王光大，時高峰，楊麗，李揚，王琦，杜煜

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 CT室，河北石家莊 050011

X-care技術(shù)在胸部CT掃描中對患者敏感器官保護作用的研究

王光大，時高峰，楊麗，李揚，王琦，杜煜

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 CT室，河北石家莊 050011

目的探討雙源CT在進行胸部掃描時，使用X-care技術(shù)對患者敏感器官的保護作用。方法使用雙源CT胸部X-care掃描模式進行胸部掃描，采用體表檢測法測量患者所受輻射劑量，在每個患者在劍突下層面選取檢測點6個檢測點作為感興趣區(qū)，其中面?zhèn)热?個，背側(cè)取3個檢測點作為感興趣區(qū)。每個檢測點放置2個探測器。掃描結(jié)束后將檢測結(jié)果按面?zhèn)群捅硞?cè)分成兩組，比較兩組接受輻照劑量，比較單個人面?zhèn)群捅硞?cè)差異和減少率，以及兩肺前后部的噪聲差異。使用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS13.0，采用兩相關(guān)樣本非參數(shù)檢驗比較面?zhèn)群捅硞?cè)輻射劑量的差異，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果面?zhèn)容椪談┝靠偤?50.30 mSv，背側(cè)輻照劑量總和409.43 mSv，平均輻射劑量分別為（7.82±2.91）mSv、（12.80±5.29）mSv，面?zhèn)缺缺硞?cè)輻射劑量減少約38.9% （P＜0.05）。肺前部圖像噪聲（82.55±3.75）HU，肺后部噪聲（82.55±3.75）HU（P＞0.05）。信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）分別為（12.34±3.43）、（12.45±3.42）（P＞0.05），圖像噪聲和SNR的差異均不具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論雙源CT在進行胸部掃描時，使用X-care掃描技術(shù)，能夠在保持圖像質(zhì)量的條件下，明顯的減少受檢者面?zhèn)冉邮艿妮椪談┝?，對受檢者的敏感器官具有一定的保護作用。

X線計算機；體層攝影技術(shù)；輻射劑量；雙源CT；X-care技術(shù)；胸部掃描

引言

醫(yī)學(xué)電離輻射應(yīng)該符合防護與安全最優(yōu)化原則（As Low As Reasonably Achievable，ALARA）[1]。目前常用低劑量掃描辦法有降低管電壓、提高探測器性能，使用迭代重建算法等。這些方法可使受檢者整體接受的輻射計量降低，但沒有考慮到人體器官對輻射敏感性不同的問題，比如脂肪組織對輻射敏感性明顯低于腺體組織。而X-care 技術(shù)首次實現(xiàn)選擇性地屏蔽對輻射敏感器官的直接照射。雙源CT由兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成，可同時進行兩套數(shù)據(jù)的采集。球管旋轉(zhuǎn)到面?zhèn)葧r，減少管電流，以降低對敏感器官的直接照射。

使用X-care 技術(shù)可以降低受檢者檢查輻射劑量，同時選擇性地保護敏感器官，如減少對晶狀體、甲狀腺和乳腺的直接照射。在胸部掃描過程中，當X射線球管旋轉(zhuǎn)至敏感器官（如甲狀腺）直接照射位置時，輻射將被自動屏蔽，可使敏感器官輻射劑量顯著降低。X-care技術(shù)可以在其他成像條件保持不變的同時，減少約40%的輻射劑量。對于女性患者來說，使用X-care技術(shù)能夠大大減低輻射劑量，有針對性的降低乳腺索接受的輻射劑量，尤其對于那些需要多次進行復(fù)查的女性患者來說，具有重要的意義。這種模式的掃描，符合患者的利益，對于臨床也具有極大的研究價值。本實驗主要研究女性進行胸部CT掃描時，使用X-care技術(shù)對患者敏感器官即乳腺的保護作用，試圖尋找到一種常規(guī)保護女性敏感器官的一種掃描方式。

1 材料與方法

1.1 實驗器材

雙源CT（Siemens Somatom Definition Flash dual-source），熱釋光劑量儀測量輻射劑量（賽默飛世爾Thermo TLD3500），LiF（Mg、Cu、P）探測器（TLD model 469 RGD-3A），熱釋光探測器退火爐（BR2000A）。

