張見，張曉軍，楊鳳

南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210000；*通信作者 張曉軍 xjzhang@njmu.edu.cn

CT檢查是診斷兒童腹部疾病的常用方法[1]，但會給兒童帶來一系列輻射危害[2]。目前衡量輻射劑量的常用方法是容積CT劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol）。由于兒童的體型特點與標準體模存在巨大差異，其評估兒童的輻射劑量并不完全準確[3]。因此，美國醫(yī)學物理協(xié)會提出有效直徑（effect diameter，DE）和水當量直徑（water equivalent diameter，DW）計算的體型特異性劑量估算值（sizespecific dose estimate，SSDE）能更準確地衡量輻射劑量[4-8]，既往研究多集中于評估平掃期的輻射劑量，鮮有增強掃描相關研究。本研究擬比較對比劑引入前后平掃期及增強期SSDE的變化，評估兒童腹部增強CT檢查中SSDE衡量輻射劑量的價值及對比劑的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018年10月—2020年12月于南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院行腹部增強CT檢查的221例患兒，其中男105例，女116例，年齡0～14歲，平均（63.1±46.4）個月，根據(jù)年齡分為0～3歲、4～6歲、7～10歲、11～14歲組，每組分別為96、39、49、37例。所有圖像均滿足臨床診斷要求。納入標準：檢查體位標準；腹部體表無巨大占位引起腹部形狀明顯改變；18 kg/m2≤體重指數(shù)≤25 kg/m2；腹部內(nèi)外無金屬異物影，測量層面無結(jié)石、鈣化或超過層面1/2直徑囊性占位。排除標準：腹部腸氣過度充盈；腸腔內(nèi)含有高密度食物或藥物；腹部椎體呈成骨性改變。

1.2 儀器與方法 采用Philips Brilliance 128 iCT?；純簷z查前禁食、禁水4 h，自主或口服水合氯醛深睡眠后平躺于檢查床上，頭先進。雙臂上舉或置于胸部兩側(cè)。檢查參數(shù)為，管電壓：0～3歲80 kVp，4～6歲100 kVp，7歲以上120 kVp。管電流采用自動曝光控制并Z軸動態(tài)電流調(diào)節(jié)（Z-DOM）技術，螺旋掃描，螺距為0.914，球管旋轉(zhuǎn)速度0.33 s/r，探測器128×0.625 mm，掃描圖像層厚、層間距3 mm。腹部正側(cè)位定位像掃描，掃描范圍從膈頂至恥骨聯(lián)合，肝門水平腹主動脈對比劑示蹤閾值觸發(fā)掃描，閾值設置為150 Hu。觸發(fā)后分別在3 s、32 s時開始掃描動脈期及靜脈期圖像。使用雙筒高壓注射器經(jīng)手/足背靜脈注射對比劑碘克沙醇（320 mgI/ml），用量1.0～1.5 ml/kg，注射速度0.8～3.0 ml/s，然后注射12 ml生理鹽水。

1.3 DE及DW測量及SSDE計算 記錄檢查結(jié)束后機器自動生成的CTDIvol，基于32 cm標準聚甲基丙烯酸甲酯體模。

選取平掃期、動脈期及靜脈期原始圖像最中間層面畫一個包含所有解剖結(jié)構(gòu)的最小矩形感興趣區(qū)，測量其前后徑（anterior-posterior，AP）和左右徑（lateral diameter，LAT），計算DE及轉(zhuǎn)換因子fDE；在相同層面畫一個覆蓋所有解剖結(jié)構(gòu)的最小多曲線感興趣區(qū)，記錄其面積（AROI）及平均CT值（CTROI），計算DW及轉(zhuǎn)換因子fDW。所有數(shù)據(jù)均由同一名主管技師測量3次后取平均值，依據(jù)上述數(shù)據(jù)分別計算基于DE的SSDEDE及基于DW的SSDEDW。參考美國醫(yī)學物理協(xié)會204及220號報告，計算方法見公式（1）～（6）[9-10]，數(shù)據(jù)測量方法見圖1、2。

