低劑量CT在胸部疾病中的應用

馮光等

[摘 要] 隨著醫學影像學在臨床上的廣泛應用，CT應用越來越廣。由于CT檢查所運用的X射線劑量較大，使得醫務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。研究發現，接受的輻射劑量越高，罹患放射相關疾病的幾率越大，而低劑量CT的運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、肺結核以及乳腺疾病等等胸部疾病的診斷可依據低劑量CT的檢查結果，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，同時也適用于短期內多次復查及需要長年隨診觀察的患者，是一種科學、經濟的檢查方法。

[關鍵詞] 低劑量；CT；胸部疾病

中圖分類號：R445.3 文獻標識碼：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設備軟硬件技術水平的不斷提高，CT在各級醫療機構中廣泛普及以及廣大醫務工作者和患者對CT在疾病診斷中作用的認可，使得受檢人群接受CT檢查的輻射總劑量在不斷增加。據有關研究證實，醫用低劑量電離輻射（0～100mSv）也會對身體健康造成威脅，可增加罹患放射相關疾病的幾率。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圖像質量之間找到一個平衡點，是正確使用CT低劑量技術的前提。本文將對螺旋CT低劑量技術在胸部疾病診斷中的應用做如下綜述。

1 X線輻射的潛在危害

自CT應用于臨床以來，CT機軟硬件技術得到巨大發展，特別是滑環技術的發展、X線球管耐熱力的增加和多排探測器的出現，使得CT在操作簡單、成像迅速的基礎上，能夠提供信息更豐富、解剖細節更清晰的圖像，使CT在臨床的應用更加廣泛。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[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，統計表明，電離輻射每增加1Sv，癌癥發生率將增加4.1%[3-4]。作為放射科醫生，應充分認識到CT檢查對受檢者造成的潛在危險性，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質臟器中顯示明顯，不受量子噪聲的干擾，因此在一定范圍內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]，當管電流降至20～50mA時影像顆粒變粗，但不影響肺結節的檢出和診斷[7] 。

2.2 偽影

偽影是由于X線穿過高密度物質后急劇衰減，以至于投影數據失真，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，可認為是肩關節、膈頂與肺密度差別過大所致。在高分辨、低劑量（20mA）掃描肺部時可出現的條紋狀偽影與標準劑量（200mA）掃描獲得的圖像質量有97%的符合率，兩者所顯示的解剖信息相當。當電流降低到標準劑量的5%（10mA）時，這些偽影干擾了診斷。Diederich等[9]認為起自肩胛骨和脊柱并出現在肺尖的偽影對肺尖小于5mm的結節檢出有影響，但對整肺的觀察沒有影響。

3 調節掃描參數以降低CT輻射劑量

3.1 降低管電壓（KV）

管電壓既決定X線的質，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，因此降低管電流會導致低對比的組織圖像質量較低，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360°進床距離/準直器寬度。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

減少掃描次數是最好的方法，能夠從根源上解決輻射累積的現象。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只需掃描一次，即可以通過多種后處理技術、重建技術獲得質量較高的各種圖像。對于不同部位CT檢查應根據臨床經驗，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優化的重建方法

一些新的CT設計方案和技術進步使得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、數據不完備等因素影響，因此重建算法對低劑量CT的優化起到很大作用；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：首先進行微分反投影過程，再通過希爾伯特變換恢復圖像。這種方法理論上只需最少的投影數據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計迭代的低劑量成像方法。

4 低劑量技術在各部位CT掃描中的應用

國外的CT低劑量技術研究開始于20世紀80年代，我國的相應研究工作起步尚晚，只有約10余年。涉及的領域已遍布全身各個系統，被研究人群亦擴展至嬰幼兒，甚至孕婦。同時研究也不斷向器官及病種方面細化發展。國外的胸部CT和結腸CT造影的相關低劑量研究，得到了雄厚的國家資金資助，目前已做為高危人群的常規篩查手段。國內的低劑量研究目前集中于胸部和心臟方面，還有部分機構對泌尿系、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量的前提下進一步降低X線輻射劑量，研究方法為通過改變不同的掃描參數，比較圖像質量和有效劑量的差別，從中獲得最佳的掃描參數配伍或者個性化的掃描方案。

