CT引導肝癌介入中患者有效輻射劑量的研究

房　達　崔雄偉　李京華　趙隸嬴　鄭加生　崔石昌

(首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心 乙型肝炎與肝癌轉化醫學研究北京市重點實驗室，北京 100069)

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CT引導肝癌介入中患者有效輻射劑量的研究

房達崔雄偉李京華趙隸嬴鄭加生崔石昌*

(首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心 乙型肝炎與肝癌轉化醫學研究北京市重點實驗室，北京 100069)

【摘要】目的探討肝癌患者在5種CT引導介入操作中接受的有效輻射劑量。方法回顧性分析2014年9月至12月在首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心進行CT引導介入診斷和治療的390次肝癌患者的檢查資料。介入操作包括肝穿刺、化學消融、射頻消融、微波消融、冷凍消融5種方法。記錄患者所接受的介入操作方式、掃描時間、照射量、容積CT劑量指數、劑量長度乘積。有效輻射劑量根據轉換公式進行計算。結果肝穿刺、化學消融、射頻消融、微波消融、冷凍消融平均掃描時間分別為(49.7±23.4)s、(88.9±21.3)s、(89.5±40.6)s、(106.0±43.5)s和(87.7±27.6)s；平均有效輻射劑量分別(19.5±14.9) mSv、(30.0±10.2) mSv、(34.2±17.6) mSv、(38.1±19.9) mSv和(33.1±13.1) mSv。肝穿刺組患者的有效劑量明顯低于消融治療組。有效劑量與管電流、掃描時間、照射量、容積CT劑量指數均存在明顯的正相關關系。結論CT引導下單次介入操作有效輻射劑量相對較小，引起輻射損傷及后續合并癥的危險小，是相對安全的；但多次介入治療累積的有效輻射劑量可能會較大，需要引起重視。

【關鍵詞】計算機斷層攝影；介入治療；輻射劑量；有效劑量

近年來，多種經皮介入微創技術越來越多地用于肝癌的診斷治療。計算機斷層攝影(computed tomography， CT)引導方法具有圖像清晰、無盲區、不受腸道積氣的影響、可用于肥胖患者等優點，從而得到廣泛應用。在CT引導介入操作中，患者不可避免地受到放射輻射。減少放射輻射是放射技師、醫師應承擔的責任。CT工作站內含自動曝光控制系統，可以顯示放射掃描參數自測值：掃描時間、管電壓、管電流、照射量、容積CT劑量指數(volume-weighted CT dose index， CTDIvol)、劑量長度乘積(dose-length product，DLP)[1]。照射量(mAs)是管電流(mA)與掃描時間(s)的乘積，用以表述總輻射劑量；CTDIvol常用來表征某種特定檢查掃描體積的平均劑量；DLP是在CT掃描總長度上對輻射劑量積分。有效劑量(effective dose，ED)是將組織及器官的當量劑量乘以與其危險度有關的權重因子再求和。ED與生物體輻射效應直接相關，反映整個機體發生隨機性效應的危險度。

在臨床實踐中，放射技師、醫師往往重點注意圖像質量，而忽視了放射輻射對患者的損傷。本研究擬對2014年9至12月，在首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心進行CT引導下肝癌介入診斷治療操作患者的CT掃描輻射參數進行統計分析；探討患者所接受的放射劑量，評價其潛在風險，以引起放射技師和醫師的重視，盡量減小放射劑量。

1對象與方法

1.1研究對象

回顧性分析2014年9月至12月在首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心接受CT引導下介入的肝癌患者共390次，其中，男性317次，女性73次；患者年齡為15～87歲，平均年齡58.35歲。

根據臨床診斷治療目的的不同，分為肝活檢組、化學消融組、射頻消融組、微波消融組和冷凍消融組5組。其中肝活檢組為臨床懷疑或臨床診斷為肝癌患者，需行病理檢查者；化學消融組、射頻消融組、微波消融組和冷凍消融組為原發性肝癌或轉移性肝癌肝動脈化療栓塞術后患者。

