近年来，随着临床诊疗中CT检查数量的急剧增加，电离辐射暴露(尤其是多次重复检查)所导致的潜在致癌风险越来越受到广泛关注^[1-3]。此外，与成人相比，儿童的器官尚未发育完善，对X射线的敏感性更高，相同辐射剂量下，致癌的风险大幅度提高^[4-5]，降低儿童CT检查辐射剂量更为重要。

常用CT扫描辐射剂量评估参数包括容积CT剂量指数(volume CT dose Index, CTDI_vol)和剂量长度乘积(dose length product, DLP)，表征某一扫描条件下直径为16 cm或32 cm的CT体模辐射剂量，反映CT设备输出的辐射剂量^[6-7]，但不能反映患者接受的辐射剂量。2014年美国医学物理师学会(AAPM)发布220号报告^[8]，对体型特异性剂量估算(size specific dose estimation, SSDE)方法，患者体型的测量方法以及受检者个体化体型相关参数做进一步修正，提出利用水当量直径(water equivalent diameter, D_w)估算SSDE方法。基于以上进展，本研究拟使用常规辐射剂量评估参数(CTDI_vol与DLP)与体型特异性剂量估计方法，比较不同方法计算儿童和成人肺部CT扫描时所受辐射剂量的差异。

1.一般资料：回顾性连续分析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月在同一台CT机上行肺部CT扫描的儿童患者，同时为进行对比分析，抽取同一时间段内使用相同CT设备进行体检的成人患者胸部CT数据。排除图像不能满足诊断需求、存在运动伪影或外伤不能配合，以及由于金属伪影可能造成辐射剂量估计不准的病例。最终入组病例按年龄分组如下：0~2岁，73例，其中男性40例，女性33例；3~6岁，69例，其中男性38例，女性31例；7~10岁，67例，其中男性36例，女性31例；11~14岁，69例，其中男性36例，女性33例；15~18岁，63例，其中男性33例，女性30例；年龄>18岁的成人组65例，其中男性36例，女性29例(表 1)。

表 1(Table 1)

表 1 不同年龄组患者各参数结果(x±s) Table 1 Parameter values for patients in different age groups(x±s) 年龄(岁) 例数 男/女 CTDIvol (mGy) DLP (mGy·cm) Dw (cm) f SSDE (mGy) 0~2 73 40/33 1.52±0.22 32.68±7.42 12.06±0.88 2.37±0.06 3.62±0.95b 3~6 69 38/31 2.45±0.47 48.28±16.78 17.42±2.03 1.94±0.12 4.76±0.93b 7~10 67 36/31 3.28±1.27 62.28±28.48 19.46±2.24 1.79±0.13 5.87±1.98b 11~14 69 36/33 4.19±1.42 102.32±48.36 23.25±2.62 1.57±0.11 6.58±2.32b 15~18 63 33/30 5.18±2.28 192.28±88.78 25.84±2.36 1.42±0.09 7.36±2.56b >18 65 36/29 5.32±1.87 200.28±66.78 26.28±2.03 1.41±0.11 7.49±2.48b F值 0.261a 63.39 203.28 89.27 109.83 103.44 P值 0.998 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 注：CTDIvol.容积CT剂量指数；DLP.剂量长度乘积；Dw.水当量直径；f.转换因子；SSDE.体型特异性剂量估计。a χ2值；b各年龄组与CTDIvol比较，t=-36.36、-32.83、-30.36、-28.74、-23.89、-21.92，P < 0.05

表 1 不同年龄组患者各参数结果(x±s) Table 1 Parameter values for patients in different age groups(x±s)

2.扫描方法：使用德国西门子64排SOMATOM Definition AS CT进行肺部CT扫描。患者取仰卧位，头先进，两臂上举抱头，身体置于检查床正中。扫描开始前向患者解释扫描全过程，能够配合扫描后训练呼吸。扫描前尤其注意去除金属饰物和异物，避免产生伪影，扫描范围从肺尖开始扫描到肺底。对不能配合完成检查的儿童，检查前口服10%水合氯醛溶液镇静(0.5 ml/kg)，等待熟睡后，再对其进行肺部CT检查。扫描参数：采用螺旋扫描方式。为遵循合理可能尽量低(ALARA)原则，管电压100或120 kV，管电流为自动调制模式，层厚1 mm。

3.辐射剂量计算：将各组的胸部CT扫描数据及常规辐射剂量评估参数报告导入到本地后处理工作站。使用基于MATLAB平台的dicom数据分析软件，记录每个患者的CTDI_vol及DLP值。肺部CT扫描使用的是直径16 cm的聚甲基丙烯酸甲酯标准体模获取CTDI_vol值。同时，根据AAPM 220报告^[8]提出的SSDE方法，利用轴位CT图像数据，提取患者肺部区域，从而计算得到每例患者的水当量直径D_w，然后根据转换系数f，得出每个患者的SSDE值。

4.统计学处理：采用SPSS 20.0软件进行数据分析。首先使用K-S正态性检验方法分析各统计分析指标是否符合正态分布，对符合正态分布的计量资料类型统计指标使用x±s表示，对不同组之间，符合正态分布的计量资料类型统计指标首先使用单因素方差分析，组间两两比较采用双样本t检验；对分类资料(如性别)类型统计指标使用χ²检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.不同年龄组患者之间人口统计学信息方面比较：年龄构成方面，不同年龄组之间，患者构成的男女比例差异没有统计学意义(P>0.05，表 1)。

