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体型特异性剂量估计的新概念及临床应用
CT检查时设置扫描参数的原则是在得到临床诊断可接受的图像质量的前提下,尽可能降低辐射剂量.而患者所接受的辐射剂量,不仅与CT设备的输出剂量有关,也与患者本身体型相关.现有的CT设备提供的辐射剂量信息,如容积CT剂量指数(CTDIvol),是基于固定大小聚甲基丙烯酸甲酯模型测量所得,并未考虑到患者的不同体型信息.美国医学物理师学会(AAPM)在204和220报告中提出了一种新的患者辐射剂量估算方法——体型特异性剂量估计(SS-DE),综合考虑了CT辐射输出量和患者体型信息,能准确评估患者辐射剂量.本文对SSDE的新概念和临床应用进展进行综述.
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不同年龄段儿童与成人肺部CT扫描体型特异性剂量估计
目的 使用常规辐射剂量评估参数与体型特异性剂量估计方法比较不同年龄段儿童和成人肺部CT扫描时所受辐射剂量的差异.方法 回顾性连续抽样华中科技大学同济医学院附属协和医院2017年1月至2018年7月肺部CT扫描患者,共406例,按照年龄分为6组(0～2岁、3～6岁、7～10岁、11～14岁、15～18岁、18岁以上).基于MATLAB平台开发的dicom数据处理软件,抽取每例患者的容积CT剂量指数(CTDIvol)值、剂量长度乘积(DLP)值,同时根据美国医学物理师学会(AAPM) 220报告提出的体型特异性剂量估计(SSDE)方法,计算每例患者的水当量直径Dw及SSDE值.分析分别使用两种方法时,不同年龄段儿童和成人肺部CT扫描时所受辐射剂量的差异.结果 各年龄组CTDIvol值均显著低于SSDE值,差异有统计学意义(t=-36.36、-32.83、-30.36、-28.74、-23.89,P＜0.05),不同年龄组SSDE值较CTDIvol值分别增加137％、94％、79％、57％、42％.成人组的CTDIvol值同样低于SSDE值,差异有统计学意义(t=-21.92,P＜0.05),SSDE值较CTDIvol值增加41％.随着年龄的升高,各年龄组儿童患者CTDIvol值、DLP值、Dw值、SSDE值逐渐升高,并均明显小于成人组,差异有统计学意义(F=63.39、203.28、89.27、103.44,P＜0.05).各年龄组的转换系数f随着年龄的增加显著降低,均明显高于成人组,差异有统计学意义(F=109.83,P＜0.05).结论 在肺部扫描中,相比于成人,CTDIvol会严重地低估儿童所受的辐射剂量,年龄越小的患者,被低估得越严重,而SSDE方法考虑到受检者体型差异,能够更准确地反映不同患者所受的辐射剂量.
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体型特异性剂量估计的概念和方法
为了降低辐射剂量并且得到临床可接受的图像,需要对CT检查的辐射剂量进行准确评估,但检查中患者受到的辐射剂量与患者体型的大小和CT扫描设备的辐射输出都是相关的,本文将对更为合理的估算患者CT检查时所受辐射剂量的体型特异性剂量估计(SSDE)方法及其局限性作一综述.