1.2掃描方法

CT引導系統使用東芝Activion 16排CT機行平掃及增強掃描。探測器8 mm(0.5 mm×16層)，管電壓120 kV，層厚5 mm，層間距5 mm，重組層厚1 mm，間隔1 mm。旋轉時間0.75 s/圈。必要時采用層厚 3 mm薄層掃描和適當調整窗寬、窗位的方法，以精確觀察穿刺針位置。管電流根據患者體質量和需要觀察感興趣區的清晰程度，選擇50、100、150、200 mA。每例患者消融治療后，即刻進行增強掃描以門靜脈期圖像觀察腫瘤壞死情況、確定消融范圍是否覆蓋病灶和觀察是否有即時合并癥。增強掃描采用高壓注射器經肘前靜脈注入碘克沙醇注射液(320 mg I/mL)100 mL，注射流速3 mL/s。掃描延遲時間為門脈期65～70 s。

1.3數據收集及換算統計

回顧性分析每例患者的CT圖像和CT工作站自測值，匯總操作方式、掃描時間、照射量、CTDIvol、DLP等參數。將DLP換算成ED，根據國際放射防護委員會(ICRP)制定的有效劑量轉換公式[2]：ED=k×DLP進行計算；其中k為人體不同部位的劑量轉換系數，腹部k=0.015[3]。

1.4統計學方法

2結果

2.1患者和CT參數基本情況

按降序排列，5種介入操作次數依次是射頻消融162次(41.5%)、微波消融130次(33.3%)、冷凍消融55次(14.1%)、肝活檢25次(6.4%)和化學消融18次(4.6%)。

CT參數如下：管電流50 mA組50次、100 mA組285次、150 mA組45次、200 mA組10次，平均(101.92±29.4)mA。總掃描時間27.9～240.8s，平均掃描時間(92.2±40.7)s。照射量1 617～38 058 mAs，平均照射量(11 412.8±5 763.9)mAs。CTDIvol 33.6～678.4 mGy，平均(195.3±109.9)mGy。DLP 286.1～8 038.9 mGycm，平均(2 281.1±1 193.5)mGycm。ED 4.3～120.6 mSv，平均(34.2±17.9) mSv。

2.2不同操作方法與總掃描時間、有效劑量的關系

經檢驗，管電流、總掃描時間、照射量、CTDIvol、ED值均呈偏態分布，統計學差異分析采用獨立樣本非參數Kruskal-Wallis 檢驗、Pearson相關性檢驗。

不同介入操作方法之間，總掃描時間的差異有統計學意義(χ2=51.301，P<0.01)，肝活檢組小于各消融組；化學消融組、射頻消融組、微波消融組、冷凍消融組之間比較，差異無統計學意義(P>0.05， 表1，圖1)。

不同介入操作方法之間其ED值的差異有統計學意義(χ2=29.913，P<0.01)；肝活檢組小于各消融組；化學消融組、射頻消融組、微波消融組、冷凍消融組之間差異無統計學意義(P>0.05，表1，圖2)。

圖1　5種操作類型的掃描時間分布

2.3有效劑量與CT參數的關系

ED值與管電流、總掃描時間、照射量、CTDIvol 差異均有統計學意義(P<0.01)；均存在明顯的正相關關系。隨著管電流、總掃描時間、照射量、CTDIvol的增加，ED值隨之增加，詳見表2。

圖2　不同操作類型的ED值分布

ProceduresNumberofcasesTotalscanningtime/sx±sMedian(range)ED/mSvx±sMedian(range)Liverbiopsy2549.7±23.439.3(27.86-115.83)19.5±14.914.5(4.3-77.1)Chemicalablation1888.9±21.392.2(57.8-132.8)30.0±10.227.9(15.7-55.2)Radiofrequencyabla-tion16289.5±40.677.0(33.0-240.8)34.2±17.629.5(4.9-120.6)Microwaveablation130106.0±43.596.9(38.9-232.9)38.1±19.931.7(11.9-101.9)Cryoablation5587.7±27.684.0(43.4-181.8)33.1±13.131.0(6.8-72.1)χ251.30129.913P<0.01<0.01

ED: effective dose.

