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多层螺旋CT低剂量扫描技术在COPD疾病中的应用

2013-10-21

多层螺旋CT低剂量扫描技术在COPD疾病中的应用
张超亮 关玉宝 林翰菲 曾庆思
广州医学院第一附属医院 放射科
【摘要】目的 评价16层螺旋CT低剂量扫描技术在COPD疾病中的应用价值。方法 将100例临床诊断为COPD患者随机等分为2组,低剂量组(20mAs)和常规剂量组(管电流调制技术),分别统计CT剂量权重指数(CTDIw)、剂量长度乘积(DLP)并计算出X射线有效辐射剂量。由2位副高放射诊断医师对两组不同扫描参数的图像质量进行评价,按优、良、差三级进行评判,记录评价结果,进行统计学处理。结果 低剂量组中与管电流调制组中的CTDIw、DLP、有效辐射剂量的比值分别为24%、38%和38%。两组图像质量均符合临床诊断要求,图像差异无统计学意义。结论 多层螺旋CT低剂量扫描技术能有效降低COPD患者的CT剂量同时又能保证图像质量,值得临床推广应用。
【关键词】 体层摄影术,X线计算机;低剂量;阻塞性肺部疾病
作者简介:张超亮,男,放射技术专业,主管技师,主要研究方向为CT技术。
通讯作者:张超亮
Application value of low-dose multislice spiral CT scanning  in chronic obstructive pulmonary disease
Zhang Chao-liang (Department  of  Radiology, The First  Affiliated Hospital, GuangZhou Medical college,  Guangzhou, 510120)
[Abstract]Objective To evaluate the application value of 16 slices spiral CT with low dose scanning for chronic obstructive pulmonary disease (COPD).  Methods  A total of 100 cases with COPD were randomed to undergo either the low dose spiral CT(20 mAs) or conventional dose spiral CT. The weighted CT dose index(CTDIw), Dose length product(DLP) and X-ray radiation dose were calculated, respectively. The image quality of two groups was judged by two associate chief chest radiologists according to excellent, good, poor image level, then statistical analysis was performed. Results The ratio of CTDIw、DLP and X-ray radiation dose from two groups were 24%, 38%, 38%, respectively. The image quality of two groups meeting the requirement of the clinical diagnosis was not statistically significant. Conclusion  The low dose CT scanning can reduce radiation dose effectively and ensure the image quality, Which makes it applicable to inspection for COPD patients.
[Key words]Tomography, X-ray computed; Low dose; COPD
   近年来,随着多层螺旋CT、DSA等大型设备的普及,病人接受的辐射剂量大幅提高,其中CT扫描是剂量增加的主要驱动力。有资料显示,2006年美国进行670万例CT扫描,占美国人接受辐射总量的46%。国际放射防护委员会(ICRP)倡导合理使用放射剂量[1-2]。如何有效降低CT检查剂量的同时又能保证图像质量,是近年来CT技术的研究方向[3-4]。本文采用降低管电流和管电流调制两种方法,对100例慢性阻塞性肺部疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者进行胸部扫描,评价低剂量多层螺旋CT(MSCT)扫描技术对COPD患者肺部扫描剂量的降低程度和图像质量的影响,初步探讨低剂量扫描技术替代常规检查的可行性。
材料与方法 
  1.1 一般资料  随机选择临床诊断为COPD患者100例,其中男77例,女23例,年龄46~84岁,平均年龄65岁。并将其随机分成实验组(低剂量组)和对照组(管电流调制组)两组,每组50例。低剂量组中,男38例,女12例,年龄47~83岁,平均年龄65岁。管电流调制组中,男39例,女11例,年龄46~84岁,平均年龄65岁。
  1.2  CT扫描  采用东芝公司Aquilion 16层螺旋CT机。扫描前嘱咐患者去掉胸部金属物品,并行最大吸气相训练,达到要求后才进行CT扫描。扫描范围从胸廓入口至肺底。两组患者的扫描参数管电压120Kv、机架旋转时间(0.5s/r)、探测器准直层厚(16层×2mm)、图像重建层厚(7mm)、螺距(0.937)、扫描准直野直径(400mm)和重建算法(胸部软组织算法)等完成一致,实验组(低剂量组)的管电流设置为40mA,对照组(管电流调制组)使用Toshiba medical Real EC技术,目标噪声水平设置为10Hu,设备根据定位像获取的胸部密度信息自动设置管电流。两种扫描技术的CT剂量权重指数(CTDIw)和剂量长度乘积(DLP)均由设备根据扫描参数自动生成,扫描结束后分别记录下来,根据2008 年ICRP公布的胸部权重因子(W=0.014),按剂量长度乘积(DLP)乘以权重因子(W),计算出胸部的有效辐射剂量。
  1.3 图像质量评价  由2名CT专业副主任医师在不知道各组CT扫描参数的情况下分别对图像质量进行双盲评价。从图像的伪影、细微结构显示及图像是否符合临床诊断需要等方面进行综合评价,评价标准分为优、良、差3级。优:图像细微结构清晰显示,无斑点或栅形伪影;良:细微结构显示较清楚,有轻微斑点伪影,但不影响诊断;差:细微结构显示欠佳,伪影较多,影响诊断。对于评价结果有分歧者由两位医师协商后达成一致意见。
  1.4 统计方法  应用SPSS 13.0软件对上述各组数据进行统计学分析,对两组图像质量评价采用X2 检验,对CTDIw、DLP和有效辐射剂量进行T检验,P<0.05 认为有统计学意义。
结果
  2.1 图像质量评价结果  100例COPD受检者的所有图像均能满足临床诊断需要,两组图像质量评价为优和良的例数接近,两者间差异无统计学意义(表1)。
表1 肺部低剂量组与管电流调制组CT扫描的图像质量比较