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直肠癌术后骶前肿块CT灌注成像
目的:探讨CT灌注成像不同扫描周期所测量的灌注参数对直肠癌术后骶前肿块的鉴别诊断价值.方法:10例直肠癌Mile′s术后8～120个月(平均50个月)患者,因发现骶前软组织肿块行CT平扫,发现骶前软组织肿块11个.所有病例进一步行CT灌注成像,扫描周期为1s,共扫描60s.记录CT剂量长度乘积(DLP)、CT剂量指数(CTDIvol),计算体型特异性剂量评估值(SSDE).经后处理获得灌注参数包括血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、表面通透性(PS).手工选择性删除图像,分别获得扫描周期为2、3、4、5、6和10s时的各项灌注参数.CT检查一周内患者进行CT引导下活检,获得病理结果,并进行长期随访(27～42个月),将肿块分为复发组(6例)和瘢痕组(5例),统计不同扫描周期所获灌注参数在两组间的差异.结果:患者SSDE为(1868±173)mGy,扫描周期为1、2、3、4、5、6和10s的有效剂量分别为41.7、20.8、13.9、10.4、8.3、7.0和4.2mSv.扫描周期为1s时,两组间BF、BV、PS差异有统计学意义(P=0.000～0.007);扫描周期为2、3、4和5s时,两组间BF、BV、PS差异均有统计学意义(P=0.006～0.048、0.000～0.028、0.012～0.028和0.008～0.039);扫描周期为6s时,两组间BF、BV差异有统计学意义(P=0.000～0.012);扫描周期为10s时,两组间BF差异有统计学意义(P=0.033).结论:复发组和瘢痕组的CT灌注参数中BF、BV和PS对直肠癌术后骶前肿块的性质具有诊断意义;通过延长灌注扫描周期,可降低射线剂量,其中BV、PS值为可靠;扫描周期5s以内时,BV、PS值可达到鉴别诊断目的,有效剂量降低至8.3mSv.
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80 kVp条件下碘克沙醇(270 mg I/mL)应用于冠状动脉CTA检查的可行性研究
目的:探讨在80 kVp条件下应用碘克沙醇(270 mg I/mL)行冠状动脉CTA检查的可行性,并评估自适应统计迭代重建(ASiR)的应用价值.方法:招募47例受试者行冠状动脉CTA检查.采用前瞻性心电触发扫描模式行冠状动脉CTA扫描,管电压80 kVp,管电流600 mA.对比剂为碘克沙醇(270 mg I/mL),总量60 mL.对原始图像的重建采用滤波反投影(FBP)、30％～40％、60％、80％及100％ASiR算法.记录所有患者接受的辐射剂量.由2名心血管系统影像诊断医师分别对冠脉4段主要分支、5组重建图像的诊断信息(冠脉边缘锐利度、斑块与冠脉管腔对比度、图像主观噪声、诊断信心)按5分法进行主观评定,并行统计学分析.将冠脉分为16个节段,测量其CT值及图像背景噪声,并计算图像对比噪声比(CNR)及信噪比(SNR),并进行统计学分析.结果:共37例受试者入组.分析4个血管节段,冠脉图像质量均可达到临床诊断要求,60％及80％ ASiR组的诊断信心高于其它各组,且60％ ASiR组冠脉边缘锐利度优于80％ ASiR组,并在其它细节评估方面不低于其它各组.共分析16个血管节段,冠脉各节段CT值均＞250 HU.随ASiR比例的增加,噪声值逐渐下降,CNR、SNR逐渐增高,且各组间差异均有统计学意义.结论:在80 kVp条件下应用碘克沙醇270 mgI/mL行冠状动脉CTA检查,获得的图像可满足临床需求,推荐使用60％ ASiR重建.
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前瞻性心电触发扫描模式应用于心律不齐患者冠状动脉CTA检查的可行性研究
目的:探讨心律不齐患者采用前瞻性心电触发扫描模式行冠状动脉CTA检查的可行性.方法:回顾性搜集本院行冠状动脉CTA检查的13例心律不齐患者的病例资料.所有患者均行双源CT扫描结合前瞻性心电触发扫描模式,每个R波后250～350 ms采集,管电压120 kVp,自动毫安.对比剂采用碘克沙醇(270 mg I/mL),注射30 mL.记录所有患者的辐射剂量.将冠状动脉分为15个节段,由2名影像科医师进行图像质量评价,并测量CT值.对结果进行统计学分析.结果:13例患者均一次完成检查,平均有效辐射剂量为(2.61±1.29) mGy.主观评估了冠状动脉CTA的172个节段,有163个节段达到诊断要求,94.77％满足临床诊断要求.80.12％的节段管腔内CT值＞250 HU.结论:心律不齐患者应用前瞻性心电触发扫描模式时,行冠状动脉CTA检查可以得到较好的图像质量,基本满足临床诊断要求.