表2　ED與管電流、總掃描時間、照射量、CTDIvol的關系

3討論

CT引導介入操作具有一定的X線輻射。因為需要反復掃描、穿刺，增加了患者的輻射劑量。術者操作的熟練程度、病變部位、CT機性能及介入操作目的，均可以影響患者所受的輻射劑量。

放射性效應分為確定效應和隨機效應。確定效應是指暴露在一定輻射劑量下的生物體必然會產生相應的危害，包括細胞損傷、壞死；隨機效應導致基因突變、誘發腫瘤和遺傳疾病。輻射劑量限值與致癌性的關系，各家看法不一。根據美國國家科學委員會附設電離輻射生物效應委員會(Biological Effects of Ionizing Radiation, BEIR)[4]在2005年報告中提供的普遍認可的證據，人體接受的輻射劑量>500 mSv的群體中危險為確定效應；在<500 mSv條件下致癌危險為隨機效應，但隨劑量增長致癌率呈線性增長，呈“線性無閾”特點[4-6]。BEIR根據人體年累積有效劑量，確定了超出人體年允許全身安全有效劑量限值：≤3 mSv為低度輻射；3～20 mSv(含20 mSv)為中度；20～50 mSv(含50 mSv)為重度；>50 mSv為超重度[4]。國際輻射防護委員會(International Commission on Radiological Protection， ICRP)[6]認為：CT掃描的組織吸收劑量已經達到或超過了增加組織致癌可能性的水平。另一方面，美國醫學物理師學會(American Association Physicists Medicine，AAPM)的一項聲明則認為：不應過分渲染醫用X射線對患者的致癌危險。過多考慮其輻射致癌危險，可能使患者失去早期發現和治療疾病的機會。AAPM[4]進一步指出，一次CT掃描劑量在50 mSv以下，或者短時間累積劑量在100 mSv以下，可以不必過分考慮致癌的危險。國家輻射防護與測量委員會也認為，<100 mSv與腫瘤發生無線性關系。

本研究中，接受CT引導肝穿刺活檢的肝癌患者所受輻射劑量為19.5±14.9(4.3～77.1)mSv，大約相當于一次腹部增強CT掃描的劑量，與既往報道[7-9]類似。由于肝活檢相對簡單，故其掃描時間最短(49.7±23.4)s，ED值最小，大約為消融治療的1/2。在臨床工作中，病變位置越深、越小，穿刺難度越大，穿刺次數也就越多，輻射劑量也就越大[10]。因為每次活檢的輻射劑量較小，且對于一個患者很少需要做3次以上的肝穿刺活檢，所以每個患者不會因肝活檢而接受過多的輻射。

一般認為，CT引導的各種消融治療，患者接受的輻射劑量高于普通CT掃描，與一次腹部平掃+增強掃描所受輻射劑量或10年所接受的來自自然界輻射劑量大致相當。推測這樣的劑量誘發癌癥的風險為1/10 000～1/1 000。陳文會等[5]報道射頻消融患者所受輻射ED平均值為(18.69±6.39)mVs，中位數18.12 mVs，范圍9.90～37.43 mVs；粒子植入ED平均值為(25.62±10.43)mVs，中位數23.44 mVs，范圍6.15～51.35 mVs。本研究中，化學消融組、射頻消融組、微波消融組和冷凍消融組患者所接受的平均ED值差別不大，分別為(30.0±10.2) mSv、(34.2±17.6) mSv、(38.1±19.9)mSv 和(33.1±13.1)mSv，高于一次腹部增強掃描的劑量[11]，低于肝動脈化療栓塞術76.1(5.8～220.5)mSv[12]。相對于能引起人體確定性危險效應的輻射劑量500 mSv來說，這些輻射都是相當低的，不會導致確定性效應，所以是相當安全的。由于這4種消融治療方式，患者所受輻射劑量差別不大，所以在醫生選擇消融治療方法時主要考慮患者的病情，而不用過多地考慮不同消融方法的輻射劑量的差異。Hansen等[4]回顧性分析了1年內接受6次以上CT檢查的300例患者(289 例惡性腫瘤，11例創傷)的情況，平均每例CT檢查11.2(7～ 20)次，接受的有效輻射劑量為21.42 mSv，其中198例惡性腫瘤患者檢查后在1.5年內死亡，但死亡與輻射劑量無關。又由于肝癌患者一般生存期較短，短于輻射引起腫瘤的潛伏期。因此，少量幾次CT引導介入操作與致命性腫瘤的發生并無線性關系，所以操作本身相對安全。但是，對于腫瘤較大的患者，以及反復產生新的病灶患者，需要進行多次反復介入治療，累積劑量很大，就可能造成確定性輻射損傷；其隨機效應也會隨輻射劑量增長而呈線性增長[9]。

