ALARA原则在13～19岁肺结核患者低剂量螺旋CT检查中的应用

于丽，张立慧

［鹤壁煤业（集团）有限责任公司总医院CT室，河南 鹤壁 458030］

肺结核为呼吸科高发传染病类型，肺部为其致病位点，CT影像学检查可准确反映病变情况，可为临床诊断增效，但照射过程中所产生的辐射问题始终难以避免。13～19岁人群处于身体生长发育关键期（青少年期），机体各组织新陈代谢受辐射影响较大，反复多次辐射照射累积剂量将增加远期随机效应风险。由国际放射防护委员会所提出的低剂量原则（as low as reasonably achievable，ALARA）在临床已广泛推广应用，理论核心为在减低辐射剂量的同时仍能满足临床诊断要求［1］。但目前的研究主要局限于肺结节与早期肺癌的筛查，针对肺结核的研究过少，且研究对象过多集中于成年群体，青少年结核病领域的研究较少。对此，本研究特选取近2年行肺结核筛查的13～19岁患者开展研究。

1 对象与方法

1.1 一般资料回顾性分析鹤壁煤业（集团）有限责任公司总医院2019年4月至2021年4月行CT检查的86例肺结核患者，依照检查方式分为参照组和试验组，各43例。参照组男21例，女22例；年龄13～19（16.12±2.37）岁；病程7～39（20.57±6.31）d。试验组男19例，女24例；年龄13～19（16.21±2.34）岁；病程7～38（21.26±6.19）d。两组年龄、性别、病程比较（P＞0.05），有可比性。

1.2 选取标准（1）纳入标准：①符合《2001版肺结核的诊断和治疗指南》［2］中的诊断标准；②年龄13～19岁；③尚未接受结核治疗；④正在进行标准化疗方案而未满疗程。（2）排除标准：①既往行胸部手术；②不满足检查要求；③合并严重肺部疾病如先天畸形、肺间质纤维化、肺囊肿、支扩等；④体质量指数（body mass index，BMI）指数过高（＞30 kg·m-2）。

1.3 检查方法采用64排螺旋CT进行诊断（Phipls公司提供），扫描参数：球管旋转时间为1.0 s，螺距为1.015，管电压为120 kV，矩阵为512×512，准直器宽度为64 mm×0.625 mm。协助患者保持双臂上举仰卧位，头先进。确保肺部与扫描平面保持垂直。管电流设置与BMI间的关系：纳入14例瘦弱体型患者（BMI≤18.50 kg·m-2），管电流设置为20 mA；纳入14例中等体型者（BMI为18.50～23.90 kg·m-2），管电流设置为30 mA；纳入15例肥胖体型者（BMI为24.00～30.00 kg·m-2）。参照组患者扫描参数设置与试验组均一致，无论BMI指数如何，扫描时扫描参数均设置为：管电压120Kv，螺距1.015；准直器宽度为64 mm×0.625 mm，矩阵512×512；FOV 350 mm。

1.4 评价指标（1）两组图像辐射剂量。分别调取每次检查后CT检测仪所生成剂量报告提取剂量长度乘积（dose-length product，DLP）、CT剂量指数（CT dose index，CTDI），并计算有效剂量（effective dose，ED），ED为DLP与0.017的乘积。（2）两组扫描后肺窗、纵隔窗总体成像质量评分。依照1～5级等距法评分，分数越接近5分代表成像质量越高。具体评分标准如下：未能满足诊断要求的为1分或2分，其中1分伪影较重，图像信噪比过低，无法清晰显影肺组织结构，2分虽无伪影，但图像信噪比仍难以支撑组织结构诊断显影；基本可满足诊断要求的为3分，图像信噪比有所提升，组织结构显影欠佳，但基本可满足临床诊断；完全可满足诊断要求的为4分或5分，其中4分图像虽有噪声，但组织结构显影清楚，5分为图像声噪比最高，组织结构清晰显影，对比极好。

1.5 统计学方法采用PEMS 3.2统计软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验，计数资料以频数和率（%）表示，采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组图像辐射剂量试验组CTDI、DLP、ED低于参照组，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1。

表1 两组图像辐射剂量比较（±s）

表1 两组图像辐射剂量比较（±s）

注：CTDI为CT剂量指数；DLP为剂量长度乘积；ED为有效剂量。

组别例数CTDI／mGy DLP／（mGy·cm-1）ED／mSv参照组43 6.53±0.28 226.58±10.75 3.85±0.26试验组43 1.95±0.33 71.36±11.24 1.22±0.13 t 69.395 65.443 59.328 P ＜0.001＜0.001＜0.001

2.2 两组成像质量试验组肺窗、纵隔窗成像质量评分低于参照组，差异有统计学意义（P＜0.01）。但试验组评分均高于3分，满足临床显影诊断需求。见表2。

表2 两组成像质量比较（±s，分）

表2 两组成像质量比较（±s，分）

组别例数肺窗纵隔窗图像总体质量评分参照组43 4.74±0.32 4.83±0.32 4.86±0.84试验组43 3.91±0.44 3.26±0.28 3.74±0.76 t 10.004 24.212 6.368 P ＜0.001＜0.001＜0.001

