低剂量CT技术及其在儿科中的应用

低剂量CT技术及其在儿科中的应用

袁新宇阎洧淳首都儿科研究所附属儿童医院放射科自20世纪70年代x线计算机体层摄影术(CT)应用于临床至今，无论在硬件还是软件方面均得到长足发展，但所带来的辐射损伤问题也同时出现在临床和放射科医生面前。

以前，因CT扫描在恶性肿瘤诊断方面具有明显优势，权衡其利弊之后，人们尚能容忍其较高辐射剂量的弊端；目前，CT检查已被广泛应用于良性疾病及儿科疾病的诊断中，剂量累积效应受到高度关注。

以美国的统计数据为例，辐射引发实体肿瘤的死亡概率约为0．00041；而2005年全美进C检查的人次为63000000。以上两组数据综合可知，美国每年将有25000多人因CT检查诱发的癌症而死亡，这也是近年来低剂量CT扫描备受关注的原因。虽然“在得到足够诊断信息前提下，使用最小的辐射剂量”是放射界公认的准则。但ALARA(aslowasrea—sonablvachievable)原则的执行却面临多重困难。首先是因为部分医用放射检查工作人员对辐射危害缺乏认识或认识不足，在实际工作中没有认真执行ALARA原则；其次是不知如何有效地减少患者的辐射剂量。

电离辐射损伤分为确定性效应(deterministiceffects)及随机性效应(stochasiceffects)。前者的特点为临界剂量——如白内障不会发生于低于2GY(200tad)的急性照射或低于5GY(500rad)的慢性照射。目前尚无诊断性辐射剂量可导致确定性效应的报道。与之相比，医用放射领域中更常关注随机效应，因为它们可以在任何剂量下发生。照射剂量越小，受伤细胞越少，其恶变概率就越低；反之，照射剂量越大，细胞恶变概率就越高，这种现象就是随机性效应，表现为随着辐射剂量的增加，癌症发病率也增加，且没有最低阈值。癌症的严重程度与初始剂量无关。众所周知，辐射剂量越大，所获得图像的质量就越好。多年来，临床医生和放射科医生为了获得清晰、漂亮的图像，在CT扫描中所采用的辐射剂量均偏高。现在，医务工作者已经逐渐认识到，在考虑到电离辐射对受检者所带来危害的前提下，图像是否清晰、漂亮并非是对受检者有利的标准。因此，如何在CT辐射剂量与图像质量取得平衡，是放射科医生面临的挑战。

