎等引起的肺间质病变越来越受到大家的重视, 同时由于此类人群为免疫系统疾病, 免疫力低下, 对辐射剂量更加敏感, 所受到的辐射损害更大。而观察各种疾病导致的肺间质病变最好的检查方法为常规胸部CT扫描的基础上加感兴趣区高分辨CT扫描。由于高分辨CT扫描需要高mA, 患者接受的X线辐射剂量增加。如何在观察肺间质病变时, 即能使用胸部高分辨CT扫描, 又能尽量降低剂量减少患者的辐射剂量, 是我们正在思考并需要进一步研究的方向。
7 我们在降低胸部高分辨CT扫描中所做的工作
为此我们对3位志愿者进行了降低高分辨CT扫描剂量预试验, 为了减少志愿者辐射剂量, 我们由大家常规采用的三个感兴趣区减少为一个感兴趣区。临床工作中发现小叶间隔增厚、磨玻璃样密度、网格状影等在肺的下部区域最常见, 因此选取右隔上2cm作为感兴趣区进行预试验研究:对同一肺间质病变志愿者进行固定kV (140kV) 、变换mAs进行不同剂量高分辨CT扫描。设定5组, 第一组为对照组250mAs (常规扫描采用的剂量) , 第二组至第五组为低剂量研究组, 分别为150mAs、100mAs、75mAs、50mAs。结果发现以对照组为标准, 观察细微结构 (如小叶间隔、磨玻璃样病变等) 图像清晰, 心影、肺野边缘锐利, 肺野清晰度好;150mAs、100mAs观察细微结构 (如小叶间隔增厚等) 图像略差, 较为清晰显示, 心影、肺野边缘基本锐利, 噪声也在可接受范围, 能得到诊断信息;75mAs噪声较大, 小叶内间隔增厚的观察不能满足, 但小叶间隔增厚、支气管血管束、囊状影等肺间质改变仍能观察;50mAs噪声太大, 不能满足诊断需要。为此我们考虑开展低剂量高分辨CT研究具有可能性。
下一步我们将进一步使用大样本展开研究, 以便得到即能满足诊断需求, 又能降低患者接受剂量的胸部高分辨CT扫描技术。
CT低剂量技术 篇7
随着生活水平的提高,生活习惯的改变,在我国冠心病(Coronary Heart Disease,CHD)的患者数量呈逐渐增加的趋势。在西方国家,冠心病的发病率和死亡率都很高,仅2003年在美国就有超过450,000死亡病例与CHD相关,这相当于所有死亡病例的近五分之一[1]。CHD的诊断曾经主要依靠DSA(血管数字减影)造影检查,不仅对病人来讲是有创检查,而且对社会来讲也带来了沉重的医疗费用负担。随着多排螺旋CT技术的发展,使得无创的心脏成像和CHD评估成为可能。在多排螺旋CT心脏检查中,可以得到钙化评分、冠脉造影及心功能分析等信息[2],并且可以评价血管壁情况,包括钙化性斑块和非钙化性斑块,甚至可能看到心肌的继发性改变[3,4,5]。
伴随着CT技术的发展,对于心脏冠脉CT检查的研究只有20多年的历史。曾经由于受到螺旋CT旋转速度、Z轴覆盖、空间分辨率和时间分辨率的限制,无法完成心脏冠脉CT检查和心功能分析。最早的心脏冠脉分析大概是20世纪80年代在电子束CT上完成的,但当时电子束CT只能完成心脏冠脉钙化评分,基本不能得到有关冠脉狭窄分析的信息[6,7]。由于电子束CT价格昂贵,没有得到广泛应用。
随着多排螺旋CT技术的发展,尤其是16排及以上多排螺旋CT的上市,真正将心脏冠脉检查广泛应用于临床检查[8]。但随后我们不得不面对一个新的难题,CCTA检查的剂量多在10~20 mSv,而这样的剂量显然有必要寻找减低的方法。本篇文章的目的是探讨目前减低CCTA剂量的方法和应用现状。
2 影响CCTA检查剂量的因素
2.1 球管电流自动调节技术
球管电流自动调节技术并非专为CCTA而设计,而是随着CT在临床检查中的普及,人群射线曝光剂量,被迫研发的技术。由于人体各个部位对于放射线吸收明显不同(如图1所示),因此研发人员设计了球管电流自动调节技术,在保证不增加图像噪音的情况下尽量降低射线剂量。当扫描对X线吸收较强的部位时应用全功率球管曝光以保证图像质量,而当扫描对X线吸收较弱的部位或者非本次检查主要观察部位时,球管自动降低电流以降低剂量。球管电流自动调节技术最早于1981年由Haaga等[9]提出,于1994年由GE医疗最先推向市场[10]。球管电流自动调节技术包括X-Y平面调节及Z轴调节(如图2~3所示),目前各个厂家的球管电流自动调节技术都包含两个方向的自动调节(如表1所示)[11]。飞利浦公司的球管自动电流调节技术是首先根据定位相,在预设电流的基础上,按照患者不同部位自动设定最低剂量条件,保证最佳的图像质量;再采用最先进的实时动态电流自动调节技术,在同一圈旋转的过程中,根据患者同一部位不同投射角度吸收率的变化,实时动态调节剂量。
