基于正位定位像精準制定胸部低劑量CT掃描范圍的優勢及方法初步研究

梁張瑞，劉香仱，呂發金

(重慶醫科大學附屬第一醫院放射科，重慶 400016)

胸部低劑量CT掃描(low-dose computed tomography，LDCT)作為一種早期肺癌篩查技術，目前被廣泛應用于臨床中[1]。根據2020年發布的胸部CT掃描規范專家共識，胸部掃描范圍為肺尖到肺底；當懷疑肋骨外傷時，應掃描至肋骨結束[2]。但在日常工作中的掃描范圍難以實現規范化。雖然研究表明LDCT掃描的輻射劑量約為標準CT掃描的五分之一[3]，但輻射劑量作為醫患雙方一直關注的重點話題，不容忽視。本研究旨在探討基于肺部CT正位定位像精準制定掃描范圍方法，為其在臨床中推廣應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年5月10日至2021年5月15日于重慶醫科大學附屬第一醫院行胸部低劑量CT檢查的590例患者為研究對象。其中男性278例，女性312例；年齡18～89歲，平均(50.89±15.71)歲。納入標準：所有行胸部低劑量檢查的患者。排除標準：多部位聯合掃描，掃描體位不正或手術植入物對掃描范圍定位有干擾者。

1.2 方法

1.2.1 CT掃描方式 采用SIEMENS SOMATOM Perspective 64排128層CT掃描儀，行螺旋掃描，管電壓：120 kV，管電流：20～60 mAs，準直器寬度：64×0.6 mm，螺距1.1，球管旋轉時間0.6 s，層厚/層間距：5 mm/5 mm，重建層厚：1 mm；矩陣：512×512。所有掃描數據傳輸到我院圖像存儲與傳輸系統(picture archiving and communications system，PACS)。

1.2.2 影像學分析 由兩位有十年以上工作經驗的放射科醫生共同在本院PACS閱讀所有患者胸部CT正位定位像，同時在層厚為5 mm的肺窗和縱隔窗橫斷面圖像上觀察CT掃描范圍。對于所有研究對象，均根據棘突確定掃描范圍，再按照從肺尖到肺底確定掃描范圍，前者記為精準掃描組(A組)，后者記為常規掃描組(B組)，分別統計用A、B組能夠完成全肺掃描的人數。其中，A組中的精準掃描，為從T1椎棘突上緣到T12椎棘突下緣和T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣。同時記錄患者CT容積劑量指數(CT dose index volume，CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product，DLP)。根據2003年英國CT輻射劑量調查報告(NRPBW67)的建議[4]：有效輻射劑量(effective dose，ED)的計算公式為ED(mSv)=DLP(mGy·cm)×k。式中，k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1。由DLP=CTDIvol×掃描長度，掃描長度=層厚×掃描層數，計算A組每位患者DLP。為了根據身材探討精準掃描范圍制定方法，還記錄了患者的身高和體重，通過身體質量指數(body mass index，BMI)=體重(kg)/身高(m)2，計算出患者的BMI[5]。本組590例患者中共有247例患者找到身高、體重記錄。由于精準掃描范圍制定還要受到患者吸氣狀態的影響，本研究綜合考慮患者的吸氣狀態及BMI，進一步細化制定精準掃描范圍的方法。根據患者的吸氣狀態，在CT正位定位像上觀察評估患者吸氣情況，參照《放射診斷學》[6]，以第10后肋為參考標準，膈肌在第10后肋以上為吸氣不充分，膈肌在第10后肋水平及以下為深吸氣(即吸氣充足)，在深吸氣條件下且能看到后肋膈角邊緣為吸氣過足。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 精準掃描范圍能完全覆蓋全肺CT檢查的人數

所有590例患者胸部CT定位像中，精準掃描范圍從T1椎棘突上緣到T12椎棘突下緣有489例，占82.9%；從T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣有100例(16.9%)；從T1椎棘突上緣到L2椎棘突上緣有1例，占0.2%。

2.2 精準掃描與常規掃描輻射劑量及掃描層數的比較

A組的DLP(114.5±64.84vs.125.0±70.26)mGy·cm和ED(1.60±0.90vs.1.75±0.98)mSv均低于B組(P<0.001)。A組掃描層數較B組減少6.00(四分位間距：4.00～9.00)。

2.3 根據BMI制定精準掃描范圍的ROC分析

247名患者BMI平均(23.50±3.27)kg/m2，根據患者BMI對精準掃描范圍行ROC曲線分析，結果顯示，AUC為0.665(95%CI：0.557～0.774，P=0.005)，約登指數最大值為0.29，臨界值BMI=20.85 kg/m2，對應的靈敏度和特異度分別80.7%、48.3%。見圖1。

