幼兒胸部 CT 掃描采用智能管電壓技術的應用

余世勇 王爽 馬瓊英

伴隨CT檢查技術的迅猛發展，CT 檢查目前已經成為幼兒呼吸道疾病臨床影像學檢查中最為常用的手段之一。由于肺組織是胸部含氣的器官、具有極佳的天然組織間的分辨率，因此胸部 CT 得到了廣泛應用，但是CT 檢查時X 線輻射對人體存在潛在危害，與成人相比，嬰幼兒對輻射的敏感性遠比成人高，X 線輻射對發育階段的兒童尤其是嬰幼兒的危害性更大。因此，小兒胸部CT檢查采用低劑量掃描顯得非常必要和重要。目前能降低劑量的公認方法有：降低管電壓和管電流、增大螺距等；智能最佳管電壓(CARE kV)技術和自動管電流調控技術(ATCM) 已成為劑量優化的有效方法。近年來 CARE Dose 4D 掃描技術已成為常規小劑量掃描方法之一，它能在保證圖像質量的同時有效降低輻射劑量，本研究旨在嘗試探索針對幼兒胸部的CT低劑量優化掃描方案。

資料與方法

一、臨床資料

搜集2016年月至2017年10月間在我院接受64層CT ATCM胸部掃描的1～3 歲患兒共60例，隨機平均分成兩組：A組30例，男19例，女11例，平均月齡26個月，平均體重13.7 kg；B組30例，男17例，女13例，平均月齡 25個月，平均體重13.5 kg。

其中30例采用管電壓 100 kV(A組)，30 例采用管電壓 80 kV(B組)；另搜集既往接受固定管電流(100 kV/60 mAs) 低劑量掃描檢查幼兒30例(C組)作為對照。

二、掃描方法

采用GE公司生產的Light speet VCT 64排螺旋 CT 機及其工作站進行掃描，幼兒一般配合較差，故檢查前30 min給予 5% 水合氯醛口服鎮定催眠(按1 ml/kg計算用量)，服鎮靜劑后的幼兒無法進行屏氣或呼氣相配合掃描，因此均采用鎮定催眠后平靜呼吸下螺旋掃描。掃描范圍：上至胸廓入口下至肺底，方向頭到足。掃描參數: C組，采用傳統降低管電壓及管電流的低劑量掃描方式，100 kV，60 mAs；A組，100 kV，管電流采用自動管電流調節技術；B組，80 kV，管電流采用自動管電流調節技術; 余掃描參數一致，均采用迭代重建技術，層厚0.625 mm，螺距1，重建層厚1～3 mm，所有圖像均通過 PACS 傳至GE Advantage Window 4.5計算機工作站，進行多平面重組( multiplanar reconstruction, MPR)和容積再現(volume rendering, VR) 等后處理成像。

三、射線劑量評估

根據GE Light speet VCT 64排螺旋 CT 機掃描完畢自動顯示的平均管電流(mAs)、CT 容積劑量指數(CT dose index vol-umes, CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product, DLP)，并計算出有效輻射劑量(ED)，計算方法: ED=DLP×小兒胸部劑量轉換系數k值(0.016 mSv·mGy-1·m-1)[1]。

四、圖像質量分析、評定

由2名高年制主治醫師用雙盲法根據縱隔窗(窗寬350、窗位40)和肺窗(窗寬1 700、窗位600)觀察縱隔內結構、肺組織結構、肺紋理、病灶結構和周圍胸壁結構；根據顯示情況以及噪聲情況采用5分制對兩組圖像進行打分。圖像結構顯示非常清晰，無噪聲干擾為5分：圖像結構稍欠清晰、但對主要病變顯示不受影像者，有較少的噪聲，為4分；圖像結構顯示稍模糊、主要病變顯示尚好，有可以接受的噪聲，不影響診斷，為3分；圖像結構模糊，太多噪聲，不能用作定性診斷者為2分或1分。確定評分在3分及以上者可滿足診斷要求。

五、統計學方法

使用 SPSS 20.0 統計軟件包分析數據，分別計算出3 組圖像的平均 mAs CTDIvol DLP ED DR，所得數據分別采用單變量方差分析，P<0.05 為差異有統計學意義。

