低剂量宝石能谱CT引导经皮肺穿刺活检术

李玉泽，李 思，孙世春，刘 娜，佟 晶，卑贵光

(中国人民解放军北部战区总医院放射科，辽宁 沈阳 110812)

CT引导下经皮肺穿刺活检术已在临床广泛开展，具有微创、快速、准确、操作简便等优点，可为定性诊断疾病提供可靠依据，现已广泛应用于诊断和鉴别诊断肺部占位性病变[1-3]；但是，穿刺过程中为了准确定位病灶，需重复多次CT扫描，患者接受的辐射剂量常大于常规CT检查。CT引导下穿刺活检术的高辐射问题在临床上已引起高度重视。本研究探讨低剂量宝石能谱CT引导经皮肺穿刺活检术的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年1月—2018年9月于我院接受CT引导下经皮肺穿刺活检术的80例患者，男58例，女22例，年龄39～83岁，平均(63.8±9.0)岁；体质量指数(body mass index， BMI)19.18～23.52 kg/m2，平均(21.64±1.35)kg/m2。本研究经我院医学伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery 750 HD 64层宝石能谱CT机，活检针为Cook公司(Bloomington, Ind)18G自动活检切割针(9 cm和15 cm)。为确定穿刺点，首次CT定位扫描采用常规胸部CT扫描，管电压120 kV，管电流150 mA，螺距0.984，准直器宽度40 mm，机架转速0.6 s/rot，层厚2.5 mm。穿刺过程中多次重复定位采用低剂量扫描，管电压120 kV，采用自动管电流调节(auto tube current modulation， ATCM)技术和自适应统计迭代重建技术(adaptive stastistical iterative reconstruction, ASIR)，设定电流输出值为50～200 mA，逐渐增加噪声指数(noise index， NI)，NI分别选择20、24、28，其他参数同首次扫描。

具体方法：根据病灶位置选择适当体位，放置定位标志。根据首次CT定位像，以病灶为中心行2～5 cm范围扫描(常规剂量)，以确定最佳穿刺点和进针路径；之后消毒皮肤，局部麻醉、穿刺，将注射器针头留置于胸壁内，再次行小范围CT扫描(低剂量，NI=20)，以确定穿刺点位置是否合适。按照确定的穿刺角度及深度进针，进针深度接近胸膜后再次CT扫描(低剂量，NI=24)，及时调整进针方向及深度，快速进针穿过胸膜到达病变边缘，进一步至病变中心，再行CT扫描(低剂量，NI=28)以确定针尖是否在病灶内。于屏气状态下激发自动活检针，取病变组织1～3条。穿刺结束后，以病变穿刺层面为中心行5～10 cm范围CT扫描，观察是否有气胸或出血等并发症。穿刺扫描过程中采用铅围脖、铅围裙等对患者进行防护。

1.3 图像分析 由2名放射科副主任医师分别阅片，意见不同时经协商达成一致。对CT图像质量进行综合评价并分级。甲级：病灶显示清晰、无伪影，满足穿刺需要；乙级：病灶显示较好，无明显伪影，基本满足穿刺需要；丙级：病灶显示不清、有伪影，不能满足穿刺需要。

将CT图像传入GE ADW 4.5工作站，由工作站自动计算CT容积剂量指数(CT volume dose index， CTDIvol)和剂量长度乘积(dose length product, DLP)，根据公式计算有效辐射剂量(effective dose, ED)。ED=k×DLP，k为剂量转换系数，在胸部k取0.014 mSv/(mGy·cm2)。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。符合正态分布的计量资料以±s表示。采用Kruskal-WallisH检验比较多组间图像质量分级。多组间CTDIvol、DLP、ED比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

常规剂量与NI为20、24、28的低剂量CT图像均能清晰显示穿刺针和病灶的位置关系，可满足穿刺需要，图像质量级别差异无统计学意义(χ2=6.72，P=0.08，表1、图1)。常规剂量与NI为20、24、28的低剂量CT图像的CTDIvol、DLP、ED差异均有统计学意义(P均<0.01)，且随着NI增加，CTDIvol、DLP、ED呈逐渐降低趋势，两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表2。

表1 常规剂量与低剂量CT图像质量(例，n=80)

表2 常规剂量与低剂量CT图像辐射剂量比较(±s，n=80)

