疑似泌尿系統結石患者CT檢查中沿z軸過度掃描現象：多中心回顧性研究

富 彥，孫鳳宇，孫 誠，夏慶來，張雪寧*，劉輝佳，劉美洲

(1.天津醫科大學第二醫院醫學放射科，天津 300211；2.天津醫科大學總醫院放射科，天津 300052；3.天津市第三中心醫院放射科，天津 300170)

注：ATCM：自動管電流調制；CARE Dose 4D：在線式自動化實時動態放射劑量調節

泌尿系統結石是臨床急腹癥的常見病因之一[1]。隨著CT的普及，其超快速容積掃描和完善的后處理技術可清晰顯示結石形態、位置和相鄰解剖關系[2]，使其成為對側腹部疼痛患者，特別是急癥患者的主要檢查手段[3]。盡管近年來隨著自動管電流、迭代重建等技術的不斷更新，CT掃描的輻射劑量不斷降低[4]，但對接受CT掃描的患者，特別是需要接受多次掃描的年輕患者[5-7]，輻射劑量的問題仍值得關注[8]。為降低輻射劑量，最簡便易行的方法是縮小掃描范圍，但需要準確確定掃描的解剖學邊界。研究[9-10]表明，約98%的體部CT檢查存在過度掃描，導致大量無用圖像和輻射。本研究回顧性分析多中心疑似泌尿系統結石患者的CT掃描方案，評估沿z軸方向過度掃描發生的頻率及程度，探討導致該現象的主要原因及相應解決方案。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2017年7月—9月于天津醫科大學總醫院(A醫院)、天津醫科大學第二醫院(B醫院)及天津市第三中心醫院(C醫院)因臨床疑診泌尿系統結石而接受CT掃描的172例患者，男110例，女62例，年齡23～91歲，平均(56.7±14.5)歲；其中急診患者54例，門診患者40例，住院患者78例。172例中，單側輸尿管結石146例(146/172，84.88%)，雙側輸尿管結石5例(5/172，2.91%)，腎盂結石12例(12/172，6.98%)，9例(9/172，5.23%)單側腎盂輕度積水伴輸尿管擴張，但未見明顯陽性結石。

1.2儀器與方法

1.2.1CT設備及主要參數 CT掃描分別在3所醫療機構的以下設備上完成：1臺GE Optima CT660 128排螺旋CT機，2臺GE LighSpeed VCT 64排螺旋CT機，2臺GE Lighspeed Pro 16排螺旋CT機和1臺Siemens Somatom Emotion 16排螺旋CT機。各設備主要掃描參數見表1。

1.2.2泌尿系統CT掃描方案及圖像后處理 掃描前囑患者憋尿以充盈膀胱，自然呼吸狀態下屏氣掃描，按照3家醫療機構不同設備的常規參數行泌尿系統CT平掃。采用GE AW 4.4工作站，對圖像進行重建，獲得標準腹部軟組織窗(窗寬350 HU，窗位50 HU)的軸位、冠狀位及矢狀位圖像。

1.3過度掃描的定義 實際掃描距離(L0)：即全部圖像在定位像上沿z軸延伸的距離；有效掃描距離(L1)：在冠狀位圖像上觀察雙側腎上極的位置，將較高一側腎上極上方2 cm平面定為起點，將恥骨聯合中點平面定為終點[11]，兩平面間的距離即為有效掃描距離(圖1)。超出有效掃描范圍上下界的圖像為額外圖像，額外掃描距離(Lex)為L0與L1的差值。L0>L1定義為過度掃描。

圖1 泌尿系統掃描范圍示意圖

1.4輻射劑量 計算容積CT劑量指數(volume CT dose index， CTDIvol)、劑量長度乘積(dose length product， DLP)和有效劑量(effective dose， ED)，ED=DLP×k，k為腹部X線吸收系數(k=0.015)。分別計算實際掃描范圍的DLP(DLP0=CTDIvol×L0)和ED(ED0=DLP0×k)、有效掃描范圍的DLP(DLP1=CTDIvol×L1)和ED(ED1=DLP1×k)、額外掃描范圍DLP(DLPex=CTDIvol×Lex)和ED(EDex=DLPex×k)。

由于本研究中不同醫療機構所使用的CT設備參數及低劑量技術存在差異，導致不同設備的輻射劑量水平不一致，故以額外輻射劑量占實際輻射劑量的百分比評價總體輻射劑量情況：EDex%=EDex/ED0×100%。

1.5腎上極位置 在重建的冠狀位圖像上測量腎上極所在平面(以雙腎位置較高的一側為準)與T11椎體上緣及下緣平面的距離，并在矢狀位圖像上測量每例患者T11椎體厚度。

1.6統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。計量資料以±s表示。對患者按照所在醫療機構、患者類別(門診、急診或住院)進行分組，以單因素方差分析比較各組間Lex和EDex%，兩兩比較采用SNK-Q法；以配對樣本t檢驗分析L0及L1間的差異；以獨立樣本t檢驗比較2組同型號設備間CTDIvol及EDex%的差異；采用95%CI分析腎上極與T11下緣的關系。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

本組172例患者中，169例存在過度掃描現象，發生率為98.26%(169/172)。L0和L1分別為(46.77±6.19)cm、(33.13±2.19)cm，差異有統計學意義(t=29.293，P<0.001)。

2.1不同患者類別間比較 急診、門診及住院患者的Lex分別為(15.90±4.99)cm、(11.58±6.73)cm和(13.13±6.05)cm，總體差異有統計學意義(F=6.660，P=0.002)；兩兩比較，急診與門診和住院患者間Lex差異均有統計學意義(P=0.001、0.009)，門診與住院患者間差異無統計學意義(P=0.181)。