5 低劑量CT在胸部的臨床應用

5.1 低劑量螺旋CT在胸部應用的可行性

近年來隨著CT機架的短幾何設計、探測器材料的更新和多排探測器的設計等CT技術的不斷更新和完善，X線的利用率大大提高。此外探測器多通道設計、飛焦點技術以及360°內插法的應用等，也為CT檢查低劑量的應用奠定了良好的技術基礎。特別是多排探測器螺旋CT的問世以及在這一領域的深入研究使低劑量CT的臨床廣泛應用指日可待[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，很難發現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，在發現肺內小結節方面有較高的敏感性。同時，CT的密度分辨率高，對發現的肺內病變的定性診斷有很大幫助。但是常規CT的輻射劑量較高，不適合用于普查。

低劑量CT在發現肺內結節時，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，而對其能否達到預期目的尚存有爭議。Henschke等[12]采用低劑量螺旋CT 對7 995例吸煙者進行早期肺癌篩查，與307 992例無癥狀吸煙的志愿者對照，結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用

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種嚴重的慢性呼吸系統疾病，發病率呈進行性增高趨勢。COPD的影像學研究大多集中在像素指數（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表現正逐漸成為研究的熱點[16～18]。關于低劑量螺旋CT在肺結節的篩查中的研究較多，但在慢性阻塞性肺疾病等非結節性疾病的報道較少。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的檢查指標同傳統肺功能指標的相關性存在一定爭議[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軟硬件技術的不斷發展，多排螺旋CT的肺功能研究會出現新的突破。

5.4 低劑量螺旋CT在肺栓塞診斷上的應用

肺栓塞是指內源性或外源性栓子栓塞肺動脈或其分支引起微循環障礙的綜合征，是一種發病率和死亡率都比較高的疾病，在我國發病率呈迅速上升趨勢。肺栓塞的臨床表現多樣，從臨床上完全無癥狀到猝死，缺乏固有的臨床表現，在臨床上常常漏診或誤診。X線肺動脈造影一直被認為是診斷肺栓塞的金標準，但由于具有創傷性，其廣泛應用受到限制。多排螺旋CT具有良好的時間、空間及密度分辨率，強化掃描時可以直接顯示肺血管，是一種患者容易接受的無創、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增強肺動脈造影（CTPA）取代常規肺動脈造影，成為診斷肺動脈栓塞的常規首選檢查方法[20-21]。但該項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多次復查以觀察療效、發現復發，其所接受的輻射總劑量相當可觀。所以在不影響診斷準確性基礎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低劑量掃描在肺結核診斷的應用

近年來，我國每年報告肺結核發病人數約100萬，其中耐多藥肺結核每年新發患者約12萬。嚴重危害了人民群眾健康和社會經濟的發展。CT具有密度分辨率高和無組織結構重疊等特性可提供比平片更多的信息，是診斷肺結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例經臨床及痰檢確診并抗結核治療1周至12個月的肺結核患者分別進行常規劑量及低劑量CT檢查，通過對比兩次檢查所顯示的患者肺內片狀密度不均病灶、小葉肺泡結節、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，發現兩種方法不存在明顯差異，能夠滿足肺結核患者的臨床診斷和治療監控要求[24]。但CT劑量加權指數明顯降低，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核的檢出率和診斷率。

6 結語

雖然低劑量CT掃描在獲得的圖像質量上有所下降，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，在此領域開展研究具有重大的社會效益和經濟效益，也期待更多的低劑量研究能夠造福廣大患者。

參 考 文 獻

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