通过球管电流自动调节技术,可以使全身各个部位的CT检查剂量得到不同程度的减低,包括CCTA检查,相对于没有应用此技术的检查剂量可降低大约50%[12]。
2.2 前瞻性心电门控CCTA与回顾性心电门控CCTA检查
回顾性心电门控(后门控)检查是目前应用最普遍的CCTA检查方式,后门控扫描是通过ECG标记的螺旋扫描,整个R-R间期均曝光,但现在各厂家设备在后门控CCTA检查中都加入了球管电流自动调节技术。研究报道传统心脏冠脉DSA造影检查的平均剂量约为3.1~9.4 mSv,然而64排螺旋CT的后门控CCTA检查平均剂量大概在9.5~21.4 mSv[13,14,15,16,17,18],使用老双源CT设备进行CCTA检查剂量没有明显降低,平均剂量大概在8~16.1 mSv[19,20,21]。尽管目前应用了球管电流自动调节技术,但后门控CCTA依然面临着剂量过高的问题[22,23]。因此,研发人员推出了一种新的检查方式,前瞻性心电门控(前门控)CCTA检查。其扫描方式与后门控不同,通过ECG触发曝光,只在需要成像的时相进行轴位扫描(如图4所示)[24,25]。
由于前门控CCTA检查避免了在非成像时相期间的无效球管曝光,因此从技术理论来讲其曝光剂量相比后门控CCTA检查会有明显降低。William等[24]对100名患者进行了前门控CCTA检查与后门控CCTA检查的剂量对照研究,结果显示后门控CCTA检查平均剂量为18.1 mSv,而前门控CCTA检查平均剂量为4.2 mSv,相比剂量降幅达77%。James等[25]对203名患者进行了前门控CCTA检查与后门控CCTA检查的剂量对照研究,结果显示后门控CCTA检查平均剂量为18.4 mSv,而前门控CCTA检查平均剂量为2.8 mSv,相比剂量降幅达83%。并且这些研究显示,前门控CCTA检查的图像质量与后门控CCTA检查相比没有统计学差异。
剂量控制如此优秀的CCTA扫描方式,因为其时间分辨率的限制,即对患者心率限制要求苛刻,而无法广泛应用于临床检查。后门控CCTA的时间分辨率除了机架转速外,还可以通过多周期重建技术进一步提高[8](如图5所示),因此在临床应用中放宽了心率限制,为临床推广提供了条件。
前门控CCTA采用轴位扫描方式,其最少需要180°的旋转采集数据才能成像,没有多周期重建技术。因此,前门控CCTA的时间分辨率就取决于机架转速,心率适应能力计算公式(20%成像窗)如下:
公式中t为机架转速(单位:秒),HR为心率(单位:次/min),心脏冠脉检查成像窗超过20%会开始出现运动伪影,因此选择20%成像窗来进行计算,所得心率为设备保证无运动伪影情况下能够适应的最大心率情况。
对于64排螺旋CT而言,以机架转速0.35 s来计算,理论上前门控可以适应的最高心率大约68次/min,超过68次/min的患者前门控CCTA检查会出现不同程度的运动伪影,有可能影响诊断准确性,如图6所示。因此,在实际临床应用中,多数医院都会将前门控CCTA检查患者的心率控制在65次/min,甚至60次/min以下以保证检查成功率。由于多数患者即使服用β受体阻滞剂,也难以将心率控制在如此低的程度,因此在临床应用中很少使用。
对于最新上市的几款CT产品,如GE公司的Discovery750HD,Toshiba公司的Aquilion One以及Philips公司的Brilliance iCT而言,其低剂量前门控CCTA检查能力如何(Siemens公司的Definition FLASH采用不同于前门控的全新FLASH低剂量扫描方式,将在后面讨论)?
