低剂量CT在肺结节筛查中的临床应用

任法云 付克广

肺癌发病率和死亡率居全身恶性肿瘤之首，而早发现、早诊断、早治疗已成为提高肺癌患者生存率的主要手段。多数早期肺癌以孤立性肺结节的形式存在，但X线胸片对肺结节的检出能力有限，而CT却在肺结节的检出方面有明显优势。不过随着CT越来越广泛的应用，其较大的辐射剂量对人体的危害也越来越受到关注。20世纪90年代初，Naidich等[1]首次提出胸部低剂量螺旋CT(low-dose CT)的概念，他认为在低电流(20 mAs)的情况下尽管影像噪声及纵隔伪影增加但仍可以显示正常肺部解剖结构及病变特点。进一步的研究也显示，低剂量CT检出的非钙化肺结节比X线胸片高3倍，检出的肺癌病例比X线胸片高4～10倍[2-3]。在本研究中，即通过对健康人群随机进行常规剂量或低剂量肺CT扫描来筛查肺结节，并比较其在图像质量、检出率以及患者辐射剂量水平的区别，旨在探讨低剂量CT扫描在肺结节筛查中的可行性及临床应用前景。

方 法

1. 临床资料

搜集 2012年1月至2013年7月在我院接受MSCT胸部扫描的健康体检人群700例，其中男384例，女316例，年龄32～58岁，平均42.67岁。患者既往均无明确肺癌或全身其他部分癌症病史，无明确肺部疾病病史，同时也去掉曾从事过肺癌高危职业和吸烟史＞5年者。将患者随机分成常规剂量组和低剂量组，每组350例。两组性别比例相同（各为男192例，女158例）。

2. 检查方法

使用GE 64排多层螺旋CT扫描仪完成胸部扫描。患者取仰卧位，所有患者均未使用对比剂。扫描参数为：常规剂量组电流150mA，低剂量组电流70mA，管电压均为120kV，准直器宽度16 mm×0.75 mm，扫描时间0.4 s/r，重建层厚1.25 mm，层间隔1.25 mm，肺及标准重建算法。受检者屏气1次完成整个胸部扫描，扫描时间9～12s。肺窗图像窗宽1500 Hu，窗位-600 Hu；纵隔图像窗宽400 Hu，窗位40Hu。

3. 图像分析

图像由两名有经验的影像诊断医师以双盲法对常规剂量组、低剂量组图像进行判读、评价，评分标准如下：0分，图像模糊，伪影大，噪声大；1分，图像尚可，有伪影，噪声大；2分，图像较清，有少量伪影，噪声较小；3分，图像清晰，无伪影，噪声小。同时进行阅片，对各组图像分析肺结节数量，大小，部位等进行分析。

4. 剂量评估

记录常规剂量组和低剂量组的扫描参数，同时由计算机自动计算出各自辐射剂量，包括剂量指数、剂量长度乘积（dose length product，DLP）和有效管球剂量（eff. mAs）、总管球剂量（total mAs）及 CT容积剂量指数（CT dose index volume，CTDIvol）。

5. 统计学处理

应用 SPSS13.0软件对上述各组数据进行统计学分析，对常规剂量组、低剂量组两组肺结节和肺癌检出率的比较采用χ2检验，两组图像的质量评分、有效管球剂量、总管球剂量和放射容积剂量指数差异分别行独立样本t检验，P<0.05 视为有统计学意义。

结 果

常规剂量组、低剂量组两组图像质量评分均值分别为（2.63±0.16) 分、(2.58±0.22)分, 两组图像质量均能满足诊断要求；对两组间差异行配对t检验, 结果无统计学意义（P>0.05）。采用不同扫描方案获得的图像在肺窗、纵隔窗在图像质量上肉眼观察无差异（图1）。常规剂量组检出肺结节32例37个，结节最大径2～29mm（平均最大径5.9 mm），检出率10.6%（男性13例、女性9例）。其中2例病理证实为早期肺腺癌（最大径分别为9mm、14mm）（图2）。低剂量组检出肺结节29例32个，最大径2～26 mm（平均最大径5.8 mm），检出率9.1%（男性10例、女性9例），其中1例病理证实为早期肺腺癌（最大径为11mm）（图2）。两组结节最大径的分布情况为：最大径≤5 mm的结节为常规剂量组14个、低剂量组11个；最大径5～10 mm的结节为常规剂量组16个、低剂量组14个；最大径≥10 mm的结节为常规剂量组4个、低剂量组5个（图3）。经χ2检验，常规剂量组肺结节检出率与低剂量组（P＞0.05），差异无统计学意义。

两组扫描辐射剂量对比分析，如表1所示。常规剂量组的剂量长度乘积、平均有效管球剂量、总管球剂量和放射容积剂量指数分别为（512.64±43.96）mGy·cm、（115±9.76）mAs 、（3210±143.34）mAs和（10.53±2.63）mGy。低剂量组分别为（173±18.45）mGy·cm、（52±3.43）mAs、（1178±40.87) mAs和（5.73±1.73）mGy，两组相比P值均＜0.05，差异均有统计学意义。

