智能剂量技术用于CT胸部扫描对患者辐射剂量的影响

韩林梅，卢 意，俞 琴，冉隆富

(成都市第七人民医院放射科，四川 成都 610041)

智能最佳管电压扫描(CARE kV)技术主要是根据患者的体型个性化地去调节患者被检查部位的管电压值，调节范围一般是在70～140 kV。已经有学者进行了关于CARE kV技术的研究，证实这项技术可以在保证CT图像质量的同时，有效地降低患者的辐射剂量[1]。对于智能剂量调节技术，临床上常用的还有CARE Dose4D(即自动管电流调节技术)，这项技术也是根据患者的体型自动调节患者被检查部位的管电流的值[2]。而患者的体型一般通过CT定位像来间接反映患者体型的大小，因此CT定位像对于患者的辐射剂量的调节有关键性的作用，而不是传统意义上只是用于定位的作用。也有学者在CARE Dose4D技术基础上采用正侧位定位像进行研究，证实正侧位定位像比单独的一个正位定位像，患者的辐射剂量有所降低[3]。查阅以往的文献，未查到有学者在CARE kV技术上采用正侧位定位像进行研究。因此本研究以胸部为例，探讨在胸部使用CARE kV技术，扫描定位像时扫描正位和侧位定位像，患者所接受的辐射剂量及CT图像质量是否会受到影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年8—9月在我院行CT胸部普通扫描的患者100例，随机分为A组、B组。A组50例，其中：男29例，女21例；年龄18～79岁，平均54岁。B组50例，其中：男26例，女24例；年龄21～74岁，平均51岁。患者的纳入标准：患者无胸部器官手术史及胸廓畸形，双手能上举，能配合屏气，胸部无严重影响图像质量评价的疾病。

1.2 检查方法

1.2.1 检查准备及设备参数 CT检查前嘱患者去掉胸部金属及其他可能影响图像质量的异物。训练患者深吸气后屏气，技师同时启动设备扫描。2组患者均在西门子双源CT(SIEMENS Definition flash)上行胸部普通扫描。A组患者先扫描正位和侧位定位像，B组患者按传统模式只扫描正位定位像，定位像结束后再行CT断层扫描。断层扫描范围从肺尖扫至肺底，患者头先进，仰卧位，胸部断层扫描方向从头侧向足侧扫描。设备的主要扫描参数：参考管电压120 kV并使用CARE kV技术，参考管电流110 mAs并使用CARE Dose4D技术，准直器宽度128 mm×0.6 mm，螺距1.2 mm。2组患者扫描结束后，图像的重建层厚、层间隔均为5 mm，每位患者均重建肺窗和纵隔窗2组图像。肺窗的重建算法：B60，窗宽-1200，窗位-600。纵隔窗的重建算法：B30，窗宽350，窗位50。

1.2.2 图像质量评价 对2组患者获得的CT断层图像质量主要通过客观和主观两个方面进行评价。客观评价方面：在纵隔窗选择主肺动脉窗层面勾画大小为100 mm2的兴趣区测量肺动脉、升主动脉、胸前壁空气的CT值及SD标准差；在肺窗同样选择主肺动脉窗层面勾画大小为100 mm2的兴趣区测量肺实质、胸前壁空气的CT值及SD标准差，肺实质测量时尽量避开肺纹理，测量3次取平均值。两次胸前壁空气的测量均选择正中矢状面、左右锁骨中线3处进行测量，测量结果取平均值，测量时避开患者衣物的干扰，通过以上获得的值计算出图像的信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)。计算公式：SNR=CTROI/SD空气，CNR=(CTROI-CT空气)/SD空气。主观评价方面：由两名胸部组高年资诊断医师结合患者的肺窗和纵隔窗在隐藏患者信息的情况下，采用4分法对患者的图像质量进行主观评分。评价标准：肺窗上肺纹理清晰显示，纵隔窗上纵隔结构层次分明，各解剖结构区分明显，图像完全满足诊断要求计4分；肺窗上肺纹理显示较为清晰，纵隔窗上纵隔结构层次较为分明，各解剖结构能够很好地区分，图像质量满足诊断要求计3分；肺窗上肺纹理显示模糊，纵隔窗上纵隔结构层次不分明，各解剖结构能够基本区分，图像质量勉强可以用于诊断计2分；肺窗上肺纹理显示不清，纵隔窗上纵隔结构层次不明，各解剖结构无法分辨，图像质量无法满足诊断要求计1分。

1.2.3 辐射剂量评价 检查结束后，CT设备会自动记录每一位患者的容积CT剂量指数(CTDIVOL)，剂量长度乘积(DLP)，根据公式来计算患者的吸收剂量(ED)，ED=DLP×K(K为组织权重因子)。参考美国物理医学协会推荐数值，胸部K=0.014[4]。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析，2组计量资料应先进行正态性检验，如果服从正态分布则以均数±标准差表示，否则以中位数和四分位数间距表示；2组资料如果符合正态分布、方差齐，采用t检验，反之采用秩和检验。主观图像质量评分运用χ2检验，采用Kappa检验其评价的一致性。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 2组患者图像质量客观评价 在测量的主动脉肺动脉窗层面，2组患者肺实质的SNR、肺动脉的SNR、肺动脉CNR差异均无统计学意义(P>0.05)，A组患者肺实质的CNR优于B组患者(P<0.05)。结果详见表1。

