王光大 時高峰 李揚 李月考 楊麗 杜煜

X-CARE技術在女性胸部低劑量CT掃描中的應用

王光大 時高峰 李揚 李月考 楊麗 杜煜

目的 初步研究X-CARE技術在女性胸部低劑量CT掃描中的價值，探求一種保護女性乳腺的胸部低劑量篩查模式。方法收集2015年1～9月進行胸部低級量篩查發(fā)現(xiàn)肺部結節(jié)的女性患者30例，均在半年以后進行復查。第1次使用低劑量模式，并使用CARE DOSE 4D技術。第2次掃描在6個月以后，使用X-CARE技術，比較前后2次輻射劑量及圖像質量的差異。結果X-CARE組前、后部圖像噪聲分別為(81.89±2.76)Hu、(81.99±2.50)Hu，低劑量組圖像前后圖像噪聲分別為(81.83±2.77)Hu、(82.00±2.50)Hu，2組前后部相應位置的圖像噪聲間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。X-CARE組前、后部圖像SNR分為12.24±3.33、12.27±3.32，低劑量組圖像前后圖像SNR分別為12.28±3.40、12.27±3.33，2組前后部相應位置的SNR差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。X-CARE組與低劑量組輻射劑量分別為(1.10±0.16)mSv和(1.49±0.31)mSv，兩者間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，X-CARE組輻射劑量能夠降低約26.17%。結論X-CARE技術能夠在不降低圖像質量的前提下，降低女性胸部低劑量CT掃描中乳腺受到的輻射劑量，有效保護乳腺組織。

X-CARE技術；胸部CT；低劑量；乳腺

在2011年，國際肺癌篩查實驗調查發(fā)現(xiàn)，使用低劑量CT篩查能夠降低肺癌到死亡率[1]。低劑量CT篩查是各個年齡階段都適合多掃描模式，對于那些不吸煙的年輕人，這種模式依然適用。然而雖然乳腺并不是掃描的靶器官，但是卻經(jīng)常處于輻射曝光之下。NLST調查中提到了低劑量CT掃描與放射性相關癌癥發(fā)展的關系，發(fā)現(xiàn)55歲之前，每年3次CT低劑量肺部CT篩查的女性患者其輻射誘導乳腺癌的風險在(3～6)/10 000[2]。因此，非常有必要通過優(yōu)化篩查掃描技術，盡可能的、最大限度的減少乳腺的輻射劑量，降低輻射帶來的潛在危害。X-Care 技術首次實現(xiàn)選擇性地屏蔽對輻射敏感器官的直接照射，探測器掃描至敏感器官時，探測器會自動關閉，以避免對敏感器官的直接照射，使用X-Care 技術可以在實現(xiàn)受檢者檢查劑量最優(yōu)的同時，選擇性地保護好敏感器官，如避免對晶狀體、甲狀腺和乳腺的直接照射[3]。對于那些胸部發(fā)現(xiàn)小結節(jié)的病人來說，通常需要進行多次復查，根據(jù)國際輻射防護委員會的研究發(fā)現(xiàn)，女性乳房的腺體組織比其他組織更容易受到輻射的影響，尤其是年輕的女性，其風險因子更高。因此，本研究試圖在胸部低劑量CT掃描的基礎上，尋求一種進一步降低乳腺輻射劑量的掃描模式。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年1～9月在我院進行胸部低級量篩查發(fā)現(xiàn)肺部結節(jié)的女性患者30例，年齡36～70歲，平均年齡(45.4±14.5)歲。平均身高(160.2±8.1)cm;體重(50.1±11.4)kg，平均體重指數(shù)(body mass index,BMI)為(19.5±1.7)kg/m2。30例患者均在半年以后進行復查。

1.2 CT掃描方法 前后2次掃描均適用西門子第二代雙源CT掃描儀，第1次掃描使用普通低劑量模式：管電壓120 kVp,使用CareDose4D技術，參考管電流50 mAs，準直128×0.6 mm，旋轉時間0.28 s，螺距0.6，層厚1 mm。第二次掃描使用X-Care技術，參考管電流20 mAs，準直128×0.6 mm，旋轉時間0.28 s，螺距0.6，層厚1 mm。