Discovery 750HD应用的是64排探测器,并且其机架旋转速度和VCT XT一样同为0.35 s,因此其低剂量前门控CCTA检查心率适应能力与原64排CT能力相同,按公式计算理论可以适应的最高心率约68次/min,由于750HD可以选择ASIR重建算法,因此可以得到比传统滤波反投影法(FBP)更低的剂量。但是,与原来64排CT遇到的问题相同,前门控CCTA检查对患者心率要求苛刻,多数病人难以应用这种低剂量方式。
Aquilion One应用的是320排探测器,机架转速为0.35 s,因此其低剂量前门控CCTA检查(Toshiba称之为“一圈心脏”检查)时间分辨率与750HD相同,理论可以适应的最高心率约68次/min,但因为其320排探测器可以覆盖全心,因此其前门控只需要一次曝光即可完成整个心脏扫描,其好处是可以避免遇到早搏的影响。但由于时间分辨率没有提高,因此在临床应用中对于心率高于65次/min、包含由于心律不齐引起的心率高于65次/min,都不能应用这种一圈心脏的低剂量检查方式。Hoe J等[26]对应用320排CT进行CCTA检查的200名患者进行了回顾性分析也证实了理论推断,对于心率低于65次/min的患者,检查方式为一圈心脏,平均剂量为(5.7±1.7)mSv;对于心率在66~79次/min范围的患者,检查方式为两圈心脏,平均剂量为(13.0±3.3)mSv;而对于心率高于80次/min的患者,检查方式为三圈心脏,平均剂量为(19.5±5.3)mSv。因此,作者结论为320排CT低剂量一圈心脏检查模式必须将患者心率控制在65次/min以下。
Brilliance iCT应用的是128排256层球面探测器,机架系统应用了全新的气垫轴承技术,因此机架速度达到了前所未有的0.27 s,使前门控CCTA检查的时间分辨率大幅度提高,按公式计算理论可以适应的最高心率约为89次/min,因此大部分患者都可以在不服用β阻滞剂的情况下应用这种低剂量前门控CCTA的检查方式。Klass等[27]通过对160名患者的回顾性分析研究发现,相对于64排CT而言,256层CT前门控检查可以得到更好的图像质量,图像质量在3分及以上的比率由64排CT的95.6%提升到98.9%(P<0.05)。Bardo等[28]报道了256层CT在婴幼儿先心病及冠脉异常等方面低剂量前门控检查的应用情况,其病例检查剂量为0.51 mSv。
前门控CCTA检查可以通过Padding技术来解决一定范围内的心率波动问题,在检查过程中患者心率出现一定程度的波动还是比较常见的,尤其对于心率较高的人群,当然这种方法会增加部分射线剂量[25](如图7)。
2.3 全新的低剂量FLASH扫描检查
FLASH扫描不同于前门控或者后门控CCTA检查,其为应用大螺距(pitch=3.2或3.4)的前瞻性心电门控螺旋扫描,在一个心动周期内完成扫描。因此其时间分辨率类似于320排CT的一圈心脏,需要在一个R-R间期内的20%成像窗内完成整个螺旋扫描。当60次/min的心率时,其一个R-R间期的成像窗时间约为0.2 s,而FLASH扫描大概需要0.25s的时间,因此理论推算FLASH这种低剂量扫描模式能够适应的最高心率约为60次/min。目前,新双源的欧洲用户发表的研究报道符合理论的推算。Sommer等[29]对31名患者进行了回顾性分析,推荐对心率低于65次/min的患者可以应用FLASH扫描,其原因是根据美国心脏协会(AHA)制定的冠脉15 min段法,冠脉可诊断率为95.4%;而对于心率高于65次/min的患者,冠脉可诊断率仅为72.8%。Lell等[30]也是通过对24名患者的回顾性分析推荐FLASH扫描模式应该应用于心率低且稳定的患者。Hausleiter等[31]回顾分析了FLASH的扫描剂量,如前所述患者需要严格控制心率,入组病例平均心率为(56.4±8.1)次/min,扫描剂量平均为(2.0±0.7)mSv。由此可见,FLASH扫描剂量控制不逊色于前门控扫描,但目前存在的问题主要是心率适应范围,心率控制在65次/min对于大多数患者或者体检者而言还是相当困难的,如同原来64排CT做前门控扫描,临床实际应用范围很小。除了FLASH扫描之外,Definition FLASH也提供前文所述的轴扫式前门控扫描,由于其两个探测器在Z轴覆盖是完全重叠的,即一圈轴扫的Z轴覆盖范围仅为3.84 cm,因此一个心脏的扫描需要3~4圈轴扫才能完成,限制其前门控轴扫成功率的瓶颈是扫描过程中遇到心率波动或者心律不齐会导致图像出现伪影。Gudrun等[32]对于Definition FLASH轴扫式前门控扫描进行了回顾性分析也印证了理论推断,研究结果显示心率波动和心律不齐会严重影响检查的图像质量,与在稳定心率下扫描的图像质量相比具有显著统计学差异。