1.2 實驗方法

隨機選取受檢者女性32人，平均年齡（58.8±14.2）歲，在其知情并同意的前提下，在每個患者劍突下層面選取檢測點6個檢測點。其中面?zhèn)热?個，分別在劍突下和兩側(cè)乳腺正中；背側(cè)取3個檢測點，分別在脊柱及兩側(cè)肩胛骨下緣。每個檢測點放置2個LiF（Mg、Cu、P）探測器。掃描前，全部探測器用熱釋光探測器退火爐退火清零。將探測器固定在志愿者身上，進行掃描。使用雙源CT的X-care掃描技術(shù)，采用頭先進仰臥位。掃描條件為：管電壓120 kV，管電流110 mAs，準直128 mm×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時間0.28 s，Pich 0.6，1.0 mm層厚。掃描結(jié)束后用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(jié)果取平均值。

在評價圖像方面，測量肺部的圖像噪聲。在兩肺及后部分別選取內(nèi)3個不同的類圓形感興趣區(qū)，圖像噪聲的感性趣區(qū)的選取，見圖1。測量其CT值的標準差（SD）的平均值分別作為肺前部與后部的圖像噪聲。選取感興趣區(qū)時盡量避開血管、細小支氣管、胸膜及肺后部的墜積效應(yīng)。

圖1 圖像噪聲的感性趣區(qū)的選取

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

將檢測結(jié)果按面?zhèn)群捅硞?cè)分成兩組，比較兩組接受輻照劑量，比較單個人面?zhèn)群捅硞?cè)對比減少率。讀出探測器的劑量，將檢測結(jié)果按面?zhèn)群捅硞?cè)分成兩組，比較兩組接受輻照劑量，比較單個人面?zhèn)群捅硞?cè)差異和減少率，以及肺前部與后部的圖像噪聲的差異。使用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。面?zhèn)群捅硞?cè)輻射劑量的比較采用兩獨立樣本的非參數(shù)檢驗，P＜0.05認為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。肺前部與肺后部圖像噪聲的比較采用兩相關(guān)樣本的t檢驗，P＜0.05認為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

對X-care圖像質(zhì)量及胸部前后壁探測劑量結(jié)果進行分析，可以得出32例患者面?zhèn)?、背?cè)平均輻射劑量分別為（7.82±2.91）mSv、（12.80±5.29）mSv，受檢者面?zhèn)容椛鋭┝勘缺硞?cè)輻射劑量減少約38.9%，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。肺前部的噪聲為（82.55±3.75）Hu。肺后部胸噪聲為（82.78±4.08）Hu，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）分別為（12.34±3.43）、（12.45±3.42）（P＞0.05），兩種間差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討論

近年來，CT在放射診斷中應(yīng)用越來越廣泛，在設(shè)備數(shù)量和接受CT檢查人數(shù)上均逐年增加，所以受檢者接受的輻射劑量也相應(yīng)增加。所有醫(yī)學(xué)電離輻射的應(yīng)用都應(yīng)該符合ALARA。傳統(tǒng)X線攝影和CT檢查時電離輻射由于能損害人體細胞內(nèi)DNA，有可能增加惡性腫瘤的風(fēng)險[1-2]。輻射相關(guān)風(fēng)險的發(fā)展與時間有關(guān)并逐年積累。在1996年～2009年之間，CT檢查的數(shù)量在西方世界翻了一倍多，雖然只有8%的診斷成像檢查的電離輻射來自于CT掃描，但其占總的輻射劑量的60%[3-4]。

胸部CT掃描時，輻射敏感器官如甲狀腺合女性乳房通常包含在掃描范圍之內(nèi)。因此，降低單次CT檢查的輻射劑量對于現(xiàn)代放射學(xué)來說更具價值。基于此目的，最近研發(fā)的器官-管電流調(diào)節(jié)技術(shù)（Organ-Based Tube Current Modulation，OBTCM）[5]，又稱X-care技術(shù)，旨在減少降低CT檢查對輻射敏感器官的輻射劑量。這種新的技術(shù)降低了管電流，能降低人體前部表面器官的輻射劑量，如乳腺、甲狀腺。Ketelsen等[6]證明使用特殊器官劑量方法，能夠降低器官輻射劑量的30%。