表2 常规剂量与低剂量CT图像辐射剂量比较(±s，n=80)

扫描方法CTDIvol(mGy)DLP(mGy/cm)ED[mSv/(mGy·cm2)]常规剂量9.54±0.6579.66±11.891.12±0.17低剂量 NI=203.25±0.1225.05±4.170.35±0.06 NI=242.52±0.1321.21±3.610.30±0.05 NI=282.24±0.0918.77±2.990.26±0.12F值8 299.971 500.021 088.85P值<0.01<0.01<0.01

图1 患者男，53岁，右肺上叶结节，常规剂量及低剂量CT图像质量均为甲级，肺纹理清晰，随着NI增加，图像质量有所下降，但均能清晰显示穿刺针的进针路径及其与病灶之间的位置关系 A、B.常规剂量CT扫描纵隔窗(A)和肺窗(B)图像； C、D.NI=20时纵隔窗(C)和肺窗(D)图像； E、F.NI=24时纵隔窗(E)和肺窗(F)图像； G.NI=28时纵隔窗(G)和肺窗(H)图像

3 讨论

CT辐射对公共健康的危害已成为全球关注的焦点，大范围多次常规扫描所导致的高辐射损伤不容忽视[4-5]。据统计，临床由于CT检查诱导的各类癌症发病率逐年升高[6]。CT引导下穿刺活检术是临床常用的微创诊断方法，但给患者带来较高水平的辐射暴露[7-8]。为使穿刺针到达最佳位置，CT引导时常需多次重复扫描，必然增加患者接受的辐射剂量。CT引导下穿刺的目的是准确显示穿刺针尖位置，无须显示病灶细微结构来诊断疾病，使得低剂量CT应用于引导胸部穿刺成为可能。

CT扫描的辐射剂量受多种因素影响，一般随管电压、管电流及扫描时间的增加而增大，随螺距的增大而减小[9]。降低CT辐射剂量的常用方法有降低管电流、减小管电压、增大螺距、减少扫描时间和控制扫描范围等。X射线的辐射剂量主要由管电压和管电流决定，而常规CT扫描的管电压固定，因此在临床应用和研究中常采用降低管电流的方法来降低辐射剂量[10]，但通常导致图像质量下降。

本研究中，CT低剂量扫描采用ASIR技术。既往研究[11]表明，以ASIR行CT扫描可在保证图像质量和相似重建速度的前提下显著降低辐射剂量，并可有效降低图像噪声；提示适度增加NI不仅可获得满足穿刺需要的图像质量，还可降低辐射剂量。CTDIvol、DLP和ED是反映CT辐射剂量的常用参数。CTDIvol表示单次扫描断层内X-Y平面扫描的平均剂量分布；DLP表示一次扫描的总剂量，与扫描范围及采集的层数有关，反映患者一次检查所接受的辐射剂量[12]；ED为有效辐射剂量，用于评价辐射风险。本研究结果显示，常规剂量与NI为20、24、28的低剂量CT图像均能清晰显示穿刺针和病灶的位置关系，满足穿刺需要，图像质量差异无统计学意义(P=0.08)；NI为20、24、28时图像的CTDIvol、DLP和ED均明显低于常规剂量图像(P均<0.05)，且随着NI增加，CTDIvol、DLP和ED逐渐下降(P均<0.05)，提示低剂量CT扫描既可满足肺穿刺活检需求，又可有效降低辐射剂量。

通常患者接受的辐射剂量与其身高、体质量等因素有关，X射线的穿透能力随患者肥胖程度的增加而减弱[13]。张皓等[14]研究表明，BMI与肺低剂量CT图像质量呈正相关。李亚林等[15]研究报道，低BMI个体接受的X射线剂量更低。本研究纳入的患者均为标准BMI个体，同时采用同一个体不同扫描条件下辐射剂量的自身对照，可有效减少患者个体因素导致的结果偏倚。但本组未纳入过胖和过瘦的患者，结果可能不适用于所有患者，有待于进一步扩大样本量、按照不同BMI分组进一步研究。此外，操作者的穿刺技术对患者辐射剂量也有一定影响，如操作者缺乏经验对穿刺点定位不准确、进针角度及深度不佳等均可能增加扫描次数和范围，从而增加辐射剂量。

综上所述，低剂量CT扫描获得的图像可以满足经皮肺穿刺活检术的需要，并降低辐射剂量。