表1 两组扫描辐射剂量对比

图1 常规剂量组与低剂量组在肺窗、纵隔窗得到图像（A 常规剂量组， B低剂量组）。

图2 检出肺癌小结节的影像表现。A、B.常规剂量组检出肺癌结节；C.低剂量组检出肺癌结节。

图3 结节最大径分布情况。A.常规剂量组；B低剂量组 。

讨 论

肺癌是当前对人类威胁最大的恶性肿瘤。其死亡率高居我国男、女性恶性肿瘤死亡率的首位，美国2010年肺癌预期死亡病例占癌症总死亡人数的28%。而且由于早期肺癌临床症状不明显病人就诊多已是中晚期，其5年生存率不足10%。而通过筛查的早期肺癌病人5年生存率可达80%以上[4-5]。因此如何在健康人群中进行更有效的肺癌筛查，已受到临床及学术界的广泛关注。

多数早期肺癌表现为直径＜20mm的肺结节，如何有效的检出肺结节是肺癌诊断研究的重点和热点。X线胸片由于胸骨、肋骨、肺门血管、心脏等胸部正常结构的影响，对肺小结节的检出存在着较大的漏诊率，而CT则在肺小结节的检出方面有明显优势。但随着CT越来越广泛的应用，辐射剂量对人体的潜在危害越来越受到关注。20世纪90年代初，Naidich等[1]首次提出胸部低剂量螺旋CT(low-radiation dose spiral CT，LDCT)的概念。由于空气与肺病变的对比度高，一定范围内管电流的降低使辐射剂量明显下降，虽然同时也增加了噪声，但不会对肺部病变的检出和诊断准确性造成明显影响[6]。美国国立癌症研究所(National Cancer Institute，NCI)发起的一项大型肺癌筛查随机对照研究也证实，在检出早期肺癌方面，LDCT的敏感性明显优于X线胸片[7]。2005年北美放射学会曾将“低剂量胸部CT”作为一个重要专题而做单独报告。以最小的放射剂量获取良好的图像是将来的发展方向[8]。世界卫生组织和国际放射委员会以及国际医学物理组织制定了医疗照射质量保证和质量控制标准，以期以最小的放射剂量获得最佳的诊断质量。

目前降低辐射剂量的方法有增加螺距、降低管电压和降低管电流三种方法，目前最常用降低电流的方法，这是因为管电流与辐射剂量之间呈线性相关，管电流降低主要影响低对比分辨率，对高对比的器官组织如肺影响不明显。因此关于肺部疾病筛查目前大多数研究均关注管电流的改变，管电流的降低是目前降低辐射剂量的主要方式, 也是低剂量CT检查的主要方法。本研究中所采用的也是该方法，在常规剂量组中电流为150mA，低剂量组电流为70mA。

随着管电流的降低，辐射剂量也随之降低。但由于噪声与管电流的相关性使噪声随着管电流的降低而增加，影像的质量也下降。因此剂量降低的程度十分关键。方案确立的原则应是在保证影像质量的前提下降低辐射剂量。有研究表明25～75mAs是最合适的低剂量，当剂量降到20mAs时，肺尖出现伪影的可能性增加干扰肺尖病变的诊断降低结节检测率[9]。国外文献报道对低剂量（20mAs）和常规剂量（200）mAs CT 图像中的肺结节进行检出率比较，结果发现整体检出率分别为60%和63%，两者差别无统计学意义[10]。Gartenschlger等[11]对71例的低剂量螺旋CT(30mAs)和常规剂量螺旋CT(200mAs)对比研究显示，两者对肺内结节检出的敏感性差异无统计学意义。传统的CT扫描采用的参数多为110～200mAs。有文献报道扫描胸部从160mAs降至100mAs，单次扫描剂量CTDI由11.1mGy降至6.9Gy[12]。本分析中低剂量组B组采用的参数为70mAs，受检者的辐射剂量明显降低，单次扫描剂量CTDI 5.73mGy，为常规剂量组的49%，明显降低了受检者所受辐射的剂量。而两组对于结节的检出率差别无统计学意义相仿。同时在图像显示的细节方面，两组图像所得图像质量的评分亦无明显的统计学差异，影像质量均良好，完全能满足临床诊断需求。

虽然低剂量CT对肺内结节有较高的的检出率，但其高敏感性也会导致过度诊断及假阳性的发生。有研究发现对低剂量筛出的结节行高分辨率CT之后仅有一部分为肺癌，假阳性结果带来的相关诊断、检查对受检者来说也是一种伤害。Ashraf等[13]提出针对首次低剂量筛查出的难以定性的结节在间隔3个月之后进行CT复查期间行PET-CT检查采用PET-CT结合肿瘤倍增时间两者联合的敏感度达90%，特异度达82%。随着更多的随机对照实验结果的经验积累以及筛查方案的不断完善，低剂量CT在肺结节筛查中的临床应用会日臻完善，发挥出更大的作用。

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