2.4 全新迭代重建算法(Iterative Reconstruction,IR)
迭代重建算法并不是一种全新发现的重建算法,最早的CT就是应用迭代重建算法,在核医学领域迭代重建算法应用十分广泛。迭代算法是通过有限的采样信息与模型进行反复对比运算来进行重建,这种算法的好处是不需要很大量的采样信息,因此相对于需要大量采样的滤波反投影法(Filtered Back Projection,FBP)来讲可以明显降低剂量,但缺点是运算十分复杂,导致图像重建速度慢。目前,Siemens推出了IRIS(Iterative Reconstruction in Image Space)主要是在FBP重建基础上进行的图像空间迭代运算而没有投影空间运算,虽然具备降噪功能,但减少伪影能力非常有限,之后又推出了改进的Safire(Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction),开始具备在投影空间迭代运算的能力;GE已经推出了ASIR(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction)算法,这种算法采用了基于统计学的在图像空间和投影空间的双空间快速迭代原理,通过减少采样来降低剂量并能够保证重建速度,但由于没有模型来进行迭代对比运算,因此在临床应用中出现了降低剂量后图像出现“蜡像状”伪影的问题,使其临床应用受到限制。2009年RSNA上GE公布了正在研发改进的基于模型的迭代算法MBIR(Model Based Iterative Reconstruction),并在2010年RSNA上将此算法命名为VEO。同样,在2010年RSNA上Philips公布了基于模型的双空间迭代算法iDose4,这种算法是基于噪声模型、解剖模型和噪声频率谱模型等的多模型快速迭代算法,其临床应用显示出良好结果。另外,在2012年RSNA上,Philips又率先公布了更新的正在研发中的Knowledge Based IR技术iMR,从展示病例来看,在既往CT良好的空间分辨率基础上,又进一步大幅度提升了低密度对比分辨率,加强了软组织对比能力,可能对临床诊断又提供了一个更有力的武器。
3 总结
综上所述,目前对于低剂量CCTA检查的研究从来没有停下脚步,主要原因是64排CT的CCTA检查剂量对于患者来讲过高,对于健康人群体检来讲更是不可接受的。目前,研究的热点主要集中在两个方面:(1)扫描方式的研究,如何提高低剂量扫描方案(前门控或者FLASH)的时间分辨率,加宽心率适应范围,让更多的患者能够采用这种低剂量扫描方式;(2)全新迭代重建的研究,迭代重建可以从数据采集上降低剂量,如何建造和优化模型进行原始数据迭代运算,并保证图像重建速度是研究的难点。
摘要：随着多排螺旋CT技术的发展,尤其是CT时间分辨率的提高,使得无创性的冠状动脉CT血管成像广泛应用于临床。成像质量不断提高的同时,辐射剂量的增加也越来越受到重视,在满足临床诊断需要的前提下,寻求降低检查中的辐射剂量的有效方法对保护受检者有重要意义。本文阐述了冠状动脉CT血管成像的降低辐射剂量技术及影响因素,以及低辐射剂量冠状动脉CT血管成像的现状及进展情况。
CT低剂量技术 篇8
1 对象与方法
1.1 对象
本组15例乳腺癌均经手术或穿刺活检病理证实。均为女性患者, 平均年龄38 (28～45) 岁, 均以乳腺肿块就诊, 均为致密型乳腺, 5例经手术治疗, 10例穿刺活检证实。
1.2 方法
全部病例均在知情同意下, 采用GE Alpha ST钼靶机, 常规摄双侧乳腺头足位 (CC) , 内外斜位 (MLO) , 对拟诊或疑似病例再用Philips Brilliance 64排CT机及MX8000双排CT机低剂量平扫。15例患者均采取仰卧位, 扫描范围从腋窝顶部至乳房下界。扫描参数为120Kv, 50mAs, 层厚1～1.3mm, pitch值为1.0, 窗宽为250Hu, 窗位为35～45Hu。然后, 根据病变大小对兴趣区作层厚为0.5～1.3mm, 最大矩阵1024×1024重建, 必要时加做MPR等重建项目。全部病例平扫后均未作增强检查。
1.3 图像分析
由两位有经验的影像科医生对15例乳腺癌的钼靶及CT图像资料进行双盲法分析, 测量肿块的大小, 位置, 分析乳腺癌的征象, 并着重分析钙化数目, 形态, 且两人达成一致结果。
2 结果
2.1 CT特征
