2. 750004 银川, 宁夏医科大学总医院放射科;
3. 550025 贵阳, 贵州医科大学医学影像学院
2. Department of Radiology, The General Hospital of Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, China;
3. Medical Imaging Collage of Guizhou Medical University, Guiyang 550025, China
随着放射学技术的快速发展,CT检查次数不断增加,公众接受的医疗辐射也持续增加[1, 2]。目前,被用来评估CT检查辐射剂量的参数包括容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)等,但 CTDIvol是标准参考体模的辐射剂量,体模的扫描直径是16或32 cm,实际扫描中,不同的被检者其扫描直径、衰减系数也不同。此外,被检者所接受的辐射剂量与CT扫描仪的输出值及被检者的体型有关,而 CTDIvol只是设备的输出值,并没有考虑到被检者的体型因素。因此,对于某个特定的人体来说,CTDIvol不能对人体所接受的CT辐射剂量进行评估[3, 4]。体型特异性剂量评估(SSDE)是由美国医学物理师协会(AAPM)工作组第204号文件提出的[5],SSDE考虑到被检者体型的因素,它是对所测量的被检者线性尺寸的一个校正,本研究旨在比较CTDIvol及SSDE在评价辐射剂量的差异。
1.一般资料:收集本院2014年11月至2015年5月因不同病因行上腹部CT增强扫描的患者180例。其中,男98例,女82例,年龄18~84岁,平均(52.3±13.4)岁,体质量指数(BMI)18.3~35.1 kg/m2,平均(23.7±3.7)kg/m2。所有患者及家属检查前均签署检查知情同意书。
2.扫描方法:采用256层螺旋CT扫描仪(荷兰Philips公司,Brilliance iCT)进行扫描。患者取仰卧位,足先进,扫描范围自肝顶部至双肾下极,扫描中嘱患者屏气。扫描参数如下:采用自动管电流调制技术(DoseRight:Z-DOM),扫描时mAs为81~372 mAs,管电压120 kV,探测器准直128×0.625 mm,螺距0.993,X射线管旋转时间0.75 s,床速为105.9 mm/s。扫描时,使用高压注射器经肘/前臂静脉注射碘佛醇注射液(320或370 mgI/ml) 80~90 ml,注射速度2.5~2.7 ml/s,分别于注射造影剂前和后30、60、120 s分别采集平扫、动脉期、门静脉期、平衡期图像,采集矩阵512×512,层厚5 mm,层间距5 mm。
3.数据的采集与测量:将所有扫描图像传至同机Extended BrillianceTM Workspace工作站进行测量,采用工作站测量软件,在左肾静脉主干层面测量每位被检者的前后径(AP,cm)、左右径(LAT,cm),同时计算有效直径(ED),参考文献[5]如下:
此次检查中,所有被检者扫描时除定位像采用16 cm的体模,其余4期增强扫描均采用32 cm的标准体模获取CTDIvol值。为了比较不同体质量指数下CTDIvol与SSDE的差异,将180例患者分成3组,BMI<20 kg/m2记为A组,共29例,BMI介于20~24.9 kg/m2记为B组,共100例,BMI>24.9 kg/m2记为C组,共51例。
4. 统计学处理:计量资料以x±s表示。采用SPSS 17.0软件进行统计分析,采用单因素方差分析分别比较3组间LAT、AP、ED、fsize的差异;采用t检验分别比较所有被检者、不同BMI组CTDIvol与SSDE的差异;采用Pearson相关分析分别对被检者BMI与LAT、AP、ED进行相关性分析。P<0.05为差异有统计学意义。
1. 被检者各径线的测量结果:180例被检者中,5.56%的被检者ED分布在18~21 cm,21.67%分布在21~24 cm,38.89%分布在24~27 cm,24.44%分布在27~30 cm,8.33%分布在30~33 cm,1.11%分布在33~36 cm。A组被检者ED分布范围为18.3~27.2 cm,B组为20.4~29.7 cm,C组为25.0~35.1 cm。
3组被检者LAT、AP、ED差异均具有统计学意义(F=85.209~110.897,P<0.05),3组间转换因子差异有统计学意义(F=100.322,P<0.05),A组ED的平均值与体模的扫描直径(32 cm)差距最大,C组ED的平均值与体模的扫描直径(32 cm)差距最小(表 1)。被检者BMI与LAT、AP、ED之间均存在相关性(r=0.780~0.830,P<0.01)。
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表1 不同体质量指数被检者各径线测量值(x±s) |