圖1 AROI及CTROI測量方法。緊貼患兒體表畫一多曲面感興趣區(qū)，記錄其面積（225.04 mm2）及平均CT值（46 Hu）

圖2 AP及LAT測量方法。畫一包含所有解剖結(jié)構(gòu)的最小矩形感興趣區(qū)，分別測量其LAT（199.55 mm）及AP（138.42 mm）

常數(shù)a、b平掃期取值為3.704 369、0.036 719 37，增強期取值為4.378 094、0.043 311 24。

1.4 統(tǒng)計學方法 使用SPSS 18.0軟件，符合正態(tài)分布且方差齊的計量資料以±s表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗；方差不齊的計量資料以M（Q1，Q3）表示，組間比較采用非參數(shù)秩和檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 轉(zhuǎn)換因子結(jié)果 4組患兒DE及DW組內(nèi)平掃期、動脈期和靜脈期間差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。221例患兒動脈期DW及fDW較平掃期變化范圍分別為-2.24 ～10.27mm及-0.97%～4.35%；靜脈期DW及fDW較平掃期變化范圍為-0.73～10.34 mm及-0.31%～4.37%；各分組DW在平掃期、動脈期和靜脈期三期間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。0～3歲、4～6歲、7～10歲fDE、fDW組內(nèi)差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），11～14歲組fDE、fDW組內(nèi)差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），fDE、fDW隨年齡增加呈減小趨勢，見圖3、4及表1。

表1 不同年齡組患兒各期轉(zhuǎn)換因子結(jié)果比較（±s）

表1 不同年齡組患兒各期轉(zhuǎn)換因子結(jié)果比較（±s）

注：DE：有效直徑；fDE：基于有效直徑的轉(zhuǎn)換因子；DW：水當量直徑；fDW：基于水當量直徑的轉(zhuǎn)換因子

分組平掃期動脈期靜脈期F值P值0～3歲DE（cm）14.29±1.15 14.28±1.16 14.29±1.12 0.01＞0.05 fDE 2.19±0.09 2.35±0.13 2.36±0.11-9.38＜0.01 DW（cm）14.39±1.21 14.62±1.22 14.73±1.21 1.98＞0.05＜0.01 4～6歲fDW 2.19±0.10 2.33±0.12 2.32±0.12 46.81 DE（cm）15.53±1.55 15.49±1.51 15.51±1.49 0.01＞0.05 fDE 2.10±0.12 2.24±0.15 2.25±0.14-6.87＜0.01 DW（cm）15.91±1.48 16.13±1.53 16.23±1.54 0.46＞0.05＜0.01 7～10歲fDW 2.07±0.11 2.18±0.14 2.14±0.14 8.93 DE（cm）17.87±2.29 17.89±2.21 17.89±2.31 0.01＞0.05 fDE 1.93±0.15 2.03±0.19 2.03±0.21-1.97＜0.01 DW（cm）18.41±2.22 18.69±2.26 18.78±2.31 0.37＞0.05＜0.01 11～14歲fDW 1.89±0.15 1.96±0.18 1.95±0.18 3.02 DE（cm）19.75±2.19 19.74±2.13 19.74±2.22 0.01＞0.05 fDE 1.80±0.14 1.87±0.17 1.87±0.19-2.21＞0.05 DW（cm）20.27±2.20 20.53±2.25 20.63±2.24 0.25＞0.05 fDW 1.77±0.14 1.81±0.17 1.80±0.17 0.73＞0.05

圖3 SSDEDW平掃期轉(zhuǎn)換因子fDWP（藍線）和動脈期轉(zhuǎn)換因子fDWA（紅線）與有效直徑的相關性

圖4 SSDEDE平掃期轉(zhuǎn)換因子fDEP（藍線）和動脈期轉(zhuǎn)換因子fDEA（紅線）與有效直徑的關系

2.2 輻射劑量比較結(jié)果 各分組組內(nèi)CTDIvol、SSDEDE、SSDEDW不同掃描期間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），且組內(nèi)CTDIvol＜SSDEDW＜SSDEDE。不同掃描期CTDIvol 組內(nèi)差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；組內(nèi)SSDEDE、SSDEDW平掃期與動脈期、靜脈期間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）；組內(nèi)同一掃描期SSDEDE與SSDEDW間除0～3歲組差異無統(tǒng)計學意義外，其余分組差異均有統(tǒng)計學意義。平掃期4個年齡組其SSDEDW比CTDIvol分別高117.65%、105.97%、83.24%、70.49%，動脈期4個年齡組SSDEDW比CTDIvol 分別高132.73%、117.98%、92.03%、73.98%。見表2。

