中华放射医学与防护杂志  2019, Vol. 39 Issue (12): 951-954   PDF    
胸部CT扫描中颈部伸展体位应用价值的探讨
张卫国1 , 刘佳萍2 , 贾秀琴1 , 蒋涛1     
1. 首都医科大学附属北京朝阳医院放射科 100020;
2. 首都医科大学附属北京胸科医院放射科 101149
[摘要] 目的 探讨在胸部CT扫描中患者颈部伸展使甲状腺腺体上移以减少甲状腺辐射暴露的可能性。方法 对2017年3至6月北京朝阳医院进行胸部CT检查1 994例患者的图像资料进行比较分析,按颈部体位不同分为伸展组和常规组,每组997例,伸展组患者头颈部后仰成颌顶位。常规组采用常规头颅扫描头架,头部正常体位。以第一肋骨头为基准计数标志,观察两组患者甲状腺腺体暴露于扫描范围内的腺体长度及腺体全部移出扫描范围的例数。比较两组患者原发射线区域内甲状腺腺体扫描长度的差别。结果 伸展组患者甲状腺腺体暴露于扫描范围内的长度(4.69±5.68)mm,显著短于常规组(17.16±6.68)mm患者,差异有统计学意义(U=91 073.5,P < 0.05),并且伸展组患者甲状腺腺体完全脱离扫描范围内的例数519例,多于常规组32例,差异有统计学意义(U=594.8,P < 0.05)。52.1%患者的甲状腺腺体完全脱离扫描范围内原发射线的辐射暴露。结论 胸部CT扫描时患者颈部伸展可以使甲状腺腺体位于扫描野内的长度缩短,有效提高甲状腺的辐射防护。
[关键词] 计算机断层扫描    颈部体位    甲状腺    辐射剂量    
Evaluation of the value of neck extension in chest CT scanning
Zhang Weiguo1 , Liu Jiaping2 , Jia Xiuqin1 , Jiang Tao1     
1. Department of Radiology, Beijing Chaoyang Hospital, Capital Medical University, Beijing 100020, China;
2. Department of Radiology, Beijing Chest Hospital, Capital Medical University, Beijing 101149, China
[Abstract] Objective To explore the possibility that the neck extension in chest CT scanning would make thyroid move upward and reduce thyroid radiation exposure. Methods The images of 1 994 patients who underwent chest CT examination in Beijing Chaoyang Hospital from March to June in 2017 were compared and analyzed retrospectively. According to different cervical positions, patients were divided into extension group and routine group with 997 cases in each group. In the extension group, the head and neck bended back to the maxillary top position while in the regular group with normal position. The length of thyroid glands exposed to the scanning range and the number of cases of all glands moved out of the scanning range were observed with the first rib head as the baseline counting mark. The differences in exposed length of thyroid gland in primary radiation area between the two groups were compared. Results The length of exposed thyroid gland by primary radiation in the extension group (4.69±5.68) mm was significantly shorter (U=91 073.5, P < 0.05) than that in the routine group (17.16±6.68) mm. In addition, the number of thyroid glands out of scanning range completely in the extension group (n=519, with ratio of 52.1%) was significantly more (U=594.8, P < 0.05) than those in the routine group (n=32, with ratio of 3.2%). Conclusions During chest CT scan, the length of thyroid gland in the scanning field can be shortened with neck backbend position and the radioation protection for thyroid gland can be effectively improved.
[Key words] Computed tomography(CT)    Neck position    Thyroid    Radiation dose    

随着肺癌的患病率及病死率在世界范围内的持续增高,早期肺癌的肺结节筛查受到广泛关注[1]。CT检查已广泛应用于肺部筛查,而CT胸部扫描的累积剂量也越来越受到关注,特别对于部分或大部分暴露在照射野下的甲状腺尤为显著。目前主要的防护方法是以铅围脖为代表的物理防护和基于电子控制方面的主动控制技术,但铅防护会产生很大的金属伪影,严重影响肺尖部图像质量,降低检出率。而并随着低剂量技术的发展,优化了CT扫描方案,部分降低了患者辐射剂量,在一定程度上减少甲状腺区域剂量,但无法做到有效防护。刘海宽等[2]的研究表明,上肢体位对于甲状腺位置有很大影响,进而减小受照剂量,说明体位变化具有较大的方便性和有效性。如果可行则是对国际放射防护委员会(ICRP)规定的“可合理达到的尽可能低”(ALARA) [3]的放射线检查原则的最好体现。而其他体位亦可对甲状腺位置及剂量吸收有一定影响,但相关研究甚少。本研究回顾性地分析了CT胸部扫描中颈部伸展对减少甲状腺暴露的影响。

