馮光等

[摘 要] 隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床上的廣泛應(yīng)用，CT應(yīng)用越來越廣。由于CT檢查所運(yùn)用的X射線劑量較大，使得醫(yī)務(wù)工作者以及患者都不得不接受較大劑量的輻射，容易損傷健康。研究發(fā)現(xiàn)，接受的輻射劑量越高，罹患放射相關(guān)疾病的幾率越大，而低劑量CT的運(yùn)用可以最大程度上減少受檢人群接受射線的劑量。臨床上肺癌、慢性阻塞性肺疾病、肺栓塞、肺結(jié)核以及乳腺疾病等等胸部疾病的診斷可依據(jù)低劑量CT的檢查結(jié)果，并且低劑量胸部CT特別適用于健康體檢及高危人群普查、肺癌篩查，同時(shí)也適用于短期內(nèi)多次復(fù)查及需要長年隨診觀察的患者，是一種科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的檢查方法。

[關(guān)鍵詞] 低劑量；CT；胸部疾病

中圖分類號：R445.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-5200（2014）03-025-04

[Abstract] With medical imaging in clinical applications increasingly widespread， most current clinical diagnosis requires the imaging support， and the CT is the most widely used screening method. However， due to the use of CT examination of the larger dose of X-rays， letting medical workers and patients are forced to accept a larger dose of radiation exposure， for a long time easy to damage health. The study finding， the higher received radiation doses the larger chance of suffering from radiation-related diseases. But the use of low-dose CT can minimize radiation dose groups receiving. For patients with chest disease diagnosis often requires the results of chest CT， including lung cancer， chronic obstructive pulmonary disease， pulmonary embolism， tuberculosis and other breast disease diagnosis often requires CT results as a basis for. And， especially for low-dose chest CT for the organization of health examination and screening high-risk groups， screening for lung cancer， but also for many short-term follow-up review and the need to observe the patient for many years， is a scientific， economical inspection methods.

[Key words] low-dose；CT；chest diseases

前言

隨著CT設(shè)備軟硬件技術(shù)水平的不斷提高，CT在各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)中廣泛普及以及廣大醫(yī)務(wù)工作者和患者對CT在疾病診斷中作用的認(rèn)可，使得受檢人群接受CT檢查的輻射總劑量在不斷增加。據(jù)有關(guān)研究證實(shí)，醫(yī)用低劑量電離輻射（0～100mSv）也會(huì)對身體健康造成威脅，可增加罹患放射相關(guān)疾病的幾率。且接受的輻射劑量越高，幾率越大。尤其對敏感人群如婦女兒童等危害更明顯[1]。一般而言，輻射劑量越高，CT圖像則越清晰。如何在X線劑量與CT圖像質(zhì)量之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，是正確使用CT低劑量技術(shù)的前提。本文將對螺旋CT低劑量技術(shù)在胸部疾病診斷中的應(yīng)用做如下綜述。

1 X線輻射的潛在危害

自CT應(yīng)用于臨床以來，CT機(jī)軟硬件技術(shù)得到巨大發(fā)展，特別是滑環(huán)技術(shù)的發(fā)展、X線球管耐熱力的增加和多排探測器的出現(xiàn)，使得CT在操作簡單、成像迅速的基礎(chǔ)上，能夠提供信息更豐富、解剖細(xì)節(jié)更清晰的圖像，使CT在臨床的應(yīng)用更加廣泛。但CT檢查往往使患者接受較大劑量的射線輻射，存在一定的潛在危險(xiǎn)[2]。 隨著受檢者接受X線輻射劑量的增加，其罹患癌癥的幾率亦隨之增大，統(tǒng)計(jì)表明，電離輻射每增加1Sv，癌癥發(fā)生率將增加4.1%[3-4]。作為放射科醫(yī)生，應(yīng)充分認(rèn)識到CT檢查對受檢者造成的潛在危險(xiǎn)性，在保證圖像滿足診斷要求的前提下，使受檢者接受的輻射劑量降至最小，以獲取最大的診斷效能[5]。