表2 不同年齡組患兒輻射劑量結(jié)果比較（±s）

表2 不同年齡組患兒輻射劑量結(jié)果比較（±s）

注：CTDIvol：容積CT劑量指數(shù)；SSDEDE：基于有效直徑的體型特異性劑量估算值；SSDEDW：基于水當量直徑的體型特異性劑量估算值；a組內(nèi)同一掃描期SSDEDE與SSDEDW比較，P＜0.001

分組CTDIvol（mGy）SSDEDE（mGy）SSDEDW（mGy）H值P值0～3歲平掃期2.20（2.00，2.40）4.77（4.41，5.23）4.76（4.44，5.22）189.22＜0.001動脈期2.20（2.00，2.40）5.13（4.73，5.61）5.09（4.67，5.56）a 190.23＜0.001＜0.001 4～6歲靜脈期2.20（2.00，2.40）5.13（4.73，5.61）5.09（4.67，5.53）a 190.36平掃期2.70（2.40，2.80）5.68（5.21，5.97）5.62（5.10，5.85）a 77.29＜0.001動脈期2.70（2.40，2.80）6.06（5.58，6.45）5.87（5.46，6.20）a 54.21＜0.001＜0.001 7～10歲靜脈期2.70（2.40，2.80）6.06（5.58，6.45）5.89（5.42，6.19）a 53.53平掃期3.40（3.10，4.00）6.83（6.24，7.45）6.71（6.09，7.36）a 91.02＜0.001動脈期3.40（3.10，4.00）7.18（6.55，7.83）6.95（6.31，7.53）a 93.88＜0.001＜0.001 11～14歲靜脈期3.40（3.10，4.00）7.18（6.55，7.83）6.91（6.28，7.46）a 94.03平掃期4.80（4.30，5.50）8.47（7.87，9.45）8.55（7.76，9.23）a 71.81＜0.001動脈期4.80（4.30，5.50）8.77（8.26，9.68）8.56（8.02，9.32）a 73.08＜0.001靜脈期4.80（4.30，5.50）8.77（8.26，9.68）8.53（7.96，9.32）a 73.26＜0.001

3 討論

CT是一種帶有輻射損傷的檢查方法，在滿足圖像質(zhì)量的前提下盡可能地減少輻射損傷，在獲得高質(zhì)量圖像與降低輻射劑量之間尋找一個最佳平衡點至關重要[11]。本研究使用能夠最大程度地減少患兒輻射劑量的低管電壓及Z-DOM技術。對于管電流控制Z-DOM技術能夠保證圖像質(zhì)量與輻射劑量的最佳匹配，但要求患兒檢查部位中心盡可能地位于球管等中心[12]。本研究采用腹部正側(cè)雙定位圖像掃描，先由檢查技師擺放患兒正中矢狀面與球管X軸中心線重合，再手動調(diào)節(jié)檢查床位置，使球管Y軸中心線與患兒腋中線一致，最后在雙定位像上微調(diào)患兒位置，使其體位中心位于球管射線等中心位置，最大程度地保證體位中心與球管等中心重合。采用傳統(tǒng)的CTDIvol及目前認為最準確的指標SSDE評估輻射劑量。SSDE的計算由轉(zhuǎn)化因子和CTDIvol相乘獲得，fDE、fDW與受檢部位不同因素有關[13]，包括受檢者體型、檢查部位組織結(jié)構(gòu)、檢查參數(shù)等，因此SSDEDE與SSDEDW之間其輻射劑量評價仍有差異。