3 讨论

中国为结核病流行大国，总患病人数位居世界第二，整体人群易感性较高，其中老年人、青少年及婴幼儿等免疫力低的群体无论何时均存在疾病感染的可能。13～19岁青少年群体多处于在校阶段，日常接触人员多，一旦出现疑为肺结核发病症状，应立即行CT影像学诊断或痰结核菌实验明确诊断。针对已确诊的人群，需持续在治疗用药期间行CT复查。青少年一般诊断、治疗及随访全程可耗时2 a，期间检查累积辐射剂量可观，会增加受检者远期癌症发生风险。虽从肌肉骨骼生长角度看，青少年体型已接近成年人，但其正处于生长发育旺盛时期，对理化生因素极为敏感，检查中需考虑体质因素的影响。肺结核检查中，相同剂量照射下青少年患癌症风险为成人的200% ～400%。周莹等［3］人针对15岁发育期女孩的研究表明，胸部CT检查可增加女性远期乳腺癌患病风险，单次提升均值达0.3%，辐射剂量长期持续累积，加之个体化体质条件的不同，远期影响可能远不止如此。可见，针对需反复行CT检查的各年龄段人群，需在保证成像诊断质量的前提下，择取最低辐射剂量照射，降低辐射对机体造成患病影响，为健康中国战略施行奠定坚实基础。

1997年国际放射委员会结合低剂量CT理论，融入现代医学诊疗需要，推出了ALARA原则，近年来这一理念广为践行，虽不同设备单次照射辐射程度不同，但仍支持这一结论：单次辐射剂量虽影响较小，但远期累积辐射剂量越高，患者罹患癌症的风险越高［4］。当前降低CT检查剂量方式有两类，降低管电流或降低管电压。其中管电压对辐射程度的影响更为明显，同时X线穿透力也大大降低，影响成像密度、信噪比参数，整体图像成像质量下降，难以满足临床诊断需求。本研究选取降低管电流方式以降低辐射剂量，图像质量较前有所下降，但对肺部组织成像影响较小，如脑组织、腹部实质器官质量下降较为明显，而骨骼、肺组织等实质器官成像影响较小，成像质量得分均≥3分。结合肺部组织解剖学结构特异性，结核发病时可形成索条与结节为实质结构，对成像影响小；而肺内支气管、血管等含气组织处成像减弱，两类组织相比，病变结构与正常结构在显影中对比强烈；另外相较于骨骼、胸壁、纵隔等组织处，肺组织对X线有着更高穿透率，对图像信噪比影响不大。可见选用降低电流的方式降低辐射，为降低辐射剂量与保证成像质量的最优方案，十分适用于肺结核影像检查。判定单次辐射计量的最准确数值为DLP指数，数据由CTDI指数与L（沿Z轴空间扫描长度）相乘计算得来，本研究结果显示，试验组CTDI、DLP、ED数值低于参照组。原因如下：常规剂量下扫描下成像无伪影且噪声小质量高。低剂量扫描下，呈现质量有所下降，尤以纵隔窗肺尖部最为明显，原因为此处骨骼结构多，阻隔X线穿透，成像颗粒粗，噪声大，部分组织结构质量欠佳，但仍满足诊疗需求；纵隔窗肺尖下肺窗区域，只受肋骨阻隔，肺结核结节处可清晰显影，有效满足了诊疗需要。故在青少年群体肺部CT成像中，依照肺部脂肪层厚度择取最佳CT扫描剂量为更科学的造影方式，而不是固化认知中增加辐射剂量以提升图像质量。

本研究发现，扫描过程中所选取剂量不仅可根据BMI确定，也可根据患者年龄、既往患病史确定。对肺结核常见影像指征如淋巴结肿大、空腔、纤维条索、树芽征、小叶中心结节等结构进行针对性检测，可最大程度降低辐射剂量，也可有效保护乳腺、甲状腺等正处于发育旺盛阶段的器官。此时融入薄层重建技术也可进一步提升成像质量，为后期优化方向之一。低剂量低电流条件下，电压不变电流降低，球管产热量也随之降低，长远看可降低探测器及CT球管损耗，延长设备使用寿命，节省设备运行成本。

当前，我国尚未明确针对青少年的螺旋CT低剂量检查标准，可能与下列因素有关。（1）医护人员单次检查图像成像质量不佳：高剂量可提升成像质量，获得满意结果，减少误诊发生的可能性。（2）针对青少年的相关研究数据不足：目前所获得的数据仍难以满足形成专家共识的标准，推出类似文件仍需待以时日。（3）费用问题：各项检查医疗费用界定需在卫生行政部门充分调研下开展，具体定价是否合理仍在多方调研中。当前，临床多依靠类似文件如《低剂量螺旋CT肺癌筛查专家共识》［5］或自身诊疗经验预估剂量。上述方式使用风险较高，若失败可能需要进行二次诊断，增加患者负担医疗费用的风险。上述专家共识中指出，低于常规剂量的20%为低剂量照射界定要求，预估剂量时可参考患者常规检查时所施加剂量来酌情确定［6］。整体看，本研究仍存在些许不足，可归纳为以下三点。（1）未能验证两组数据检测精准度：同一患者仅进行单项检查，不同检查方式对独立个体影响度不明。可选取的解决方案：选用体模行其中一项检查，既可遵循医学科研伦理要求，也可提供临床数据做组间比对，强化本研究结果的可信性。（2）未能纳入超重患者（BMI＞30 kg·m-2），导致研究结论全面性不足，未来将细化分组，深化这一研究，获取不同体质量间成像质量差异波动趋势水平。（3）未能在全局中明确低电流对辐射成像质量的确切影响：本研究两组患者应用检查仪器均相同，若使用显影技术更为先进的仪器开展实验，青少年的耐受度及影响程度可能与本研究结果有所差异［7］。

综上，针对13～19岁肺结核患者，ALARA原则的运用既可满足临床诊疗需要，也可降低CT检查辐射剂量，可推广。