2.2同型號設備間輻射劑量比較 A醫院和B醫院的2臺GE LightSpeed VCT64掃描時均采用自動管電流調制(automatic tube current modulation， ATCM)技術，A醫院、B醫院CTDIvol分別為(11.72±2.22)mGy、(12.42±7.83)mGy，差異無統計學意義 (t=-0.496，P=0.623)，EDex%分別(33.64±4.97)%、(20.25±5.83)%，差異有統計學意義(t=8.304，P<0.001)。A醫院和C醫院的2臺GE Lightspeed Pro 16均采用固定管電壓及管電流，A醫院、C醫院CTDIvol分別為(14.60±1.28)mGy、 (9.02±1.69)mGy，差異有統計學意義(t=9.290，P<0.001)，EDex%分別為(39.324±5.08)%、(27.53±7.51)%，差異有統計學意義(t=4.496，P<0.001)。

2.3不同醫療機構間過度掃描比較 A、B和C醫院的Lex分別為(19.25±4.25)cm、(10.25±4.258)cm和(15.50±6.33)cm，總體差異有統計學意義(F=67.800，P<0.001)；兩兩比較差異均有統計學意義(P均<0.05)。A、B和C醫院的EDex%分別為(36.94±5.61)%、(22.75±7.74)%、(30.72±7.95)%，差異有統計學意義(F=67.914，P<0.001)；兩兩比較差異均有統計學意義(P<0.05)。

2.4腎上極位置及椎體厚度 本組172例患者中，168例(168/172，97.67%)較高一側腎上極位于T11上緣平面下方，4例(4/172，2.33%)位于T11上緣上方(超過T11上緣范圍為0.34～1.33 cm)。T11的平均厚度為(3.48±2.40)cm，腎上極距離T11上緣平均距離為(4.09±1.94)cm，95%CI為(3.78，4.40)cm。

3 討論

近年來，降低輻射劑量已成為修正及優化CT掃描參數的首要目標，ATCM技術、高螺距成像、低電壓研究及自適應統計迭代重建等低劑量掃描技術應運而生[12-14]。沿z軸過度掃描是臨床最常見、但易被影像醫師及技師忽略的現象，不需要研發復雜的技術及升級昂貴的設備，僅通過實際操作訓練即可杜絕。研究[10]顯示，106例腹部及盆腔CT掃描中，103例(103/106，97.17%)掃描上界超過膈肌，100例(100/106，94.34%)掃描下界超過恥骨聯合，平均每例患者額外掃描了12層(1～36層)圖像，相當于平均額外掃描6 cm，且額外掃描的圖像并未提供有效臨床信息。本組172例疑似泌尿系統結石患者CT掃描中，沿z軸過度掃描現象亦普遍存在，占98.26%。

本研究結果顯示，不同類別患者(急診、門診與住院患者)間發生過度掃描的程度具有差異，急診患者的Lex明顯高于門診和住院患者(P均<0.05)；不同醫療機構間過度掃描程度也具有顯著差異，專業側重于泌尿系統疾病的醫療機構(如B醫院)，沿z軸過度掃描現象的程度明顯低于其他醫院，B醫院Lex及EDex%均低于A醫院和C醫院(P均<0.05)。究其原因：①影像技師均嚴格按照臨床醫師開具的申請單制定掃描計劃，門診及住院患者一般狀況良好，臨床初步診斷較明確，掃描方案易于制定，較易執行；而急診患者配合度常欠佳，臨床醫師及影像技師可能為避免遺漏病灶而增加掃描的長度；②部分醫院急診CT技師操作欠熟練或欠缺經驗，導致過度掃描發生率升高；③臨床機構之間專業側重有所不同，如治療泌尿系統疾病能力較強的醫療機構(如B醫院)患者數量較多，影像技師經驗較豐富，在實際掃描操作中對于泌尿系統有效掃描范圍預判較準確，過度掃描程度相應較低；④實際工作中，患者數量過多勢必會增加臨床醫師及影像技師的工作強度，限制技師掃描前精確選取掃描參數，導致發生不必要的過度掃描。

當掃描范圍邊界為軟組織，或在定位像上難以確定有效掃描范圍邊界時，更易出現過度掃描[11]，因此，制定掃描方案時，明確所需掃描范圍的骨性標志尤為重要。對于疑似泌尿系統結石患者，所需掃描的解剖結構包括雙側腎臟、輸尿管及膀胱。膀胱位置較為固定，與恥骨聯合毗鄰，較易確定掃描范圍的下界，而確定雙腎上極在定位像上與之對應的骨性標志則較為困難。中華醫學會影像技術分會及中華醫學會放射學分會于2016年12月聯合發布的《CT檢查技術專家共識》[15]建議，腎臟的掃描范圍為“從腎上極掃描到腎下極”。根據本研究結果，建議在實際掃描中，掃描定位像后，囑患者自然吸氣后屏氣，以T11椎體上緣作為掃描的起始層面，若實際掃描中發現腎上極位于起始層面以上，再酌情增加掃描。此外，對于難以在定位像上精確定位掃描邊界的患者，可提前進行小范圍極低劑量定位掃描[11]。有關掃描范圍、確定掃描參數以及測定輻射劑量的要點將在后續研究中予以探討。

本研究為回顧性研究，未考慮患者因素(如體質量指數、呼吸配合情況等)造成的影響；另外，3家醫療機構的影像技師經驗及技能水平參差不齊，也可能影響研究結果的準確性。

總之，本研究發現，對疑似泌尿系統結石患者行CT掃描時，沿z軸過度掃描十分常見，導致一定的額外輻射劑量；通過訓練影像技師，可減輕或避免這種現象。