2 影響低劑量CT圖像質(zhì)量的因素

2.1 噪聲

圖像噪聲是由于X線衰減造成的圖像不均勻。肺平均CT值在-800～-850HU之間，它可使肺組織中的低密度病變比在實(shí)質(zhì)臟器中顯示明顯，不受量子噪聲的干擾，因此在一定范圍內(nèi)降低管電流并不影響在高對比的肺窗上觀察病變。受影響的主要是大血管和胸壁軟組織[6]，當(dāng)管電流降至20～50mA時(shí)影像顆粒變粗，但不影響肺結(jié)節(jié)的檢出和診斷[7] 。

2.2 偽影

偽影是由于X線穿過高密度物質(zhì)后急劇衰減，以至于投影數(shù)據(jù)失真，周圍組織X線衰減信息有所喪失[8]，尤其在肺尖部和肺底部最明顯，可認(rèn)為是肩關(guān)節(jié)、膈頂與肺密度差別過大所致。在高分辨、低劑量（20mA）掃描肺部時(shí)可出現(xiàn)的條紋狀偽影與標(biāo)準(zhǔn)劑量（200mA）掃描獲得的圖像質(zhì)量有97%的符合率，兩者所顯示的解剖信息相當(dāng)。當(dāng)電流降低到標(biāo)準(zhǔn)劑量的5%（10mA）時(shí)，這些偽影干擾了診斷。Diederich等[9]認(rèn)為起自肩胛骨和脊柱并出現(xiàn)在肺尖的偽影對肺尖小于5mm的結(jié)節(jié)檢出有影響，但對整肺的觀察沒有影響。

3 調(diào)節(jié)掃描參數(shù)以降低CT輻射劑量

3.1 降低管電壓（KV）

管電壓既決定X線的質(zhì)，又影響X線的量。雖然通過降低管電壓可以起到使輻射劑量降低的作用，但也造成了X線圖像質(zhì)量降低，從而使得射線穿透力降低、吸收輻射比例增加，使得受檢者不能得到較為清晰的圖像。因此，為降低輻射劑量而采取降低管電壓的方法需慬慎使用。

3.2 降低管電流（mA）

管電流降低，X線電子數(shù)量減少，量子噪聲增加，圖像的密度分辨力下降，即低對比分辨力變差，因此降低管電流會(huì)導(dǎo)致低對比的組織圖像質(zhì)量較低，然而，對高對比的組織影響較小。

3.3 增加螺距（pitch）

螺距=球管旋轉(zhuǎn)360°進(jìn)床距離/準(zhǔn)直器寬度。在其它掃描條件不變情況下，增加螺距可以通過減少曝光時(shí)間使患者接受的輻射劑量降低。但是層面敏感曲線增寬，使影像在Z軸的空間分辨率下降。所以通過增加螺距來降低輻射劑量的可行性也受到限制。

3.4 減少掃描次數(shù)

減少掃描次數(shù)是最好的方法，能夠從根源上解決輻射累積的現(xiàn)象。比如，在HRCT上，停止使用高分辨率多次掃描，改為容積掃描，可得到清晰的圖像?，F(xiàn)只需掃描一次，即可以通過多種后處理技術(shù)、重建技術(shù)獲得質(zhì)量較高的各種圖像。對于不同部位CT檢查應(yīng)根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)，選擇最佳的掃描方案，明確掃描中心，層厚及最佳的管電流及管電壓。

3.5 低劑量CT優(yōu)化的重建方法

一些新的CT設(shè)計(jì)方案和技術(shù)進(jìn)步使得CT劑量有了大幅度降低，但是低劑量CT不可避免地受到噪聲、數(shù)據(jù)不完備等因素影響，因此重建算法對低劑量CT的優(yōu)化起到很大作用；Zou等[10]提出一種基于PI線的微分反投影濾波形式的螺旋CT精確重建算法即：首先進(jìn)行微分反投影過程，再通過希爾伯特變換恢復(fù)圖像。這種方法理論上只需最少的投影數(shù)據(jù)即可精確重建出物體的斷層圖像。目前流行的低劑量CT重建方法主要為基于PI線重建和內(nèi)重建的局部成像方法及基于壓縮感知理論的稀疏采樣成像方法和基于新型統(tǒng)計(jì)迭代的低劑量成像方法。