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100 kVp条件下碘克沙醇(320 mg I/mL)应用于冠状动脉CTA检查:佳重建参数的选择
目的:探讨100 kVp条件下碘克沙醇(320 mg I/mL)应用于冠状动脉CTA(CCTA)检查时,使用不同比例自适应统计迭代重建(ASiR)的图像质量,得出佳重建参数.方法:前瞻性收集临床疑诊冠脉病变、身体质量指数(BMI) 20～25 kg/m2的患者资料.所有患者均行64排冠状动脉CTA检查,采用前瞻性心电触发扫描模式,管电压100 kVp,管电流600 mA.增强扫描使用对比剂碘克沙醇(320 mg I/mL),共60 mL.采用滤波反投影(FBP)及30％～40％、60％、80％、100％ ASiR对原始数据进行重建,得到5组图像.由2名有经验的影像科医师分别对冠状动脉各节段的5组重建图像进行主观评价,包括整体评分和细节评分,并行统计学分析.测量冠脉各节段CT值,定量计算5组图像噪声及对比噪声比(CNR),并行统计学分析.结果:共40例受试者入组,共分析4个血管节段,冠脉各节段图像质量均达到临床诊断要求.30％～40％ASiR组诊断信心明显高于其它各组,且在冠脉边缘锐利度、斑块与冠脉管腔对比度、图像主观噪声方面评分不低于其它各组.共分析16个血管节段,所有冠脉节段平均CT值均＞300 HU.不同比例ASiR组的噪声均低于FBP组,CNR均高于FBP组,且各组间差异有统计学意义.结论:100 kVp条件下碘克沙醇(320 mg I/mL)应用于CCTA检查,可以满足临床诊断需要,推荐使用30％～40％ ASiR进行图像重建.
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100kVp条件下碘克沙醇(270 mg I/mL)应用于冠状动脉CTA检查的可行性研究
目的:探讨100 kVp条件下碘克沙醇(270 mg I/mL)应用于冠状动脉CTA(CCTA)检查的可行性,比较不同比例自适应统计迭代重建(ASiR)的图像质量.方法:前瞻性收集临床疑诊冠状动脉病变、身体质量指数(BMI) 20～25 kg/m2的患者资料.所有患者行64排CCTA检查,采用前瞻性心电触发扫描模式,管电压100 kVp,管电流600 mA.使用对比剂碘克沙醇(270 mg I/mL),共60 mL.采用滤波反投影(FBP)算法及30％～40％、60％、80％、100％ ASiR算法对原始数据进行重建,每位患者得到5组重建图像.由1名有经验的影像科医师分别对5组冠状动脉图像进行主观评分,并行统计学分析.测量冠状动脉各节段CT值和图像噪声,计算5组图像的信噪声比(SNR)和对比噪声比(CNR),并行统计学分析.结果:共45例受试者入组.冠状动脉各节段图像符合诊断要求的比例为95.6％(172/180).60％和80％ ASiR图像质量评分均高于100％ ASiR,差异具有统计学意义(P＜0.05),其余FBP及ASiR图像质量评分之间差异均无统计学意义(P＞0.05).所有冠脉节段平均CT值均＞300 HU.ASiR重建的图像噪声低于FBP重建,且ASiR重建比例越高,噪声越低.ASiR重建图像中血管的SNR和CNR均显著高于FBP重建者(P＜0.001),且ASiR重建比例越高,SNR和CNR越高.结论:100 kVp条件下碘克沙醇(270 mg I/mL)应用于CCTA检查可以满足临床诊断需要,迭代重建能够提高图像质量,本组条件下推荐使用30％～40％ASiR进行重建.