表1 2组客观图像质量比较

2.2 2组患者图像质量主观评分 两名诊断医生图像质量主观评分一致性好(Kappa=0.81)，A组和B组图像质量主观评分分别为(3.66±0.48)分和(3.72±0.45)分，2组患者图像质量主观评分差异无统计学意义(χ2=1.64，P=0.203)。所有图像主观评分均在3分以上，均能满足诊断要求。

2.3 2组患者所接受的辐射剂量比较 A组患者与B组患者辐射剂量参数比较差异有统计学意义(P<0.01)。B组患者的CTDIVOL、DLP及ED比A组患者分别略高出16%、18%和17%。结果详见表2。

表2 2组CTDIVOL、DLP和ED比较

3 讨 论

随着CT技术快速发展，CT检查在临床诊断中扮演着重要的角色，然而患者接受的辐射剂量一直是放射医务工作人员和社会公众都关心的热点问题。临床CT检查的患者究竟该用多大的辐射剂量并不确定，而且每个患者的体型高矮胖瘦不一，使用多少辐射剂量来完成CT检查完全是由医师的个人经验所决定的，没有统一的剂量调节标准。影像医师面对的是不同体型的患者，很难保证人为手动调节的剂量能够满足诊断要求且患者所接受的辐射剂量又是最佳的。因此智能剂量调节技术为临床工作提供了一种个性化的剂量参考手段。临床上最常用的智能剂量调节技术有CARE Dose4D和CARE kV。CARE Dose4D即自动管电流调节技术，这项技术主要是通过患者的体型在X轴、Y轴、Z轴及设备扫描时间实时自动地调节患者的管电流量，以达到在最佳辐射剂量的同时，获得优质的影像诊断图像[5]。李剑等[6]采用CARE Dose4D技术用于胸部主动脉扫描的研究表明，可以在保证图像质量不变的同时，降低约20%的辐射剂量。CARE kV即自动管电压调节技术，这项技术也是根据患者的体型及检查目的，自动在70～140 kV之间自动地去调节管电压值，设备同时也自动地调节管电流的值，也就是设备自动调节kV和mAs值，因此在使用CARE kV技术时，必须要同时使用CARE Dose4D技术。何新华等[1]在使用CARE kV用于CT胸部普通扫描时，患者所接受的辐射剂量降低约30%，而图像质量没有明显改变，但该研究只是探讨在胸部普通扫描使用CARE kV技术可以降低辐射剂量，并没有说明定位像的扫描方式对图像质量的影响。因此本研究利用CARE kV技术和正侧位定位像的扫描方式，结果表明，2组患者图像质量主观评分差异无统计学意义，且A组患者客观图像质量肺实质的CNR值高于B组。

在临床工作中，除了CARE Dose4D和CARE kV这两项技术可以降低辐射剂量外，大螺距技术(Flash)以及迭代重建技术也是应用比较广泛的降低患者辐射剂量的方法。张月俏等[7]应用大螺距技术(Flash)在CT胸部普通扫描的研究，患者所接受的CT辐射剂量降低了约36%。至于迭代重建技术，每个设备生产厂家名字都略有不同，GE设备命名为ASIR，东芝设备命名为ADIR，西门子命名为SAFIRE[8]。无论是哪一个设备生产厂家，迭代重建技术都是为了降低图像噪声，从而降低设备在扫描患者时的kV、mAs值，这样可以有效地降低患者的辐射剂量。本研究使用的CARE kV技术和胸部正侧位定位像扫描方式，属于合理使用CT辐射剂量的技术，结果表明，把CARE kV与胸部正侧位定位像扫描方式结合起来，A组患者所接受的辐射剂量较B组患者降低了约20%。本研究并没有采用大螺距扫描技术，如果将CARE kV、胸部正侧位定位像扫描方式和大螺距扫描结合起来，也许可以更进一步地降低患者的辐射剂量。

既往研究表明，CARE Dose4D及CARE kV技术都是根据患者的体型来调节管电流和管电压的大小。而患者的体型主要是通过设备事先扫描的定位像来判断的，因此定位像对于检查患者的辐射剂量来说是至关重要的。受传统扫描方法的影响，胸部普通扫描时，我们一般采用正位定位像，这显然不能满足智能剂量技术在X轴、Y轴及Z轴上进行剂量调节的要求[8]。本研究结果表明，在临床上行CT胸部普通扫描，使用正位加侧位定位像，患者所接受的辐射剂量比只使用正位定位像的患者的辐射剂量降低了约20%。袁子龙等[3]在胸部使用CARE Dose4D，也扫描正侧位定位像，患者所接受的辐射剂量降低了约26%，与本研究结果类似。在使用CARE kV技术用于胸部普通扫描时，应先行胸部正位和侧位定位像扫描，这样更符合患者辐射剂量的个性化。当然本研究也有不足，未对较低BMI(<18.5)或者较大BMI(>23.9)的患者进行研究，将来可以扩大病例，将这些患者也纳入研究。

综上所述，在CT胸部普通扫描应用CARE kV技术，扫描定位像时建议扫描正位和侧位2组定位像，这样扫描可以在保证图像质量的同时，进一步降低CT胸部普通扫描患者的辐射剂量。