本研究結(jié)果表明，各年齡組CTDIvol、SSDEDE、SSDEDW均存在顯著差異；組內(nèi)同一掃描期SSDEDE與SSDEDW間除0～3歲組無顯著差異外，其余組均有顯著差異。各年齡組測得的轉(zhuǎn)換因子均＞1，且隨年齡增加，轉(zhuǎn)換因子呈減小趨勢。SSDEDE及SSDEDW各年齡組均比CTDIvol高，因此CTDIvol嚴重低估了其實際輻射劑量。在平掃期4個年齡組其SSDEDW分別比CTDIvol高117.65%、105.97%、83.24%、70.49%，動脈期4個年齡組SSDEDW分別比CTDIvol高132.73%、117.98%、92.03%、73.98%，低估程度均隨年齡減小而增加。

對比劑對DW測量結(jié)果的影響：對比劑的引入必然會影響測量層面的CT值，進而影響其DW及fDW值?；純簷z查前禁食、禁水，最大限度地消除了攝入食物的成分對測量數(shù)據(jù)的影響。本研究顯示，對比劑的引入增大了測量層面的CT值，使得DW增加。在所有分組患兒的測量中，其DW增加最大值為10.34 mm，根據(jù)轉(zhuǎn)換因子公式計算其轉(zhuǎn)換因子變化約為4.37%。McCollough等[14]報道，SSDE衡量精確為20%以內(nèi)，轉(zhuǎn)換因子4.37%的變化對于SSDE的計算影響較小，Viggiano等[15]研究顯示對比劑對成人腹部DW的結(jié)果影響微乎其微，本研究結(jié)果也證實了這一結(jié)論，不同增強周期SSDEDW間無顯著差異。通過繪制平掃期水當量直徑轉(zhuǎn)換因子（fDWP）和動脈期水當量直徑轉(zhuǎn)換因子（fDWA）與有效直徑的關系可見，fDWA與fDWP回歸曲線隨有效直徑增加其計算值趨近，與本研究11～14歲組患兒fDWP與fDWA無顯著差異這一結(jié)果相符，其原因為：隨著患兒年齡增加，腹部含氣量減少，腹部器官發(fā)育逐漸成熟，其CTROI逐漸增大接近于水甚至超過水，對比劑對其增大效應低于腸氣對其減低效應，這是由幼兒特殊的腸腔成分決定的。但對于同一患兒，由于對比劑的存在，其動脈期SSDEDW仍然大于平掃期SSDEDW。盡管在數(shù)值上，對比劑的引入對DW的影響較小，但由于對比劑的引入，在診斷X線能量范圍內(nèi)，其光電效應發(fā)生概率大幅度增加[16]，轉(zhuǎn)換因子計算公式中a、b值發(fā)生變化，導致其轉(zhuǎn)換因子較平掃期增大，因而輻射劑量亦較平掃期增加。本研究中，各年齡組不同掃描周期fDE均高于fDW，隨著年齡增加，組內(nèi)fDE較fDW間差異呈增大趨勢，與既往研究結(jié)論一致：鄭麗麗等[17]報道在兒童腹部SSDEDE較SSDEDW低估了0.77%的輻射劑量；袁子龍等[18]報道在成人腹部SSDEDE較SSDEDW高估了4.8%的輻射劑量。

本研究的局限性：①SSDEDW的計算，本研究采用AAPM報告建議使用的掃描范圍中心層面圖像。腹部實質(zhì)器官分布不均，對比劑蓄積不均勻，因而使用中心層面可能會使研究數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差。②對于兒童泌尿系統(tǒng)疾病的延遲掃描圖像未納入研究。由于延遲掃描時間間隔變大，其膀胱內(nèi)對比劑蓄積變多，其對DW的影響是否有統(tǒng)計學意義尚不明確。③由于兒童體型限制，本研究管電壓最大使用為120 kVp，未涉及140 kVp管電壓下對比劑對DW的影響，尚需進一步研究。

總之，CTDIvol嚴重低估了輻射劑量，且患兒體型越小，其低估程度越大，使用SSDEDW能更好地反映實際輻射，特別是嬰幼兒。對比劑引入前后DW的變化無顯著差異，但其存在增大了光電效應發(fā)生的概率，增加了患兒輻射劑量。

利益沖突 所有作者均聲明無利益沖突