(1) 乳腺肿块:本组中15例CT显示肿块12例, 占80%, 高于X线的66.7%。 (2) 肿块分叶有毛刺征, 伪足者12例, 占80%, 高于X线的66.7%。 (3) 钙化:显示钙化者8例, 占55.3%, 主要为针尖状, 泥沙样, 条索状, 高于以往统计数据。位于肿块内的钙化CT检出率33.3%, 明显高于X线检查的20%。肿块外的钙化CT检出率40%, 略低于X线的53.3%。 (4) 皮肤增厚及收缩2例, 占13.3%, 与X线诊断率相当。 (5) 乳腺后脂肪间隙消失, 侵犯胸壁者, CT1例, 占6.7%, X线未发现。 (6) 腋窝或 (和) 内乳淋巴结肿大4例, 占26.7%, 高于X线的20%。
2.2 CT诊断
本组15例乳腺癌CT诊断正确12例, 正确率为80%, 3例均误诊为乳腺增生。
3 讨论
3.1 低剂量CT扫描的可行性
①本组病例使用低剂量MDCT扫描, 毫安秒为50mA, 单次扫描的CT剂量指数 (CTD12vol) 2～3mGy, 常规乳腺摄影为0.13MSv[1]。但是, 常规钼靶摄影乳腺对射线的吸收率为98%左右, 而CT为高千伏摄影, 穿透性强, 乳腺对射线的吸收率远低于钼靶, 所以CT检查对乳腺的不良影响并不会增加200倍。②低剂量CT扫描时会增加图像噪声, 但所获得的影像信息和图像质量可以满足诊断要求, 病灶形态、边缘、钙化及密度不均等征象均与常规剂量CT扫描相同[2]。③致密型乳腺在常规钼靶照相时, 由于组织致密, 显示的肿块征象及病灶的特征明显少于非致密型乳腺, 钙化的发现率也相对较低。既然很多可疑病例被要求三个月后短期复查, 再接受一次X线照射, 那么不如早期做一次CT扫描, 能获得包括早期钙化、腋窝淋巴结在内更多的信息, 不仅有利于病变的早期定性, 为病人争取三个月的宝贵时间, 同时可以辅助进行临床分期, 为术前做更充分的准备。④相比MRI检查, 患者不需要负担更昂贵的检查费用, 也不必接受一次造影剂的注射, 获得另一种疾病NSF的可能。还有一些患者根本不能耐受长时间MRI检查, 那么, 一种更方便快捷、更经济的检查对患者来说应该是利大于弊的。⑤之所以仅限于CT平扫, 没有进行动态增强扫描, 是考虑到降低射线剂量及经济方面的原因。
3.2 乳腺癌的CT表现与其病理基础的关系
乳腺癌的影像征象的复杂与其病理变化的多种多样密切相关。①乳腺癌大体病理观察特点为病变形态不规则、界限不清, 有放射状小梁从实质向四周脂肪伸展而呈明显的星状或蟹足样。CT表现肿块形态不规则, 边缘毛刺、伪足, 此为乳腺癌较有特征性的征象[3]。②乳腺癌侵及皮肤, 堵塞皮内及皮下淋巴管, 可造成皮肤水肿增厚。CT表现乳头后方或邻近的病灶易致皮肤增厚, 此征象对判断乳头后方肿块的良恶性有很大的帮助, 但见于临近乳头或晚期病变, 显示率并不高。③钙化:乳腺癌钙化与癌细胞的坏死、癌细胞本身的代谢、乳腺内组织坏死后引起的钙盐沉着等因素有关[4]。钙化可出现在癌巢或癌巢外的乳腺组织中。④腋窝和/或内乳淋巴结肿大, 以短径大于10mm为标准[5]。
3.3 钙化在乳腺癌诊断中的价值
根据美国放射学提出的BI-RADS将乳腺钙化表现类型分为典型良性、中间性 (不能定性) 和高度可疑恶性三类。良性病变的钙化多较粗大, 形态可呈颗粒状、爆玉米花样、粗棒状、蛋壳样、新月形或环形, 密度较高, 分布比较分散;而恶性病变的钙化形态多呈细小砂粒状、线样或线样分支状, 分布上常呈簇状、线样走行或段样, 大小不等, 浓淡不一, 钙化可位于肿块内或外。在一些早期病变中, 钙化可能是乳腺癌唯一的早期征象[6]。可以认为, 从分析钙化入手, 能增加乳腺癌的诊断率。本组病材选取病例均为致密型乳腺, 钙化的发现率较既往报道高, 主要是肿块中的钙化检出率有所提高, 乳腺癌的肿块中可以发现中间性及恶性钙化, 由此提高了肿块病变的诊断率;当然在非肿块乳腺组织中, 钙化检出率略低于常规钼靶。分析原因, 应该是因为致密型乳腺中组织重叠较多, 常规钼靶摄片肿块内的钙化被覆盖, 而CT检查避免了组织重叠带来的影响, 特别是超大矩阵重建及MPR技术的应用, 明显提高了CT检查的空间分辨率, 所以对肿块内的钙化检出率明显提高, 而对于没有发生肿块的乳腺组织, 常规钼靶摄片的高空间分辨率降低了组织重叠带来的影响, 使得钙化的检出率仍然高于CT检查。总而言之, 因为钙化在乳腺癌诊断中有十分重要的临床意义, 低剂量CT检查对于发生肿块的致密型乳腺, 能更早检出病变中的钙化, 从而明显提高乳腺癌的检出率。
3.4 低剂量CT在致密型乳腺癌的诊断价值