由于精準掃描范圍制定還要受到患者吸氣狀態的影響，本研究綜合考慮患者的吸氣狀態及BMI，在ROC分析時進一步細化了制定精準掃描范圍的方法。進行胸部CT掃描時，根據BMI結合吸氣情況，BMI≥20.85 kg/m2時，掃描范圍T1椎棘突上緣到T12椎棘突下緣；當患者的BMI<20.85 kg/m2時，掃描范圍從T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣。但當患者BMI≥20.85 kg/m2且吸氣過足時，掃描范圍從T1椎棘突上緣到T12椎棘突下緣調整為T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣。見圖2、圖3及圖4。

3 討論

在美國20世紀80年代進行的CT掃描不到300萬次，但到21世紀初進行的CT掃描接近8 000萬次，并且以每年大約10%的速度增長[7]。CT輻射劑量問題隨之而來。自20世紀80年代初以來，美國醫學成像人均輻射劑量增加了近6倍[8]。國內研究[9]發現，CT檢查人數均年有效劑量貢獻最大的部位為胸部，高達50.45%。由于CT涉及的電離輻射越來越多地被認為是一種潛在的致癌物[10]，GBZ130-2020《放射診斷放射防護要求》中明確指出，除非有疾病風險指征，否則不宜使用CT進行健康體檢[9]。因此，每次檢查都應該優化輻射劑量。如何將輻射劑量降到最低，一直是臨床關注的焦點。本研究針對目前的胸部低劑量CT掃描技術，結合患者的BMI及吸氣狀態，研究了基于肺部CT正位定位像精準制定掃描范圍方法。

目前，CT檢查中降低輻射劑量的主要措施有降低管電壓、降低管電流、增大螺距、自動管電流調制技術以及使用迭代重建算法[11-15]，這些措施都是從機器的硬件和軟件方面考慮而提出來的。但是CT掃描過程中規范化操作同樣能降低輻射劑量，DLP作為反映掃描范圍內輻射劑量的參數，為CTDIvol與掃描范圍的乘積。對于CTDIvol相同的患者，由于掃描范圍不同，DLP不同[16-17]，最終會導致患者有效輻射劑量的不同。在胸部CT掃描臨床工作中，掃描技師以肺尖到肺底的掃描為常規掃描方案，難以做到精準掃描，通常存在多掃描，導致掃描范圍加大，從而增加了患者不必要的輻射劑量。本研究提出的根據棘突確定掃描范圍的精準掃描方案，通過與常規掃描方案對比，發現精準掃描相比于常規掃描可減少的掃描層數中位數位達6層，把常規掃描所產生的輻射劑量降低8.5%，表明精準掃描可以通過減少掃描數據量，從而減少患者不必要的輻射劑量，避免造成圖像冗余,有利于質量管理控制。

根據棘突確定掃描范圍的精準掃描方案，本研究中1例患者的掃描范圍被設定為T1椎棘突上緣到L2椎棘突上緣，患者BMI<20.85 kg/m2且吸氣過足,按照本研究中提出的精準掃描方案，掃描范圍應該是T1椎棘突上緣到L1椎下緣，但由于患者吸氣過足，導致掃描范圍超出精準掃描范圍。此外，根據BMI對患者精準掃描范圍設定的ROC分析中，其特異度不高，原因可能是T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣人數過少。本研究也發現，要實施精準掃描，在掃描過程中患者的體位必須規范，否則在定位像中患者的T1椎棘突不易觀察到而無法進行精準掃描范圍的設定。本研究不足之處在于：(1)為單中心回顧性分析，未考慮患者性別、年齡對掃描范圍的影響；(2)回顧性分析的病例數偏少。今后的研究中，將擴大樣本量，并展開前瞻性研究。

綜上所述，行胸部低劑量CT掃描時，當患者BMI≥20.85 kg/m2時，掃描范圍從T1椎棘突上緣到T12椎棘突下緣；當患者BMI<20.85 kg/m2時，掃描范圍從T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣。但當患者BMI≥20.85 kg/m2且吸氣過足時，掃描范圍從T1椎棘突上緣到T12椎棘突下緣調整為T1椎棘突上緣到L1椎棘突下緣。根據患者BMI和吸氣情況實施的胸部正位定位像精準制定胸部低劑量CT掃描范圍，給掃描技師提供胸部精準掃描參考標準，在現有設備條件下不改變掃描參數，減少CT輻射劑量，減少成像數據，具有一定臨床意義。