资料与方法

1.一般资料:选择2017年3至6月于北京朝阳医院进行胸部CT检查患者2 000例,排除其中5名不满18岁者,1名数据异常者,最终入组1 994例患者,其中男性980例,女性1 014例;平均年龄55.5岁(19~93岁),体质量指数(BMI)15~38 kg/m2。排除标准:严重颈椎病患者;颈椎外伤者;颈椎术后患者;甲状腺肿大患者、甲状腺肿瘤及甲状腺切除术后患者。按患者头颈部体位不同分为伸展组和常规组,每组997人。伸展组患者的平均年龄为54.6岁,常规组患者为56.7岁,在性别、体重、BMI及身高差异均无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。该研究已经通过本院医学伦理委员会审核。

2. CT扫描方法及参数:采用GE Optima520 CT机扫描(美国GE公司)。扫描参数,管电压120 kV,自动毫安50~250 mAs,噪声指数8,扫描层厚5 mm,间隔5 mm,胸部重建算法,旋转时间0.8 s,螺距1.375:1,扫描范围从肺尖至膈角,采用吸气后屏气扫描,检查前对患者进行屏气训练。扫描体位采用常规仰卧位,双侧手臂上举到头上,其中伸展组患者头颈部采用头部冠状位扫描头架,头部后仰成颌顶位,常规组采用常规头部扫描头架,头部正常仰卧体位。

3.磁共振扫描方法及参数:采用MAGNETOM Prisma 3 T磁共振仪(德国西门子公司)对5例志愿者进行甲状腺扫描,以检查床水平面为基准,同一志愿者采用相同序列4种不同头部后仰角度体位,扫描4次,扫描前头部垫高,头与肩背部成同一水平层面,每一次扫描减少30 mm高度,扫描时分别为第1次扫描时,头部体位为听框线垂直床面,第2次扫描时减少30 mm,依次减少,直至第4次扫描时头部贴近检查床,头部成后仰,接近颌顶位。记录每次扫描后甲状腺腺体底部边缘的位置,以第一肋骨头为参考,观察甲状腺下边界的位移距离。扫描参数采用轴位T 2快速自旋回波扫描序列,层厚3 mm,层间隔20%,视野230 mm,重复时间4 400 ms,回波时间96 ms,采用表面柔软线圈扫描,扫描时嘱志愿者不能做吞咽动作。

4.甲状腺腺体位移的客观分析:由2名高年资放射科医师采用双盲法对直射线区域内甲状腺层数进行评判,有分歧时请上级医师综合分析,并达成共识。以第一肋骨头为基准计数,计数第一肋骨头以下近心端的甲状腺腺体层数,所得层数乘以扫描层厚,得出甲状腺腺体位于原发射线扫描区域内的长度。

5.磁共振检查验证数据分析:磁共振志愿者扫描所得的图像数据通过运用mimics软件运算分析,将磁共振扫描数据进行重建,通过对甲状腺受体位改变而受到牵拉所造成的位置移动以及甲状腺腺体本身的拉伸得以直观地显示,并可通过模体模仿头部体位改变后甲状腺边界位移的距离得以直观准确的测量。

6.统计学处理:采用SPSS 22.0统计软件包对患者临床资料进行统计分析。采用Kolmogorov-Smirnov方法对实验数据进行正态分布检验,均不符合正态分布。因此,两组受试者的临床数据分析除性别和腺体脱离扫视野例数采用χ2检验以外,采用Kruskal-Wallis U检验(非参数检验)比较,P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

甲状腺扫描野内腺体长度及甲状腺体脱离扫描野例数比较:结果见表 1。两组图像中甲状腺完全脱离扫描范围及位于扫描范围内的甲状腺腺体长度的比较,差异均有统计学意义(U=91 073.5,P < 0.05)。伸展组有52.1%的患者甲状腺腺体完全脱离于扫描范围,常规组仅为3.2%的患者全部脱离扫描范围(图 1)。两组患者位于扫描范围内甲状腺长度差值的平均值为12.47 mm,说明伸展组患者甲状腺腺体比常规组平均位移12.47 mm,该位移与磁共振扫描时常规体位与颈部最大伸展后体位甲状腺腺体下缘位移距离14.40 mm基本相符。说明胸部CT扫描时颈拉伸改变是在满足临床诊断的前提下能够减少或完全使甲状腺腺体脱离扫描范围内原发射线的照射。