1.3 輻射劑量測量方法

1.3.1 在其知情并同意的前提下，在患者的腹側，每側乳腺上分別放1側個探測器，分別位于乳腺中央?yún)^(qū)。在患者的背側，于同一水平位置分別放置1個探測器LiF(Mg、Cu、P)探測器TLD model 469 RGD-3A。掃描前，全部探測器用BR2000A熱釋光探測器退火爐退火清零。每個志愿者需要4個探測器，將30組探測器固定在志愿者身上，進行掃描。

1.3.2 掃描結束后用賽默飛世爾Thermo TLD3500熱釋光劑量儀檢測輻射劑量。每個檢測點的兩個探測器測量結果取平均值，平均值減去本底的輻射劑量既可以認為是患者體表接收到的輻射劑量。我們可以近似的認為體表接受的輻射劑量就是皮下較鄰近的組織接受的輻射劑量。同時記錄工作站中原始輻射劑量值。

1.4 圖像質量的評價 客觀圖像質量：選區(qū)兩次掃描1 mm層厚肺窗圖像進行測量，感興趣區(qū)分別定位在肺部前部和后部，前后兩次掃描感興趣區(qū)完全一致。測量感興趣區(qū)的SNR及噪聲。主觀圖像質量：采用5分法評價：極好：5分，極好的分辨率和對比度，沒有偽影；好：4分，好的分辨率和對比度，較小偽影；可：3分：有偽影和圖像噪聲，但是滿足診斷；較差：2分，由于偽影和差的對比度，影響診斷；差：1分，不能滿足診斷。

2 結果

2.1 X-CARE組與低劑量組間各參數(shù)及輻射劑量比較 X-CARE組的平均BMI是(23.53±3.81)kg/m2，平均ED為(1.10±0.16)mSv低劑量組的平均BMI是(23.53±4.81)kg/m2，平均ED為(1.49±0.31)mSv。X-CARE組與低劑量組相比，降低輻射劑量降低約26.17%，兩者間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見圖1、2，表1。

圖1 低劑量圖像，右肺感興趣區(qū)的選取(左肺同上)，有效輻射劑量1.40 mSv

圖2 X-CARE圖像，右肺感興趣區(qū)的選區(qū)(左肺同上)，有效輻射劑量1.19 mSv

項目X-CARE低劑量組BMI(kg/m2)23.53±3.8123.53±4.81ED(mSv)1.10±0.161.49±0.31*

注：與低劑量組比較,*P<0.05

2.2 X-CARE組與低劑量組圖像質量比較 X-CARE組與低劑量組相比，前部相同位置圖像噪聲、SNR以及主管評分間均不具有統(tǒng)計學差異(P>0.05)。X-CARE組前部與后部圖像噪聲、SNR以及主觀評分間均不具有統(tǒng)計學差異(P>0.05)。見表2。

3 討論

隨著醫(yī)學科技的發(fā)展，人體所接受的醫(yī)源性X線輻射劑量的越來越多，潛在的導致了人體器官患發(fā)癌癥可能性的增加。有研究發(fā)現(xiàn)，人體DNA雙鏈結構破壞的數(shù)量與醫(yī)源性輻射劑量密切相關[4,5]。因此，醫(yī)源性輻射的劑量，成為公眾日益關注的重要課題。隨著人們生活水平的提高，公眾體檢的人數(shù)和次數(shù)越來越多。CT是早期發(fā)現(xiàn)肺癌的主要手段，但是其輻射劑量大，尤其對于那些定期復查的患者來說，多次掃描輻射劑量是一個巨大的潛在危害。

項目X-CARE組前部后部低劑量組前部后部P值P1P2SNR12.24±3.3312.25±3.3212.28±3.4012.27±3.330.0890.057圖像噪聲(Hu)81.89±2.7681.90±2.5081.83±2.7782.00±2.500.5011.000主觀評分4.40±0.564.41±0.514.47±0.514.47±0.500.1570.317

注：P1:X-CARE組與低劑量組比較；P2：X-CARE組前部與后部圖像噪聲、SNR以及主管評分間均不具有統(tǒng)計學差異

胸部低劑量掃描已經(jīng)成為肺部篩查的一個流行趨勢。低劑量CT對肺癌高危人群篩選表明,其可敏感地檢出早期中央型及周圍型肺癌,將有助于提高肺癌患者的手術治療率[6]。然而，對于那些經(jīng)篩查發(fā)現(xiàn)肺結節(jié)的女性患者，無法定性者，大多需要定期復查。雖然胸部低劑量CT掃描模式是一種較為可行的復查模式[7]，對于女性來說，并不是靶器官的乳腺，卻無法避免的多次暴露在X線輻射中，多次大劑量輻射帶來的生物效應增加了潛在的致癌風險[8,9]。減少乳腺的直接輻射對于預防和減少乳腺癌及乳腺疾病有著極其重要的意義[10]，是臨床工作中應該必須考慮到的實際問題。