①由于CT密度分辨率高, 而且横断面扫描无组织重叠影响, 所以CT扫描易于发现乳腺肿块, 特别是致密型乳腺肿块, 较常规钼靶摄影有明显优势。②乳腺癌的基本征象:包括边缘毛刺、钙化, 特别是钙化, 以往认为钙化在CT中发现率较低, 但在本次对照中, 肿块型病例钙化检出率明显提高, 应用合适的窗宽窗位, 能较钼靶更早发现其中的中间性及恶性钙化。③乳腺癌分期:CT扫描能够判断腋窝及内乳淋巴结转移情况, 显示肿块侵犯的范围、有无肺内转移灶, 这为临床分期和制定治疗方案提供了理论依据。④手术定位:对于临床未能发现的隐匿性病灶的手术, CT可以定位, 指导手术。 (5) 局限性:BI-RADS定义的钙化, 包括钙化的形态、分布, CT由于空间分辨率的限制, 不能很好的鉴别钙化的分布, 所发现的钙化主要是从大小、形态及分布密度分析。
综上所述, 乳腺低剂量MDCT扫描, 大大降低了受检者的X线辐射剂量, 在了解乳腺肿块的内部结构及钙化, 显示肿块的边缘情况及对周围胸壁的浸润程度, 了解腋窝T纵膈内有无肿大淋巴结等方面同常规剂量扫描一样有着显著的优越性, 和常规钼靶摄片相结合, 能够明显提高乳腺癌的检出率, 在一定的条件下, 可以考虑作为致密型乳腺癌的常规检查方法。
参考文献
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CT低剂量技术 篇9
【摘 要】 目的：探讨CT低毫安肾脏灌注成像技术的适用性。方法：选择接受CT肾脏灌注扫描的50例患者作为研究对象，依据成像Kv相同、ms相同、mA不同，分为研究组28例和对照组22例。研究组管电压为100KV，曝光时间0.5ms，管电流为60mA；对照组管电压为100KV，曝光时间0.5ms，管电流为120mA，所有患者均行CT肾脏灌注成像。观察并比较两组患者CTDIvol、DLP及图像质量评分。结果：CT灌注扫描成功，研究组CTDIvol、DLP均明显优于对照组，两组差异具有统计学意义（P<0.05）；两组图像质量评分≤1分、2分及3分均基本相符，两组差异均无统计学意义（P>0.05）。结论：CT低毫安肾脏灌注成像技术是可行的，图像质量清晰，病人吸收的辐射剂量减少，适合临床长期推广应用。
【关键词】 肾脏；灌注成像；CT低剂量成像；适用性
【中图分类号】R445 【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2016）11-0089-02
肾脏是人体的重要器官，它的基本功能是生成尿液，借以清除体内代谢产物及某些废物、毒物，同时经重吸收功能保留水份及其他有用物质，如葡萄糖、蛋白质、氨基酸、钠离子、钾离子、碳酸氢钠等，以调节水、电解质平衡及维持酸碱平衡。肾脏同时还有内分泌功能，生成肾素、促红细胞生成素、活性维生素D3、前列腺素、激肽等，又为机体部分内分泌激素的降解场所和肾外激素的靶器官。肾脏的这些功能，保证了机体内环境的稳定，使新陈代谢得以正常进行[1]。
近数十年，特别是B超、CT、MRI的广泛应用，肾实质肿瘤的检出比较容易，检出率迅速提高，人们对肾肿瘤的认识较前大有转变，如以往认为肾肿瘤几全为恶性，良性极少，现查知其良性肿瘤和肾囊肿占相当大的比例，并非罕见[2]。随着CT技术的不断发展，CT肾脏灌注成像技术已经被广泛应用于肾脏肿瘤扫描。CT灌注成像技术就是通过人为的动态扫描技术对于组织、器官的血流变化进行定量分析，从而反映组织、器官真实的血流灌注情况的功能成像技术，对于分析肾脏血流量（BF），血容量（BV），对比剂平均通过时间（MTT）及毛细血管表面通透系数（PS）有重要意义[3]。肾脏灌注扫描可以辅助临床诊断肿瘤的良恶性，为临床提供肾脏肿瘤手术参考指标。CT灌注所导致的辐射问题也是人们较为关注的，如何有效地降低辐射量，研究CT低毫安肾脏灌注成像技术已经迫不及待。笔者对我院CT低毫安肾脏灌注成像技术的适用性进行探讨，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 收集从2014年1月至2015年5月于我院接受CT肾脏灌注扫描的50例患者作为研究对象，整个实验均在患者及其家属知情同意的前提下完成。依据成像Kv相同、ms相同、mA不同，分为研究组和对照组两组。研究组28例，其中男18例，女10例，年龄35～64岁，平均年龄为（50.2±2.1）岁；对照组22例，其中男12例，女10例，年龄30～68岁，平均年龄为（48.8±2.6）岁，。两组患者年龄、性别等一般资料对比，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.2 检查前准备 患者在检查前一天禁食8～12h，做好肠道清潔准备；患者检查时选取仰卧位，脚先进的体位，绑好束缚带并训练患者缓慢、平静呼吸，以减少呼吸运动造成的呼吸伪影与图像质量下降。右肘静脉建立静脉通道，并连接双筒高压注射器，装有碘对比剂350mgI/ml碘海醇40ml和生理盐水30ml。