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100 kVp条件下碘克沙醇（270 mg I／mL）应用于头颈部CTA 检查的可行性研究
目的：探讨100 kVp条件下应用碘克沙醇（270 mg I/mL）行头颈部CTA检查的可行性。方法：连续40例行头颈部CTA检查的患者，根据检查方案分为A、B两组进行评价。A组：使用碘帕醇（370 mg I/mL），管电压120 kVp，噪声指数（NI）13，共20例；B组：使用碘克沙醇（270 mg I/mL），管电压100 kVp，NI 11，共20例。读取CT剂量报告中的容积剂量指数（CTDIvol），计算体型特异性剂量估计（SSDE）值。图像质量主观评价：采用双盲法由两位具有3年以上CT诊断经验的医师采用5分法进行评价。图像质量客观评价：测量并分析两组中主动脉、颈总动脉、颈内动脉及大脑中动脉的CT值和标准差（SD）。结果：A、B组中患者年龄[分别为（64．55±8．76）岁和（63．65±14．06）岁]和BMI[（23．92±2．23）和（23．56±2．20）kg/m2]的差异无统计学意义（P＞0．05）。A、B 两组间 CTDIvol[分别为（33．39±2．53）和（26．76±1．03）mGy]和SSDE[分别为（66．27±4．01）和（53．58±2．06）mGy]的差异有统计学意义（P＜0．05）。A、B组间主观评分（分别为4．20±0．62和4．10±0．55）的差异无统计学意义（P＞0．05）。客观评价：两组间主动脉、颈总动脉、颈内动脉和大脑中动脉的CT值及SD值的差异均无统计学意义（P＞0．05）。结论：100 kVp条件下、应用碘克沙醇（270 mg I/mL）行头颈部CTA检查，在图像质量保持不变的情况下，可降低辐射剂量并减少对比剂使用量。
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100 kVp条件下碘克沙醇（270 mg I／mL）应用于肾动脉CTA 检查的可行性研究
目的：探讨100 kVp条件下、使用碘克沙醇（270 mg I/mL）行肾动脉CTA检查的可行性。方法：18例行肾动脉CTA检查的连续病例根据CT扫描管电压分为两组：100 kVp组（10例）和120 kVp组（6例），记录2组的容积CT剂量指数（CTDIvol），计算体型特异性剂量估计（SSDE）值。由2位有经验的影像诊断医师对图像进行主观评分，包括：整体图像质量、图像细节（血管锐利程度、MPR显示分支、VR显示分支、MIP显示分支）。图像客观评价包括：目标血管和背景的CT值（腹主动脉动脉、双侧肾动脉、竖脊肌），对比噪声比（CNR）及信噪比（SNR）。两组间辐射剂量及客观评价指标的比较采用两独立样本 t 检验，主观评价指标的比较采用 Mann-Whitney U 检验。结果：100 kVp 组 CTDIvol 为（11．19±3．85）mGy，120 kVp组为（17．37±2．63）mGy，两组间差异有统计学意义（P＜0．05）。100 kVp 组 SSDE 为（15．48±4．41）mGy，120 kVp组为（25．00±2．49）mGy，两组间差异有统计学意义（P＜0．05）。主观评价：两组图像质量整体评分的差异无统计学意义（Z＝-1．60，P＞0．05）；两组图像血管锐利程度评分的差异有统计学意义（Z＝-2．162，P＜0．05）；两组中重组图像在显示血管分支方面，MPR（Z＝-0．972，P＞0．05）、VR（Z＝-1．696，P＞0．05）和 MIP 图像（Z＝-1．626，P＞0．05）间的差异均无统计学意义。客观评价：100 kVp 组腹主动脉 CT 值为（291±32）HU，120 kVp 组为（224±20）HU，两者差异有统计学意义（P＜0．05）；100 kVp 组肾动脉 CT 值为（278±37）HU，120 kVp 组为（222±15）HU，两者差异有统计学意义（P＜0．