虽然近年来放射科界同仁均强调“低剂量CT扫描”对减少受检者接受辐射的重要性，但至今为止，尚缺乏对“低剂量”的明确定义。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2000年统计成人CT检查剂量约为(1～24)mSV／人，Shrimpton等2003年统计儿童CT检查剂量约为(2～6．5)mSV／人，尽管以上剂量仍较常规x线检查高，但在CT检查中被多数作者列为低剂量水平。目前，关于低剂量条件下扫描时，随机性效应的剂量—效应关系有两种观点，一种观点认为，极低剂量的射线是无害的，超过某个阈值就会引发随机性效应；另一种观点认为，不存在所谓“阈值”，辐射危害是从零开始，随剂量增加而增加的线性关系，即“线性无阈值(1inearno—threshold，LNT)”理论，虽然这两种观点争论了十几年，但联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)与美国全国辐射防护委员会(NCRP)认为，“线性无阈值”理论更有代表性。减低辐射剂量的方法如何有效地降低患者接受检查时的辐射剂量是所有医用放射工作人员面临的挑战，不少儿科学家在这方面进行了大量工作。从既往的成果中可知，作为放射科医生，我们可以从以下几个方面来降低辐射剂量。一、降低管球电压(kV)管球电压与辐射剂量的关系不是线性的，在不同条件下可以是指数关系或更为复杂的关系，Tack等认为：①除体质比(体重与体表面积之比，BMI)>35kg／m的肥胖人群外，应避免使用140kV进行胸、腹、盆腔以及腰椎扫描；②对于10～15岁儿童或体质比<22kg／m的人群，应使用100～110kV扫描胸、腹或盆腔；③对于小于10岁的儿童或CT血管造影检查时，应使用80～90kV；其余情况，选择120～130kV。二、降低管电流与时间乘积(tubecurrenttimeproduct，mAs)在传统放射学中，mAs与辐射剂量是呈线性关系的，其他参数不变时，减小mAs可以明显降低辐射剂量。在成人肺检查中，推荐1．0mAs／kg，腹盆检查推荐1．5mAs／kg。在对比明显的组织(如肺、骨骼、鼻窦等)检查中，即使大幅降低mAs，也不会造成图像质量明显下降。三、增加螺距(Ditchfactor)多层螺旋CT与单层螺旋CT不同，增加螺距不会损害z轴分辨率(Z—resolution)降低图像质量，但可引起图像噪声增加，信噪比下降。适当调整管电流(即有效mAs，effectivemAs)，可使图像质量得到补偿。四、限制剂量长度乘积(doselengthDroduct，DLP)DLP为剂量长度乘积，其中“剂量”采用CTDIW值(加权CTDI)，“长度”为断层扫描中层厚与累计层面数的乘积或螺旋扫描的连续扫描长度。目前新型CT机均配有DLP显示界面，用以监控辐射剂量的多少。已有许多国家采用DLP分别针对成年或儿童受检者具体建立相应的X—CT扫描的医疗照射指导(参考)水平，旨在约束和控制CT扫描剂量，推动医疗照射中放射防护最优化。五、其他通过调整层厚、层间距、扫描野、扫描长度以及扫描野中心位置也可达到降低辐射剂量的目的。儿童低剂量CT研究直至21世纪，放射科医师才开始关注儿科CT剂量的问题。辐射对生长迅速的个体(如胎儿、婴儿和儿童)所产生的效应最大。对于婴幼儿的效应可延迟表现为智力发育迟缓、恶性肿瘤发生概率增加以及基因突变，这些后遗症与接触辐射时的剂量和年龄有关。同时，辐射对新生儿和幼儿的致癌基因效应可潜伏多年。与成年人相比，儿童对辐射诱导的致癌基因敏感度高10～20倍。而且，年龄越小，对辐射的敏感性也越高。一、儿童自身特点应该认识到，儿童不是成人的缩小版，他们有自己的生理特点。生长旺盛组织容易受到辐射损伤，儿童期身体发育是人生中最为旺盛的阶段；另外，儿童体内增生组织的分布也有别于成人，如儿童期外周骨骨髓尚未完成转化，故儿童肢体扫描将造成肢体内红骨髓受到辐射，而成人中则不会出现这种损伤；儿童体内脂肪含量少，组织密度对比差，要求提高信噪比或降低管电压但同时增加管电流来加大组织间差异，提高密度分辨率，而这些措施都会增加辐射剂量。最重要的是，儿童预期寿命长，辐射诱发癌症的概率将明显高于成年人和老年人。因此，低剂量CT检查在儿科中显得尤为重要。二、儿童CT扫描原则Vock与Wolf在大量临床实践的基础上，提出降低儿童CT剂量的扫描原则。(1)在不影响诊断的前提下，允许降低信噪比，降低mAs和(或)kV。同时，在后重建过程中尽量增加重建层厚，以降低图像噪声。(2)优化轴位扫描的相关参数，增加管球过滤，尽可能选择厚层扫描，体重小以及身体前后径小的患者降低kV和mAs。二、儿童CT扫描原则(3)优化容积范围，尽量增加螺距(>l，如1．5)用以降低DLP。(4)尽量减少扫描长度及同一部位的扫描次数。在不同检查中，尽量避免相邻器官的重复扫描。在多期相扫描时减少扫描数量以降低DLP。增强扫描，尽量避免使用团注触发时间测试。摘自《中国医学计算机成像杂志》2009年第l5卷第5期婴幼儿胸部320排CT低剂量容积扫描时，采用52mAs(保持管电压80KV不变)扫描条件既能保重图像质量，又能显著降低辐射剂量，值得大力推广。在检查以肺窗观察为主的疾病时，可选择<52mAs的扫描。

摘自《实用放射学杂志》2013年8月“320排低剂量容积扫描在婴幼儿胸部的应用”曾禹莉，贵州医学院附属医院放射科儿科低剂量CT扫描参考标准颅脑：低剂量120KV、(50mAs)CT扫描图像质量较常规剂量扫描(250mAs)稍差，但不影响对缺氧缺血性脑病的诊断，在保证图像质量的前提下，足月新生儿采用40mAs、早产儿采用30mAs左右的扫描条件较为适宜，有利于患儿的辐射防护。副鼻窦：扫描参数低至100kV，20-30mAs，可满足临床诊断要求，值得推广应用。颞骨：采用30mAs时，图像质量仍保持优，颞骨内各结构显示清晰，可满足诊断要求。咽部：采用50mAs扫描时，虽然图像噪声有所增加，但并不影响诊断。眼眶：采用50mAs的扫描条件即可满足诊断要求，而CT剂量指数仅为常规剂量扫描的50％，大大降低了辐射剂量。胸部：在保证图像质量的前提下，多排螺旋CT小儿胸部检查采用100kV、35mAs的扫描条件较为适宜。心血管：管电压120KV、管电流分别用20、25、30、40、55mAs，行心脏增强CT扫描时图像质量即可满足诊断需要，能清晰地显示心脏房室连接关系、心脏与大血管连接关系、大血管正常走行或变异、异常交通等。腹部：对于腹部低对比组织，如肝固有动脉、肝内血管和胆总管等，采用的管电压120KV，管电流最低为80mAs。而检查儿童结肠病变时，采用的管电流仅为15mAs，对病变检出的敏感度>90％，特异度达80％～90％。泌尿系：肾脏120kv、20mAs的管电流为最低扫描剂量，可基本满足临床诊断的要求。而对于先天性泌尿系统梗阻畸形的患儿，采用30-40mA的管电流结合图像后处理技术，可对肾脏结构、分泌及排泄功能及积水梗阻平面