炫速雙源CT有兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，X-care技術(shù)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(guān)閉，以避免對敏感器官的直接照射，使用X-care技術(shù)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[7]。這項技術(shù)基于管的電流調(diào)節(jié)，使用X-care技術(shù)在胸部掃描過程中，當X線球管旋轉(zhuǎn)到人體前1/3時（乳腺、甲狀腺、眼睛），管電流降低，為了保證圖像質(zhì)量，人體兩側(cè)及后2/3體周的管電流相應(yīng)增加，即通過角度調(diào)節(jié)射線束和降低管電流前部120°的管電流，并輕度增加后部240°管電流[8-9]，在保證圖像質(zhì)量的同時，盡量降低受檢者面?zhèn)人邮艿妮椪談┝?，實現(xiàn)降低敏感器官輻射劑量的目的。其他降低乳腺的方法如鉍屏蔽技術(shù)，能夠降低女性乳腺輻射劑量約高達37.5%，但導(dǎo)致了圖像偽影的產(chǎn)生和圖像噪聲的增加[10]。最近一項兒童研究發(fā)現(xiàn)，鉍乳房屏障，聯(lián)合角度管電流調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠降低圖像偽影和對比噪聲比（Contrast-to-Noise Ratio，CNR）的影響[11]。研究證明，使用敏感器官屏蔽技術(shù)，能夠顯著降低這些器官的輻射劑量，女性乳腺能夠降低25%～48%，甲狀腺20%[6,10,12]。本研究顯示面平均輻射劑量分別為（7.82±2.91）mSv，而背測平均輻射為（12.80±5.29）mSv，面?zhèn)缺缺硞?cè)輻射劑量減少約38.9%（P＜0.05），與上述研究基本相符。而肺前部圖像噪聲與肺后胸部噪聲及SNR間差異均不具有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，我們可以認為使用X-care技術(shù)能在不用影像圖像質(zhì)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┝縖13-14]。在CT檢查中，灌注掃描在轉(zhuǎn)移瘤表現(xiàn)與DSA一致[15-16]，而灌注掃描計量較大，下一步試驗可以研究能否將X-care技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用。

總之，在CT掃描過程中，使用X-care技術(shù)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，以避免對敏感器官的直接照射，同時又兼顧了患者的健康，達到了圖像質(zhì)量與輻射劑量之間的平衡。

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本文編輯 袁雋玲

Study on the Protective Effect of X-care Technique on Sensitive Organs of Patients with Chest CT Scan

WANG Guang-da, SHI Gao-feng, YANG Li, LI Yang, WANG Qi, DU Yu
CT Room, the Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang Hebei 050011, China

ObjectiveTo discuss the protective effect of the X-care technique on the sensitive organs of patients when conducting chest scan with dual source CT. Methods Chest CT scan was conducted by dual source CT set with X-care scan mode and body surface detection method was used to measure the radiation dose of patients. Six detecting points were selected as regions of interest below the xiphoid of each patient, with 3 selected from surface side and 3 from dorsal side. Each detecting point has two detectors. The testing results were divided into two groups of surface side and dorsal side to compare their radiation dose, difference between surface side and dorsal side of single patient and depletion rate, as well as noise difference of anterior and posterior sides of both lungs. Statistics software SPSS13.0 was used to compare the radiation dose difference between two surface side and dorsal side, and result was statistically significant (P＜0.05).ResultsThe surface side irradiation dose was 250.30mSv, the radiation dose of the dorsal side was 409.43mSv, and the average radiation dose was (7.82±2.91) mSv and (12.80±5.29) mSv. The surface side radiation dose reduced about 38.9% compared with that of the dorsal side (P＜0.05). The anterior image noise was (82.55+3.75) Hu, and the noise was (82.55±3.75) Hu (P＞0.05) in the posterior part of the lung. Signal to noise ratio were (12.34±3.43) and (12.45±3.42) (P＞0.05) respectively, and the difference between image noise and signal to noise ratio has not statistical significance.ConclusionBy using X-care scan technique of dual source CT, on the premise of maintaining image quality, can significantly reduce radiation dose to the surface side of the subjects and protect the sensitive organs of subjects to some extent.

X-ray computer; tomography; radiation dose; dual source CT; X-ray technique; chest scan

R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.01.022

1674-1633(2017)01-0084-03

2016-09-28

2016-11-19

河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點課題（ZL 20140177）。

作者郵箱：today_5@qq.com