05）；空气CT值及标准差在100 kVp组分别为（-992±2）和（9±2）HU，120 kVp组分别为（-995±2）和（7±2）HU，两组间2个指标的差异均无统计学意义（P＞0．05）；两组图像的 CNR 分别为22±4及21±3，差异无统计学意义（P＞0．05）；两组图像的SNR分别为30±7及30±6，差异无统计学意义（P＞0．05）。结论：100 kVp条件下应用碘克沙醇（270 mg I/mL）行肾动脉CTA检查，图像质量能满足诊断要求且降低了辐射剂量。
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100 kVp条件下碘克沙醇（270 mg I／mL）应用于分次团注双期CTU的可行性研究
目的：探讨100 kVp条件下、碘克沙醇（270 mg I/mL）应用于分次团注CT尿路成像（CTU）的可行性。方法：因血尿待查行CTU检查的连续10例患者行双期团注CTU扫描：管电压采用100 kVp，平扫后分2次团注对比剂碘克沙醇（270 mg I/mL），第一期剂量为0．6 mL/kg，延时10～15 min后行第二期团注，剂量为0．9 mL/kg，对比剂第2次开始注射后延时100 s行肾实质-肾盂期CTU扫描。使用滤波反投影（FBP）及30％、50％、80％和100％（间隔10％）自适应统计迭代重建（ASiR）算法共获得5组CTU图像。记录并计算CTU 的体型特异性剂量评估（SSDE）值及有效剂量（ED）。由两位阅片者对2种重建方法共5组图像进行盲法独立阅片，对图像质量进行主观评分。测量各组图像的噪声、尿路各段CT值及对比噪声比（CNR）。结果：本研究中平均对比剂碘摄入量为26．39gI/例。SSDE 为（15．38±3．34）mGy，ED 为（6．45±1．95）mSv。与FBP图像相比，30％～100％ ASiR图像噪声逐渐降低，且差异具有高度统计学意义（P＜0．001），但各组间多数尿路分段CNR的差异无统计学意义（P＝0．005～1．000），80％ASiR相对于其它重建方法具有更高的图像质量主观评分。结论：100 kVp条件下、碘克沙醇（270 mg I/mL）应用于双期团注CTU，可获得符合临床诊断需要的图像，此种条件下推荐使用80％ASiR重建图像。
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100 kVp条件下碘克沙醇（270 mg I／mL）应用于肺动脉CTA 检查的可行性研究
目的：探讨100 kVp条件下使用碘克沙醇（270 mg I/mL）行肺动脉CTA检查的可行性。方法：54例连续患者行肺动脉CTA检查，分为两组：100 kVp组共27例，使用对比剂碘克沙醇（270 mg I/mL）；120 kVp 组27例，使用对比剂为碘帕醇（370 mg I/mL ）。两组使用对比剂的总量均为35 mL。记录2组的 CT 剂量指数（CTDI ）、剂量长度乘积（DLP），并计算有效剂量（ED）和体型特异性剂量估计（SSDE）值。对图像质量进行主观评分，并测量每例患者肺动脉各段的CT值，对主观评分和测量结果进行统计学分析。结果：两组患者的性别、年龄和身体质量指数（BMI）的差异均无统计学意义（P＝0．785、0．416和0．311）。100 kVp组使用对比剂的总碘量为9．45 g，120 kVp组为12．95 g。100 kVp组CTDI-vol、DLP、ED和SSDE值均低于120 kVp组，差异均有统计学意义（P＜0．05）。两组图像质量均符合诊断要求，主观评分的差异无统计学意义（P＞0．05）。两组肺动脉各段CT值的差异无统计学意义（P＞0．05）。结论：使用100 kVp 管电压、碘克沙醇（270 mg I/mL）行肺动脉CTA检查，图像质量能够满足临床诊断需求，同时降低了患者的辐射剂量及对比剂量。