4 低劑量技術(shù)在各部位CT掃描中的應(yīng)用

國外的CT低劑量技術(shù)研究開始于20世紀(jì)80年代，我國的相應(yīng)研究工作起步尚晚，只有約10余年。涉及的領(lǐng)域已遍布全身各個(gè)系統(tǒng)，被研究人群亦擴(kuò)展至嬰幼兒，甚至孕婦。同時(shí)研究也不斷向器官及病種方面細(xì)化發(fā)展。國外的胸部CT和結(jié)腸CT造影的相關(guān)低劑量研究，得到了雄厚的國家資金資助，目前已做為高危人群的常規(guī)篩查手段。國內(nèi)的低劑量研究目前集中于胸部和心臟方面，還有部分機(jī)構(gòu)對泌尿系、頭顱和副鼻竇的低劑量CT檢查開展了研究。研究的目的均為在保證圖像質(zhì)量的前提下進(jìn)一步降低X線輻射劑量，研究方法為通過改變不同的掃描參數(shù)，比較圖像質(zhì)量和有效劑量的差別，從中獲得最佳的掃描參數(shù)配伍或者個(gè)性化的掃描方案。

5 低劑量CT在胸部的臨床應(yīng)用

5.1 低劑量螺旋CT在胸部應(yīng)用的可行性

近年來隨著CT機(jī)架的短幾何設(shè)計(jì)、探測器材料的更新和多排探測器的設(shè)計(jì)等CT技術(shù)的不斷更新和完善，X線的利用率大大提高。此外探測器多通道設(shè)計(jì)、飛焦點(diǎn)技術(shù)以及360°內(nèi)插法的應(yīng)用等，也為CT檢查低劑量的應(yīng)用奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。特別是多排探測器螺旋CT的問世以及在這一領(lǐng)域的深入研究使低劑量CT的臨床廣泛應(yīng)用指日可待[10]。

5.2 低劑量胸部CT在肺部健康體檢及肺癌普查中的應(yīng)用

肺癌是臨床最常見的、致死率極高的一種惡性腫瘤。X線胸片敏感性低，很難發(fā)現(xiàn)密度較低或直徑較小的腫瘤。CT因其為橫斷面掃描，無組織前后重疊，在發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)小結(jié)節(jié)方面有較高的敏感性。同時(shí)，CT的密度分辨率高，對發(fā)現(xiàn)的肺內(nèi)病變的定性診斷有很大幫助。但是常規(guī)CT的輻射劑量較高，不適合用于普查。

低劑量CT在發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)結(jié)節(jié)時(shí)，其敏感度以及特異度并無較大下降，而輻射劑量卻有較大提高，因此，低劑量CT是肺癌普查的可行方法[11]。將低劑量螺旋CT用于早期肺癌的篩查和診斷的目的是降低死亡率，而對其能否達(dá)到預(yù)期目的尚存有爭議。Henschke等[12]采用低劑量螺旋CT 對7 995例吸煙者進(jìn)行早期肺癌篩查，與307 992例無癥狀吸煙的志愿者對照，結(jié)果顯示肺癌的死亡率由0.64%降為0.36%，而且男性降低更明顯。

5.3 低劑量螺旋CT在慢性阻塞性肺疾病的應(yīng)用

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種嚴(yán)重的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，發(fā)病率呈進(jìn)行性增高趨勢。COPD的影像學(xué)研究大多集中在像素指數(shù)（pixel index， PI）與肺功能檢查的對比方面[13-15]。目前，無癥狀吸煙者及早期COPD的CT表現(xiàn)正逐漸成為研究的熱點(diǎn)[16～18]。關(guān)于低劑量螺旋CT在肺結(jié)節(jié)的篩查中的研究較多，但在慢性阻塞性肺疾病等非結(jié)節(jié)性疾病的報(bào)道較少。由于慢性阻塞性肺疾病患者需要常年隨訪及治療前后對比，且常常需要吸氣相與呼氣相對比觀察，所以降低掃描劑量非常重要。目前低劑量CT的檢查指標(biāo)同傳統(tǒng)肺功能指標(biāo)的相關(guān)性存在一定爭議[19]，這對普遍開展以低劑量CT評估肺功能有一定影響。但我們有理由相信隨著CT軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，多排螺旋CT的肺功能研究會(huì)出現(xiàn)新的突破。