2. 被检者的CTDIvol与SSDE测量结果:180例被检者CTDIvol和SSDE分别为(9.91±2.91)和(14.01±2.82)mGy,差异有统计学意义(t=-13.354,P<0.01)。3组CTDIvol及SSDE结果列于表 2。3组不同体质量指数组间CTDIvol与SSDE差异均有统计学意义(t=-15.051、-8.417、-4.535,P<0.01),其中,BMI<20 kg/m2时,SSDE较CTDIvol增加37%~89%,平均增加62.83%;BMI介于20~24.9 kg/m2之间时,SSDE较CTDIvol增加25%~88%,平均增加47.80%;BMI>24.9 kg/m2时,SSDE较CTDIvol增加2%~60%,平均增加28.40%。
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表2 不同BMI组被检者CTDIvol与SSDE值测量结果(x±s) |
CTDI为沿旋转轴(z)的平行线上的单层扫描剂量分布曲线下的面积,除以层厚时,CTDI变为剂量值[6, 7]。由于其测量时存在一定的局限性,随后衍生出了CTDI100、CTDIw、CTDIvol,可以采用CTDIvol对不同CT扫描仪输出的辐射剂量进行比较。CTDIvol与扫描的长度无关,而DLP的出现克服了这一缺陷(DLP=CTDIvol×扫描的长度[8])。无论是CTDIvol还是DLP,对于扫描参数(如管电压、管电流、X射线管旋转时间等)的变化很敏感,国内外报道的有关不同扫描方案间辐射剂量的比较,主要是通过对比CTDIvol和DLP[8, 9]。这两个剂量参数均与被检者的体型无关[10, 11],原因是CTDIvol及DLP是在对标准体模进行扫描时得到的,体模的扫描直径为16或32 cm,而对于不同的人体,其扫描直径不同,而SSDE参数的出现克服了这一难题。
SSDE是在CTDIvol的基础上得到的,这个过程需要转换因子对其进行标准化,而转换因子与被检者的体型有关,同时,与被采用体模的扫描直径有关,不同的被检者有效直径不同时,其转换因子不同。扫描所选取的体模不同,其转换因子亦不同。转换因子由4个独立的小组进行计算得到[5],虽然标准化的过程没有考虑到扫描仪及扫描时管电压的差异,但是,它对于SSDE的获取至关重要,原因是SSDE可以根据检查的类型对被检者的辐射剂量进行评估[3, 4]。目前,国内外报道较多的是比较不同扫描方案间SSDE的差异[12, 13],而有关比较不同体质量指数之间CTDIvol与SSDE差异的报道少见。
本组试验表明,由于CTDIvol仅仅能反映标准体模进行CT扫描时辐射剂量的大小,此次研究中,扫描时选取的是腹部体模,即扫描直径32 cm,而本组试验中仅8.33%(15例)的被检者有效直径在30~33 cm内,有效直径的达峰是24~27 cm,这与体模直径间存在差异。此外,3组不同体质量指数组中,仅体质量指数>24.9 kg/m2组有效直径在32 cm左右波动,因此,如果采用CTDIvol来评价被检者的辐射剂量存在一定的缺陷。
通过比较CTDIvol与SSDE值,无论体质量指数为多少,CTDIvol值均小于SSDE值,并且BMI<20 kg/m2时,两个参数间的差值最大,而BMI>24.9 kg/m2时,两个参数之间的差值最小。随着体质量指数的增加,被检者的有效直径也在增加,无论是采用16还是32 cm的体模,转换因子随着有效直径的增加而减小。因此,CTDIvol与SSDE的差值减小。此外,采用16 cm的体模进行扫描时,当有效直径≥16.4 cm时,转换因子<1;而采用32 cm的体模进行扫描时,当有效直径≥36 cm时,转换因子<1,此时,CTDIvol值大于SSDE值,即CTDIvol值高于被检者实际接受的辐射剂量。Valeri等[14]认为,对于体质量较小者及儿童被检者来说,CTDIvol值低于其实际所接受的辐射剂量;相反,CTDIvol会过高估算体质量较大的被检者所接受的实际辐射剂量。而本组试验中,被检者有效直径最大值为35.1 cm,此时转换因子为1.02,因此,本组试验不存在CTDIvol过高估算辐射剂量的现象。
总之,在计算SSDE时,由于考虑到被检者体型的因素,因此,SSDE能够反映某个特定体型的被检者在进行腹部CT检查时所接受的辐射剂量,但是,SSDE不能用来反映不同器官辐射剂量分布的差异[15]。本试验的不足之处:首先,试验对象为180例,但分布在3个不同体质量指数组的病例数仍偏少,由于样本量有限,被检者体质量指数、有效直径值范围较窄,仍需要更大的样本量来支持试验结果。其次,本组试验仅对接受腹部CT检查的被检者辐射剂量进行评估,而其他检查部位其辐射剂量未进行评估,需更进一步进行探索。
利益冲突 本研究接受宁夏留学人员创新创业项目资助,进行“容积CT剂量指数与体型特异性剂量评估估算腹部CT扫描辐射剂量”的相关研究,本人与本人家属、其他研究者,未因进行该研究而接受任何不正当的职务或财务利益,在此对研究的独立性和科学性予以保证。本文全体作者声明不存在任何利益冲突
作者贡献声明 袁肖娜负责文章设计方案的、文章的撰写,数据的测量、分析;陈勇负责文章设计方案的提出,帮助笔者完成数据的测量,文章撰写完成之后的校正;高知玲、马文东负责帮助笔者完成病例的收集;周娣、王海燕、陈宇欣负责帮助笔者完成数据的记录、整理
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