胸部多層螺旋CT低劑量掃描的研究現狀及進展

潘兆鵬

天津市職業病防治院放射科 (天津 300011)

在診斷胸部疾病時，考慮到胸部有良好的自然對比性，X線和CT技術成為胸部疾病常用的診斷方法。但X線易受脂肪、氣體等因素的影響，檢查范圍及檢查圖像受限，整體效果不佳。自螺旋CT技術于1972年問世以來，得到快速發展及廣泛普及，其臨床應用范圍日益擴大，接受CT檢查的人數逐年增加。尤其是多層螺旋CT技術(multi-slice spiral CT，MSCT)可明顯提高病變檢出率及準確性，在臨床被廣泛應用。但也帶來了輻射問題，CT設備所產生的輻射暴露會增加患者的治療不安全性。國際放射防護委員會(International Commission on Radiological Protection，ICRP)指出，X線照射劑量每增加1 mGy，將會增加5/10萬惡性腫瘤發病風險[1]。因此，降低MSCT檢查時的輻射劑量成為影像科醫師亟需解決的問題。當前，MSCT低劑量掃描是臨床降低輻射劑量的重要方法，也是解決輻射問題、提高患者診斷安全性的主要措施。本文通過綜述胸部MSCT低劑量掃描的研究進展，旨為臨床安全診斷提供參考。

1 胸部低劑量MSCT應用意義及獲得

1.1 胸部低劑量MSCT應用意義

胸部CT掃描的空間分辨力、時間分辨力均較高，且優于胸部X線檢查，但其輻射劑量也高于胸部X線檢查。因此，如何降低輻射劑量是臨床亟需解決的問題。ICRP提出了X線活動三原則：實踐正當化、輻射防護最優化及個人劑量限制性[2]。臨床在放射學檢查過程中嚴格遵循“合理使用低劑量”的原則。但因MSCT普及率不斷提升，患者接受CT診斷的頻率不斷增加，受照射劑量也不斷增加，如此逐漸累積會給人體帶來不良影響。低劑量MSCT技術可明顯降低輻射劑量，提高患者診斷的安全性。但如果一味追求降低輻射劑量可能會增加圖像噪聲，影響診斷圖像質量。胸部低劑量CT掃描是通過優化CT掃描參數，改變管電流、管電壓及螺距等方法來降低輻射劑量。通常管電流降低、螺距升高，可降低輻射劑量，此時圖像噪聲比增加。但由于胸部自然對比度明顯，胸部病變組織可清晰顯示，且不受噪聲影響，因此在一定程度上降低管電流并不會影響診斷，且可降低患者的受照射劑量。

1.2 胸部低劑量MSCT的獲得

胸部低劑量MSCT的獲得通常是由降低管電壓與管電流及增加螺距的方法來實現。其中管電壓決定了X線的質，降低管電壓可降低X線輻射劑量。通常改變管電壓，降低X線光子能量，并接近含有高原子序數元素的組織及結構，即能減少輻射劑量[3]。但管電壓降低會相應地降低圖像分辨力，因此在臨床實際應用過程中，需根據患者的體質量適當調整管電壓。在確保其他參數不變時，X線輻射劑量與管電流呈正相關，此時降低管電流可相應降低輻射劑量[4]。若受檢者偏瘦，在掃描含有空氣或脂肪多的臟器時，可通過降低管電流，實現降低輻射劑量的目的。此外，采用MSCT掃描時，若其他參數不變，螺距增加，亦可相應縮短掃描時間，輻射劑量也會隨之減少。

2 胸部低劑量MSCT的臨床應用

2.1 肺癌篩查

肺癌是全球發病率高、病死率高的惡性腫瘤，其治療的關鍵是早發現、早診斷。近年來，胸部低劑量MSCT成為篩查肺癌的重要方法。畢金玲等[5]的研究結果顯示，不同劑量CT病變檢出率一致性接近82%，病變確診率一致性超過96%，且低劑量CT的肺部輻射劑量范圍為1.5～3.6 mSv，僅為常規CT肺部輻射劑量的1/6左右。劉麗君等[6]的研究結果顯示，低劑量CT人工判讀檢出率為16.4%，計算機輔助技術(人工糾錯)檢出率為16.8%，兩者檢出一致性高(Kappa=0.986)，并能節約70%的檢查時間。由此可見，低劑量CT掃描通常在20～50 mAs的管電流即可滿足肺內結節檢查的需求。Hoffman等[7]的隨機對照試驗發現低劑量CT可降低肺癌病死率、假陽性結果。傅雪鋒等[8]調查發現，低劑量MSCT掃描可降低CT輻射劑量，提高患者的診斷安全性，且不會影響疾病的篩查率。