因此，使用一種較為合適的掃描模式，對于女性患者而言，尤其是年輕的女性患者，對于保護敏感腺體，如乳腺來說具有重要的臨床意義和價值。

近幾十年來，業(yè)界開發(fā)了多種減少劑輻射量的不同技術，很多已經(jīng)應用到臨床常規(guī)檢查中，其中包括管電流調制技術、自動曝光控制技術、心電門控技術、大螺距掃描，以及迭代重建技術和低管電壓掃描技術等。對于女性而言，乳腺的保護措施，如乳房的鉛屏蔽鉛和鉍屏蔽也被臨床應用，但因其費用較為昂貴，又不能反復應用，同時容易伴隨前胸壁偽影，因此實際工作中并沒被廣泛應用[11]。

通過各個商業(yè)公司和放射醫(yī)生的共同努力，開發(fā)了多種對于女性以及兒童的輻射敏感器官有所保護的掃描方式，并且應用于實際工作中，取得了重要成果。最近推出的器官依賴的管電流調制技術(OBTCM，Organ-based tube current modulation)，旨在減少CT對輻射敏感的器官輻射劑量，降低對輻射敏感組織的損害，對于保護女性乳腺具有重要大意義。西門子推出的X-Care技術能夠選擇性地屏蔽對輻射敏感器官的直接照射，當探測器掃描至敏感器官前方時，X線球管管電流降低；為了保持圖像質量，當X球管轉到人體后部時，管電流逐漸增加[12]。雖然，當X線球管旋轉到背側時，由于管電流的增加，因此，造成了背側輻射劑量的增加，但是對于患者來說，整體的輻射劑量卻是減少的。Ketelsen等[12]的模型試驗發(fā)現(xiàn)，該技術能夠使女性前胸部乳腺120度的輻射劑量減少35.2%。Vollmar等[11]進行模型實驗發(fā)現(xiàn)，器官調節(jié)管電流調節(jié)技術，能夠降低乳房的輻射劑量達42%，同時保持圖像質量。同樣，Boos等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，使用X-CARE技術對兒童胸部掃描，在不影響圖像質量的情況下，能夠明顯的降低輻射劑量，保護兒童輻射敏感器官。因此，我們可以認為使用X-Care技術能在不用影像圖像質量的前提下，明顯的降低面?zhèn)容椛涿舾衅鞴偃缛橄俚妮椛鋭┝?。CT檢查時，灌注掃描在轉移瘤表現(xiàn)與DSA一致[14]，這種掃描方法計量較大。另外，低劑量CT掃描聯(lián)合迭代重建技術冠脈CTA成像是可降低輻射計量[15]，而CTA檢查本身輻射計量較大，進一步研究可以探討用X-CARE技術在灌注掃描和CTA檢查中能否實現(xiàn)對敏感器官保護。

本研究結果顯示，使用X-CARE技術掃描，對于肺結節(jié)復查的女性患者，總的輻射劑量明顯減低，比低劑量掃描模式降低了約26.17%。X-CARE組前部圖像噪聲雖然高于低劑量組，SNR及CNR低于低劑量組，但是并不影響圖像質量，主觀評分雨客觀評分與對低劑量組均不具有統(tǒng)計學差異。同樣，X-CARE組背側圖像噪聲略高于低劑量組，SNR及CNR低于低劑量組，圖像質量略低于低劑量組，但并不具有統(tǒng)計學差異，說明X-CARE技術能夠在降低輻射劑量的同時，保持了滿足診斷的CT圖像質量。總之，使用X-CARE技術對女性胸行CT掃描，可以有效的降低乳腺所受到的輻射劑量，而不降低圖像質量，能夠在滿足診斷要求的同時，對女性患者的乳腺施以有效的保護。

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項目來源：河北省醫(yī)學科學研究重點課題(編號：ZL20140177)

050011 石家莊市，河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院

R 445.3

A

1002-7386(2016)24-3765-03

2016-07-16)