5.4 低劑量螺旋CT在肺栓塞診斷上的應(yīng)用

肺栓塞是指內(nèi)源性或外源性栓子栓塞肺動(dòng)脈或其分支引起微循環(huán)障礙的綜合征，是一種發(fā)病率和死亡率都比較高的疾病，在我國發(fā)病率呈迅速上升趨勢。肺栓塞的臨床表現(xiàn)多樣，從臨床上完全無癥狀到猝死，缺乏固有的臨床表現(xiàn)，在臨床上常常漏診或誤診。X線肺動(dòng)脈造影一直被認(rèn)為是診斷肺栓塞的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于具有創(chuàng)傷性，其廣泛應(yīng)用受到限制。多排螺旋CT具有良好的時(shí)間、空間及密度分辨率，強(qiáng)化掃描時(shí)可以直接顯示肺血管，是一種患者容易接受的無創(chuàng)、快捷、安全有效的檢查方法，可以有效提高肺栓塞檢查的敏感性和特異性。目前已將MSCT增強(qiáng)肺動(dòng)脈造影（CTPA）取代常規(guī)肺動(dòng)脈造影，成為診斷肺動(dòng)脈栓塞的常規(guī)首選檢查方法[20-21]。但該項(xiàng)檢查患者接受輻射劑量較高，特別是急性肺栓塞患者常需短期內(nèi)多次復(fù)查以觀察療效、發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)，其所接受的輻射總劑量相當(dāng)可觀。所以在不影響診斷準(zhǔn)確性基礎(chǔ)上最大程度地減少患者的X線輻射劑量迫在眉睫。

5.5 多層螺旋CT低劑量掃描在肺結(jié)核診斷的應(yīng)用

近年來，我國每年報(bào)告肺結(jié)核發(fā)病人數(shù)約100萬，其中耐多藥肺結(jié)核每年新發(fā)患者約12萬。嚴(yán)重危害了人民群眾健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。CT具有密度分辨率高和無組織結(jié)構(gòu)重疊等特性可提供比平片更多的信息，是診斷肺結(jié)核不可或缺的檢查方法。但其輻射劑量大使它的使用受到限制[22]。徐雪峰等[23]對48例經(jīng)臨床及痰檢確診并抗結(jié)核治療1周至12個(gè)月的肺結(jié)核患者分別進(jìn)行常規(guī)劑量及低劑量CT檢查，通過對比兩次檢查所顯示的患者肺內(nèi)片狀密度不均病灶、小葉肺泡結(jié)節(jié)、纖維化病灶、空洞（空泡）、鈣化灶、樹芽征、胸膜肥厚粘連及胸腔積液等征象，發(fā)現(xiàn)兩種方法不存在明顯差異，能夠滿足肺結(jié)核患者的臨床診斷和治療監(jiān)控要求[24]。但CT劑量加權(quán)指數(shù)明顯降低，由5.48～6.64mGy降至1.83～3.37mGy。李秋芬等[25]研究表明，胸部低劑量CT較X線胸片可明顯提高肺結(jié)核的檢出率和診斷率。

6 結(jié)語

雖然低劑量CT掃描在獲得的圖像質(zhì)量上有所下降，但其影像信息完全可以滿足診斷要求，不僅可以降低患者的CT檢查輻射劑量，還可減少CT球管及探測器的損耗，降低檢查成本。因此，在此領(lǐng)域開展研究具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也期待更多的低劑量研究能夠造福廣大患者。

參 考 文 獻(xiàn)

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