 组别

 人数
               图像质量

 




 低剂量组
 管电流调制组
 50
 50
35
36
14
14
1
0
  2.2 辐射剂量比较结果  实验组中与常规组中的CTDIw 、DLP及有效辐射剂量的比值分别为24%、38%和38%。两组图像质量均符合临床诊断要求,图像差异无统计学意义(表2)。
表2 肺部低剂量组与管电流调制组CT扫描的辐射剂量比较
参数 
低剂量组(实验组)
管电流调制组(常规组)
低剂量/管电流调制(%)
 P值
CTDIw
DLP
有效辐射剂量
 2.6mGy
 89.5mGy
 1.25mSv
 10.6mGy
 231.2mGy
 3.23mSv
 24
 38
 38
﹤0.01
﹤0.01
﹤0.01
讨论
   3.1多层螺旋CT低剂量与智能管电流调制技术检查的有效辐射量比较  近年来,随着CT技术的不断进步,X线的利用率大大的提高,特别是MSCT的问世及智能管电流调制技术软件的应用,使受检者的辐射剂量得到有效的降低。袁知东等[5]报道,智能管电流调制技术辐射剂量与常规剂量(200mAs)比较CTDIvol和DLP分别降低19.9%和15.7%。对于COPD患者及肺部体查人群,在保证图像质量的情况下尽可能降低受检者的辐射剂量。本组资料采用低剂量(20mAs)多层螺旋CT在COPD患者中的应用,并与对照组进行了比较,在保证图像质量同时有效降低了患者的辐射剂量。目前降低辐射剂量的主要方法有降低管电流(mAs)、增加螺距(Pitch)和降低管电压(kV)等。由于降低管电压会导致患者辐射吸收比例增加,增大螺距会使图像的Z轴空间分辨率下降[6],而管电流与辐射剂量成正比,降低管电流是降低辐射剂量有效可行的最佳方法,管电流降低患者辐射剂量随即降低。Naidich等[7]于1990年首次提出低剂量CT概念,在其他参数不变情况下降低管电流。本组资料中,实验组的CTDIw为2.6mGy,DLP为89.5mGy,有效辐射剂量为1.25mSv,分别是对照组的24%、38%和38%。两组之间放射剂量差异有显著性的统计学意义(P﹤0.01)。
  3.2对COPD患者采取低剂量螺旋CT扫描的可行性  肺是含气器官,存在天然对比度,X线吸收率较低,为低剂量螺旋CT在肺部的应用奠定了基础,目前国内外已有大量文献报道[5-11,14,15]。COPD是一种具有气流受阻限特征的肺部疾病,气流受阻不完全可逆,通常呈渐进性发展并与肺部对有毒颗粒或气体异常的炎性反应有关;COPD由小气道病变(阻塞性细支气管炎)和肺实质损害(肺气肿)组成[12],是引起全世界慢性病发病率及死亡率升高的主要原因。WHO统计,COPD是全球死因的等6位,而且,未来其发病率及死亡率将进一步提高[13],尽早发现及预防COPD的发生有其必要性。目前,对COPD的诊断主要依靠临床症状及相关实验室检查,肺部螺旋CT可提供相应的影像学诊断依据及鉴别诊断依据,对COPD的诊断起到一定的帮助。因此,CT扫描在COPD患者中的应用日益增多,随着而来的辐射剂量问题也就愈加受到人们的重视[7-8]。本组资料应用低剂量MSCT对COPD患者扫描,保证了图像诊断质量,又降低了62%的放射剂量。
  3.3低剂量CT图像质量比较  低剂量螺旋CT扫描的目的是在满足肺部影像诊断质量的前提下,尽可能降低X线辐射剂量的。Naidich等[7]报道20mAs可获得高质量的肺部影像,没实质上空间分辨率或图像质量的降低,既减少剂量,又不影响诊断。本组资料100例COPD患者肺部低剂量(20mAs)与常规剂量(200mAs)CT扫描图像质量几乎无差异,与Naidich等报道的一致。低剂量螺旋CT能检出2mm以上的肺部小结节,能清晰显示段支气管,对小结节的钙化情况及冠状动脉的钙化均可显示。
  总之,多层螺旋CT低剂量(20mAs)扫描在不降低图像质量情况下,有效降低辐射剂量,适合于COPD患者的诊断及肺癌高危人群的早期,值得临床推广。
参考文献
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图1.(120kv 20mAs)能清晰显示两肺透亮度增高,并清晰可见多发小透亮区;图2.(120kv 20mAs)右中叶支气管及分支清晰显示,两肺多发肺大泡形成;图3.(120kv 20mAs纵隔窗)能清晰显示左侧冠脉主干钙化;图4.(120kv 20mAs 纵隔窗)能清晰显示左肺野小钙化灶。
 

 

 

 

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