2.各年龄组患者不同方法计算的辐射剂量之间的比较：各年龄组CTDI_vol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)，18岁以下的不同年龄组SSDE值较CTDI_vol值分别约高137%、94%、79%、57%、42%。>18岁组的CTDI_vol值同样低于SSDE值，差异有统计学意义(t=-21.92，P < 0.05)，SSDE值较CTDI_vol值增加约41%。

3.各年龄组患者之间辐射剂量参数的比较：随着年龄的升高，各年龄组儿童患者CTDI_vol值、DLP值、D_w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，表 1)。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，表 1)。

随着我国经济水平及医疗器械的发展，CT机逐渐在基层医院普及，相应的CT检查频次也在不断增加。儿童由于其发育不完善、受到辐射后较成人敏感等特性，一直是辐射防护关注的重点^{[2, 4-5]}。由于CT检查快速低廉，加上我国人口基数大，并受放开二胎政策影响等，儿童CT检查数量多，尤其是头部和胸部重复CT扫描相对比较高^[9-10]。通常在儿童进行CT扫描时会对扫描参数和辐射剂量进行优化，但是儿童患者更加敏感，对儿童CT辐射防护需更加慎重^[11]。本研究的关注点即是不同年龄段儿童胸部CT扫描器官辐射剂量的评估。

常规CT辐射剂量评估通常使用CTDI_vol和DLP作为评价指标。但是由于CTDI_vol是基于直径为16 cm或32 cm的标准体模计算得到的，更多地反映的是设备的输出辐射剂量水平，主要应用场景应该是不同设备之间辐射剂量的比较，用来表示不同体型患者接受的辐射剂量是不合适的^[8]。CTDI_vol往往会低估体重较小者及儿童所接受的辐射剂量，而对于体重较大者所接受的实际辐射剂量又会被高估^{[8, 12]}。SSDE通过转换因子f对CTDI_vol进行校准，在考虑体型差异的情况下，可更准确地估计患者实际接受的辐射剂量。甚至在国外的一些地区，已经开始使用SSDE制定剂量参考水平^[13-16]。基于蒙特卡罗模拟的研究也说明SSDE尤其对体型较小的患者更有价值，能好地反映患者接受的辐射剂量^{[8, 17]}。本研究也发现对于不同年龄段的儿童与CTDI_vol相比，SSDE测得的辐射剂量显著更高，但是相比较年龄越小，体型越小的儿童组SSDE方法测得的辐射剂量增加越多，0~2岁的患者其辐射剂量值SSDE比CTDI_vol甚至高出约137%，这也意味着使用CTDI_vol得到的辐射剂量值可能不到实际所受辐射剂量的一半。一方面辐射剂量的低估量由SSDE计算中的转换因子f决定；另外一方面也提醒尽管在实际扫描中遵循ALARA原则，对儿童组的扫描进行了低剂量扫描方案设定，但是，由于体型原因，儿童实际受到的辐射剂量可能被严重低估，且年龄越小被低估得越严重。

SSDE的计算过程中需要将横轴位CT层面内不同物质对射线的衰减等效为某一直径的圆柱形水体模对射线衰减，即水当量直径D_w。SSDE中有研究发现，在腹部CT检查中，水当量直径与有效直径偏差较小，但是在肺部CT检查中，由于肺部软组织密度相对较小，水当量直径与有效直径偏差甚至可高达20%，即肺部CT检查的水当量直径与有效直径的差异更大，水当量直径更适合描述胸部体型特异性^[18-20]。本研究使用水当量直径D_w计算SSDE，评估不同年龄组的患者CT检查中个体所受的辐射剂量。年龄越小的患者，水当量直径D_w值越小。基于D_w计算得到的转换因子f值，0~2岁组高于成人组68%左右。但由于实际扫描中，年龄小的患者使用低剂量扫描方案，所以本研究中成人组CTDI_vol值明显高于0~2岁组儿童，约是其3.5倍。最终得到的结果中，成人组的SSDE值约为0~2岁组患者的2.1倍。

本研究仍存在一定的不足：实验对象按照年龄划分为不同的年龄组，很可能在儿童中存在体型较大的个体，同样在成人组中也可能存在体型较小的个体，这可能会对SSDE计算产生影响，另外一方面，由于分组过多，导致每组患者的样本量稍显不足。在将来的大数据分析中，可充分考虑年龄、性别、体型的综合影响，以实现对辐射剂量的精准评估。另外，本研究主要关注肺部CT平扫，由于辐射剂量存在累积效应，以后的研究中，可纳入肺部增强以及血管成像等需要重复扫描的CT检查，研究评估其辐射剂量特点。最后，本实验程序基于MATLAB平台语言开发，dicom图像运算和处理速度较慢，在去除床板等非患者本身物体时，仍需要手动交互操作，不够完全自动化，导致目前的程序还不能在大的数据集上自动化快速分析，在以后其他器官部位的应用中还需要进一步优化。

总之，在肺部扫描中，相比于成人，CTDI_vol会严重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。由于年龄越小的儿童对CT辐射更敏感，且使用CTDI_vol评价辐射剂量时被低估的更严重，所以临床工作中在对年龄较小的儿童进行CT扫描时，辐射防护工作需更加慎重。