常用的降低CT輻射劑量的方法有：(1)減少掃描層數、縮短掃描時間：在CT引導下介入操作過程中，先行CT定位掃描，控制掃描長度，盡量減少掃描層面。肝活檢中，一般以腫瘤最大截面積為最佳操作部位。消融治療中，以穿刺點到穿刺目標點區域為操作部位。但有時為了精確觀察穿刺針尖的位置，不得不行薄層掃描，從而增加了輻射劑量。(2)降低管電流：管電流與照射劑量(mAs)呈線性相關性，隨著管電流毫安值的降低，X線光子數下降，CT圖像質量下降。但是在不影響引導效果的情況下，可以通過降低管電流的方式來降低ED值。有研究[11]在30 mAs的條件下對291例患者行CT引導下介入操作，成功率為93.5%。有報道[12]，53例肝癌介入治療后復查患者，低劑量法(120 kV，80 mA)較常規法(120 kV，160 mA)CT掃描劑量減少50%；組織解剖細節分辨率降低，但不影響碘油沉積及腫瘤壞死的圖像顯示。筆者所治療的患者大都是先行肝動脈導管化學藥物治療栓塞后再進行消融治療的患者。高原子序數的碘油在腫瘤內沉積，與周圍正常肝組織形成了明顯的對比；在CT掃描時，金屬的穿刺針與肝癌組織、正常肝組織具有明顯的對比；CT掃描主要是引導作用，并不是以影像診斷為目的。因此，降低管電流，圖像質量略有下降，但不影響穿刺成功率。在不影響觀察的前提下，根據患者體質量、肥胖程度，盡可能使用低電流，分別采用了50、100、150和200 mA，均順利完成了治療。

綜上所述，CT引導介入診療操作是相對安全的。但對于需要反復多次治療的患者，其累積劑量可能會達到比較大甚至是危險的程度，所以在臨床工作中還是需要引起足夠的重視，并不斷探索和改進操作方法，進一步控制和降低有效輻射劑量。

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編輯慕萌

Radiation effective dose received by performing CT-guided interventional procedures in the patients with liver cancer

Fang Da，Cui Xiongwei，Li Jinghua，Zhao Liying，Zheng Jiasheng，Cui Shichang*

(InterventionalCenterforOncology，BeijingYouanHospital，CapitalMedicalUniversity；BeijingKeyLaboratoryforTranslationalMedicineonHepatitisBandHepatocellularCarcinoma，Beijing100069，China)

【Abstract】ObjectiveTotally To explore the effective radiation dose taken during 5 kinds CT-guided interventional procedures to the patients with liver cancer. MethodsTotally 390 case-time inspection records from Sept. to Dec. 2014， of who were diagnosed and treated by the CT-guided interventional procedures， were retrospectively analyzed. The interventional procedures include liver biopsy， chemical ablation， radiofrequency ablation， microwave ablation， and cryoablation. The type of CT-guided interventional procedure， the scanning time， the exposure dose(total mAs)，volume-weighted CT dose index(CTDIvol) and the total does-length product (DLP) were recorded. Effective dose(ED) was calculated. ResultsThe average scanning time of liver biopsy， chemical ablation， radiofrequency ablation， microwave ablation， and cryoablation were (49.7±23.4)s，(88.9±21.3)s，(89.5±40.6)s，(106.0±43.5)s and(87.7±27.6)s. The EDs of the five procedures were (19.5±14.9) mSv，(30.0±10.2) mSv，(34.2±17.6) mSv，(38.1±19.9) mSv and (33.1±13.1) mSv， respectively. The EDs in biopsy procedure were significantly lower than those in ablation procedures. It was represented that the ED are positively correlative with the tube current， the scanning time， the exposure dose and the CTDIvol. ConclusionThe effective radiation dose of single CT-guided interventional procedure is relatively lower. Therefore the risk of radiational damage and subsequent complications is lower as well. It should be paid attention that the cumulated effective dose for several times of CT-guided interventional treatments may exceed the acceptable range.

【Key words】computed tomography；interventional treatment；radiation dose；effective dose

(收稿日期：2015-06-18)

【中圖分類號】R 73

[doi：10.3969/j.issn.1006-7795.2016.01.019]

*Corresponding author， E-mail：csccln@126．com

基金項目：國家科技支撐計劃基金資助項目(2012BAI15B08)，北京佑安醫院肝病艾滋病科研基金(BJYAH-2011-034)。This study was supported by National Sci-Tech Support Plan(2012BAI15B08)，Liver and AIDS Foundation of Beijing Youan Hospital(BJYAH-2011-034).

網絡出版時間：2016-01-2718∶00網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20160127.1800.020.html

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