結 果

同等管電壓(100 kV) 條件下: A 組管電流采用ATCM 技術后 DLP 為( 28.30±4.77) mGy/cm；對照組 C 組采用固定管電流 DLP 為(57.84±4.84)mGy/cm，兩組相比差異有統計學意義(P<0.05)；同樣采用 ATCM 技術條件下: B 組聯合采用低電壓技術( 管電壓降為80 kV) 后，DLP為(24.18±4.69)mGy/cm，與A組(100 kV) 相比差異有統計學意義(P<0.05)。A組ED為(1.10±0.19) mSv， B 組 ED為(0.94±0.18)mSv，C組ED為(2.26±0.19)mSv。A 組相對C組DR約51.07%；B組相對C組DR約58.20%，差異有顯著統計學意義(P<0.05)。

所有病例的圖像質量評價均為3分以上，均能夠滿足診斷要求。A 組CTDIvol平均(1.20±0.05)mGy、DLP平均(25.23±1.34)mGy·cm，ED 平均(0.40±0.07)mSv；B 組 CTDIvol 平均(1.48±0.03)mGy、DLP 平 均(32.75±1.41)mGy·cm，ED 平均(0.52±0.06)mSv，A組ED比B組下降了23%，差異有統計學意義(P<0.05)。

討 論

由于兒童處于生長發育階段，細胞分裂快、更新速率高，對放射線的敏感性極高，有學者統計，如與成人接受同等輻射劑量時，產生癌癥的風險是成人的十多倍[1]，因此，我們在保證診斷質量不受影響的前提下，如何盡量做到減少受檢患兒的輻射損傷，成為掃描技術界當今研究的熱點，對各種受檢患者、尤其是幼兒人群意義更加重大。自動曝光控制技術(ATCM)， 可根據受檢者身體在掃描時，射線照射在不同部位的厚度和不同組織器官的衰減系數來對管電流進行自動控制和調節，從而實現容積掃描中最大限度地減少無效劑量。該技術是智能調節掃描毫安，與以往所采用的固定降低管電壓或降低固定管電流的低劑量掃描方法完全不同，它不僅可以降低輻射劑量，而且掃描不影響圖像質量，與固定管電流模式相比，應用 ATCM 技術可使含氣的肺組織區域有效射線劑量顯著降低。有研究發現 ATCM 技術可以使輻射劑量降低約15%～40%[2]，本組 ED 下降更明顯，可能與幼兒體型及胸部體層厚度差異較小有關[3]。

管電壓的改變亦會對ATCM技術成像質量產生影響，本組病例中，管電流同樣采用ATCM技術下，B組適度降低管電壓后ED與A組較高管電壓相比ED下降約14.11%，輻射劑量與管電壓的冪指數成正比， 因此適當降低管電壓會使輻射劑量進一步下降，但平均管電流會顯著提高。Nyman等[4]報道管電壓從120 kV 降低到80 kV時需提高近4倍的管電流來維持相同噪聲水平。但過度降低管電壓會導致平均管電流過高而導致球管的加速損耗。本組病例圖像質量均滿足診斷要求，且主觀質量評分差異無統計學意義。因此，管電流采用 ATCM 技術控制后平均管電流及有效輻射劑量均大幅下降，但對圖像質量沒有影響。

智能最佳管電壓(CARE kV)調控技術是系統根據掃描定位像提供的信息和預先設定的質量要求，自動計算不同管電壓下所需管電流的數值，智能最佳管電壓(CARE kV)技術和自動管電流調控技術(ATCM)是從中選擇一組劑量效率最佳的kV-mA基準曲線，自動從低到高依次選擇管電壓，它可適當進行管電流的補充以降低輻射劑量，提高圖像質量[5]，同時自動計算 CTDIvol 和 DLP，省去了煩瑣的計算。據報道 CARE Dose 4D 掃描技術可降低劑量 66.6%[6]，有研究顯示，從120 kV 降到 80 kV ，輻射劑量可以降低65%[7]。管電流與輻射劑量呈線性關系，劑量與管電壓的冪指數呈正比，管電壓的降低更能有效降低輻射劑量；對于兒童來說低管電壓掃描顯得非常有意義。本文將 CARE kV 和 CARE Dose 4D 技術聯合使用，平均輻射劑量降低了23%[8]。

綜上所述， 在幼兒胸部掃描中，采用自動管電流調控技術(ATCM)和智能最佳管電壓(CARE kV)技術，不但能有效降低輻射劑量，而且不影響圖像質量;低電壓聯合ATCM 技術可以廣泛應用于兒童胸部低劑量掃描。