1.3 扫描方法 使用东芝 Aquilion One 640层动态容积CT对患者进行扫描，扫描范围160mm，采用动态连续volume扫描25期。研究组管电压为100KV，曝光时间0.5ms，管电流为60mA；对照组管电压为100KV，曝光时间0.5ms，管电流为120mA，注射碘海醇40ml，注射流率为6ml/s，对比剂注射后，进行生理盐水30ml冲洗导管。
1.4 数据采集 分别记录CT计算机上研究组和对照组的CTDIvol、DLP，用统计学分析方法对数据进行分析比对。
1.5 图像评价 所有图像均由放射科医师进行评价，评分标准为：3分主要是指肾脏组织显示清晰，无任何伪影，血管走行连续；2分主要是指肾脏组织显示稍微模糊，无任何伪影，血管走行连续；≤1分主要是指肾脏组织显示明显模糊，血管走行不连续、断断续续，有阶梯伪影，不能够明显区分周围组织与血管。典型图片如下：
1.6 统计学分析 采用SPSS 18.0统计数据，采用均数加减标准差（x[TX-*3]±s）表示计量资料，组间比较行t检验；计数资料行χ2检验，P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 两组CTDIvol、DLP比较 研究组CTDIvol、DLP明显优于对照组，两组比较差异具有统计学意义（P<0.05）。见表1。
2.2 两组图像质量评分比较 两组图像质量评分≤1分、2分及3分均基本相符，两组比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2。
3 讨论
组织细胞微循环的血流动力学状态称之为灌注，在一定的程度上可以反映细胞、组织、器官血流动力学改变的功能和状态的情况。CT灌注成像技术就是通过人为的动态扫描技术对于组织、器官的血流变化进行定量分析，从而反映组织、器官真实的血流灌注情况的功能成像技术，对于分析肾脏血流量（BF），血容量（BV），对比剂平均通过时间（MTT）及毛细血管表面通透系数（PS）有重要意义。
但由于CT辐射剂量，如何降低肾脏灌注成像技术造成的辐射量已成为临床上的关键问题。选择低Kv，低mA扫描，短时间连续曝光的成像技术，可以减少患者接触射线的强度、能量与时间，从而减少患者的辐射剂量。避免患者因为检查，额外增加X线的照射。CT低毫安扫描能有效的减低X线的能量，患者的辐射剂量减少，保护患者的安全。本次研究数据显示，研究组管电压为100KV，曝光时间0.5ms，管电流为60mA方案的CTDIvol、DLP均明显优于对照组管电压为100KV，曝光时间0.5ms，管电流为120mA的方案。
综上所述，CT低毫安肾脏灌注成像技术图像清晰，可有效减低CTDIvol、DLP，减低患者接受的辐射剂量，为低剂量肾脏灌注和相关研究提供了重要的理论依据。
参考文献
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CT低剂量技术 篇10
1材料与方法
1.1临床资料
选取2012年7月~ 2014年7月于我院进行检查的84例临床疑有埋伏牙的儿童,其中男30例,女54例,年龄为7 ~ 14岁,平均9.7岁。将84例儿童随机分为3组(每组28例)。患者的监护人均签署了知情同意书。
1.2仪器与方法
采用GE Lightspeed 16层螺旋CT进行扫描,采取GE Advantage Windows工作站(版本4.2和4.6)进行图像后处理。 患者仰卧在检查台上,佩戴铅帽,使用0.5 mm铅衣将颈部和躯干部包裹,仅暴露上下颌部位,自下颌骨体下缘至颞下颌关节行横断面螺旋扫描。扫描过程中,患者咬一块纱布或压舌板,使上颌牙和下颌牙分开,避免两者重叠。先扫描侧位定位图,扫描方向为从头侧到足侧,扫描参数 :层厚5 mm,层间隔5 mm,螺距0.938 :1,转速18.75 mm/rot,管电流210 m A。3组患者分别采用120 、100 、 80 k V管电压进行扫描。重建方式:采用骨算法和标准算法, 重建层厚0.625 mm,重建间隔1.0 mm。所有重建图像均传递到工作站进行多平面重建(Multiple Planar Reconstruction, MPR)、容积重组(Volume Rendering,VR)、曲面重建(Curve Planar Reconstruction,CPR)及齿科软件全景曲面重建等图像后处理。
1.3图像质量评价
查阅文献[3,4],制定图像质量评价方法。由4名CT医师(2名副主任医师,2名主治医师)分别对图像质量进行评价。主要观察埋伏牙的数量、位置、形态,并要求能清楚显示牙髓腔、牙质、相邻牙的关系等。以常规剂量图像作为对照片,能清楚显示即为合格,不能清楚显示即为不合格。意见不一致时,通过商量协议取得一致意见。
1.4辐射剂量