2.2 其他胸部疾病篩查

低劑量MSCT被證實是診斷肺動脈栓塞的可靠方法，并可作為觀察患者治療效果的途徑[9]。在肺動脈疾病的檢查中應用低劑量MSCT，可提供良好的圖像質量，并能減少輻射暴露，但不會限制臨床診斷效能[10-11]。雖然低劑量胸部MSCT檢查可能會出現線狀偽影，但仍然能幫助臨床醫師鑒別氣道疾病及慢性彌漫性肺疾病[12]。但考慮到輻射劑量與受檢者體型關系較大，因此在臨床診斷疾病時，掃描劑量需綜合考慮患者體型因素。

兒童正處于生長發育期，對放射敏感性高，更易發生放射性損傷。由于兒童胸部體積小，周徑及前后徑小，此時相同照射劑量下圖像噪聲比低于成人，故在進行MSCT檢查時，可適當降低管電流，在保障CT圖像質量的基礎上降低輻射劑量，以確保患兒免受放射性損傷。陳燕妮等[13]研究指出，在其他參數不變，管電流100 mAs下MSCT掃描所得圖像合格率最高，可顯著減輕對新生兒的輻射損傷。相較于X線檢查，低劑量MSCT能發現肺部隱匿性病變或微小病變[14]。

3 圖像質量改進方法

3.1 自動管電流調制系統

由于圖像質量與患者體型有關，在實際檢查時需根據患者體型調整MSCT掃描時的管電流或管電壓。但人體部分衰減值不同，恒定管電流難以獲得理想的圖像質量，甚至會發生過度暴露X線。因此，自動管電流調制和自動管電壓調制方法需根據患者體型自動選擇管電流或管電壓，以此在最大程度上降低輻射劑量，并確保不影響診斷圖像質量。相關研究指出，在低劑量MSCT掃描時聯合自動管電流調制系統，可確保圖像質量滿足臨床需求，并能降低輻射劑量[15]。

3.2 圖像濾波器

圖像濾波器分為空間域及原始數據濾波器，前者可降低劑量圖像噪聲，后者可減少條紋偽影，能解決散射及低劑量CT圖像噪聲比問題，其速度率、算法簡單，適用于低劑量CT檢查[16]。

3.3 迭代重建算法

迭代重建算法是通過計算圖像數據反映所獲取的投影數據，采用迭代重建算法可降低圖像噪聲比，并能改善圖像質量[17]。隨著新的迭代重建技術(如飛利浦iDose4技術、西門子空間迭代重建技術、東芝公司的適應性跌倒劑量降低技術及原始數據迭代重建技術等)的發展及應用，可降低圖像噪聲比，改善圖像質量[18]。相關研究證實，基于迭代重建算法和體質量指數可降低受檢者的CT輻射劑量，且不影響圖像質量[19-20]。由此可見，采用迭代重建算法能夠降低圖像噪聲比，且能降低CT診斷輻射劑量。

4 小結

MSCT低劑量掃描是臨床診斷胸部疾病的重要方法，通過降低管電流、管電流及升高螺距可實現降低照射劑量的目的。為了降低圖像噪聲比、提高圖像質量，在行低劑量MSCT檢查時，多結合自動管電流調制系統、圖像濾波器、迭代重建算法等技術，以使圖像質量滿足臨床需求，且在最大程度上降低電離輻射下的暴露危害。目前，MSCT低劑量掃描被逐漸用于快速容積覆蓋動態分析、CT器官灌注等，臨床醫師需掌握最優化的低劑量MSCT掃描方法，根據不同檢查部位及目的，制定最優化的掃描方案，以滿足疾病診斷要求及患者需求。