在不同扫描条件下,记录容积CT剂量指数(Computed Tomography Dose Index,CTDIvol)和剂量长度乘积(Dose Lenth Product,DLP)。
1.5统计学分析
应用SPSS 13.5软件包进 行统计学 分析。 对各组CTDIvol和DLP值的比较采用方差分析,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2结果
埋伏牙的数量、位置、形态分布,见表1。84例患者中共检出102颗埋伏牙。其中120 k V组检出32颗埋伏牙,100 k V组检出40颗埋伏牙,80 k V组检出30颗阻生牙。不同管电压扫描的图像质量比较,见表2。由表2可知, 采用管电压100 k V和80 k V进行扫描时,图像质量均合格, 均能够满足诊断要求。不同管电压的扫描图像,见图1 ~ 3。
3组扫描辐射剂量的比较,见表3。经计算得知,100 k V组和80 k V组的CTDIvol分别为120 k V组的33% 和59%。 对儿童埋伏牙进行CT扫描时,采用管电压80 k V既能降低辐射剂量,又能保证图像质量。
注:a为VR图像,b为CPR图像,c为横断图像。中切牙之间见一、突向腭侧的多生阻生牙影。图像可清晰显示牙釉质、髓、牙槽突及周围软组织,无明显伪影,两中切牙间距离增宽。
注:a为VR图像,b为CPR图像,c为横断图像。右侧中切牙和,已萌出。图像可清晰显示牙釉、髓腔、牙槽突及周围软组织,无明显伪影。
注:a为横断图像,b为CPR图像,c为VR图像。左右中切牙之,左侧中切牙后方腭侧见多生牙影,左侧略斜行生长。图像可、髓腔、牙槽突及周围软组织,无明显伪影。
3讨论
3.1低剂量CT扫描的意义及防护价值
腮腺、眼晶状体及甲状腺均位于或邻近牙齿的CT扫描区域,对辐射极其敏感。腮腺受到过量的辐射时会引起口干症,导致唾液分泌过少[5]。甲状腺受到过量的辐射时会诱发甲状腺癌,而眼晶体受到过量的辐射时会引起晶体混浊或白内障。由于儿童处于生长发育期,细胞分裂更新速度和比例远高于成人,对射线的敏感性是成人的十多倍[6],因此必须要降低儿童埋伏牙CT检查时的辐射剂量。
低剂量CT技术提出伊始尚未引起世人的注意,但随着公共放射卫生和防护意识的提高,这一技术逐渐受到关注。 世界卫生组织(World Health Organization,WHO)和国际放射委员会(International Commission on Radiological Protection, IRCP)以及国际医学物理组织(International Organization for Medical Physics,IOMP)制定了医疗照射质量和质量控制标准,以期以最小的代价获得最佳的诊断效果[7],这为低剂量CT技术的研究和应用提供了广阔的空间。本研究对儿童埋伏牙行螺旋CT扫描时,采用低剂量扫描方法及常规扫描方法进行对比研究。结果证实,低剂量扫描方法可在保证图像质量的情况下,降低儿童在检查过程中所受的辐射损伤,符合WHO和IRCP制定的放射防护宗旨。
低剂量CT扫描技术较多是通过降低毫安秒(m As)来实现。降低m A或曝光时间都较为便捷和明确,且可在保证图像对比度的前提下,降低辐射剂量。而降低管电压同样可以降低辐射剂量,但射线质量变软,穿透力变差[8]。 本研究的目的较单一,只是判断是否有埋伏阻生牙及埋伏阻生牙的位置等,而牙齿和邻近软组织固有对比度较高, 低能X射线就可反映其对比度。
多层螺旋CT用于儿童埋伏牙的检查具有方便快捷、 图像分辨率高、费用低等特点,近年来检查人数与次数逐渐增加,但X线对公众的辐射危害也相应增加。本研究中, 通过降低管电压以达到降低辐射剂量的目的,80 k V组的平均CTDIvol为(12.05±14.4) m Gy,平均DLP为(206.97±2.9) m Gy·cm ;120 k V组的平均CTDIvol为(36.49±3.9)m Gy, 平均DLP为(626.49±29.2) m Gy·cm。
3.2低剂量扫描对图像质量的影响及其诊断价值
本研究所采用的低剂量扫描技术是通过动态调节管电压,确定曝光量,降低X线发射功率,减少X线管损耗的一种检查方法。本研究中,100 k V组和80 k V组的CTDIvol分别为120 k V组的33% 和59%。80 k V组的扫描图像可清晰地显示埋伏牙的数量、位置、形态,并能够清晰地显示牙髓腔、牙质、相邻牙的结构关系等,与120 k V组的图像质量无明显差别,适合于儿童埋伏牙的检查。低剂量CT扫描技术可满足诊断要求,同时可降低设备负荷,延长CT球管的使用寿命,从而为更多的受检者提供CT扫描,为医院节省了开支,提高了社会效益和经济效益。
3.3低剂量扫描技术的应用现状及发展