表 1 两组患者胸部扫描时甲状腺情况的比较 Table 1 Comparison of thyroid condition between the two groups

A.颈部拉伸后甲状腺完全脱离扫描区;B.常规体位部分甲状腺暴露于扫描区内 图 1 同一患者的两次复查胸部扫描第一肋骨头层面 Figure 1 The first rib head layer of the same patient A. After neck stretch, the thyroid gland was completely out of the scanning area; B. Routine position, part of the thyroid gland was exposed to the scan area

讨论

甲状腺、性腺是电离辐射的敏感器官,过量照射会产生远期不良后果。文献表明,甲状腺累计受照剂量达0.2 mGy以上时,可引起放射性甲状腺良性结节、慢性放射性甲状腺炎、放射性甲状腺功能减退甚至急性放射性甲状腺炎[6]。Baker和Bhatti[7]的研究发现甲状腺癌发病率的增加可能与CT使用的增加有关;而Preston-Martin等[8]则提出甲状腺癌的发病唯一明确的危险因素是暴露于电离辐射。

胸部CT扫描是胸部疾病诊断的重要手段,扫描时临近的性腺、甲状腺都会受到辐射损伤,扫描范围要求包括肺尖到膈肌,部分甲状腺与肺尖部有重叠,被包括在扫描范围内。刘海宽等[2]的体模实验研究中,胸部扫描时甲状腺、乳腺和肺部等主要器官吸收剂量都>5 mGy,甲状腺的平均吸收剂量最高6.42 mGy。扫描时如果用铅围脖遮挡甲状腺,造成肺尖部分图像遮挡以及铅围脖周围图像产生金属放射状伪影,无法诊断。因此,目前胸部扫描时只能对性腺进行遮盖,甲状腺则无法完全防护,使部分甲状腺腺体暴露在扫描范围内,增加甲状腺因电离辐射所造成的损伤。而肺尖部由于有胸椎、锁骨、肋骨以及肩关节的遮挡,是整个胸部射线量最高的部位。GBZ 165\|2012《X射线计算机断层摄影放射防护要求》[9]中提出,CT工作人员应在满足诊断需要的同时,尽可能减少受检者所受照射剂量。对于扫描范围内的腺体,想要降低辐射损害,目前只能通过降低辐射剂量,既往降低辐射剂量的方法包括降低管电压峰值、增大螺距等[10-11],以及器官剂量调节技术,但均会增加图像噪声,降低图像质量。Gnannt等[12]使用70 kVp的管电压可降低约34%的辐射剂量,且获得更高的对比噪声比(CNR),只是下部颈椎的线束硬化伪影较为显著。证明了都是以不同程度的牺牲图像质量为代价,并不能特异性地保护扫描范围内的甲状腺和乳腺。而器官剂量调节技术是对于胸部扫描时甲状腺和乳腺无法进行遮盖的状况下最有效的保护方法,在使用自动管电流技术基础上再次降低敏感区的辐射剂量,图像质量不受太大影响。

正常甲状腺位于第5颈椎至第1胸椎水平之间,甲状腺悬韧甲状腺外侧韧带,上述韧带将甲状腺固定于喉即气管壁上,因此,吞咽时甲状腺可随喉上下移动。当头后仰时,颈部气管受到向后牵拉,喉的位置也会随之上升,喉的上下活动就会带动甲状腺的位置改变。基于甲状腺的这一特殊生理解剖特点,笔者在胸部CT扫描时采用头颈部后仰,成颌顶位,使甲状腺腺体受牵拉向上移动而移出原发射线扫描范围,伸展组997例胸部CT扫描的患者,采用颈部伸展体位对甲状腺腺体的位移变化,经过统计分析常规体位和伸展体位胸部CT扫描范围内甲状腺腺体暴露于原发射线照射的层数对比,结果显示伸展后患者暴露于原发射线内的甲状腺长度明显小于常规体位患者,伸展组与常规组甲状腺完全被牵拉出原发射线扫描范围的比率分别是52.1%和3.2%,也就是说伸展后体位有52.1%患者甲状腺只会受到散射线的辐射照射,而常规体位则96.8%的患者甲状腺完全暴露于原发射线的电离辐射范围内,甲状腺受电离辐射的危险增加,增加甲状腺致癌率的风险。

由于CT扫描存在算法、螺距等扫描参数差异的变化,所有扫描图像是否会因此类问题而出现假象,笔者针对改良体位的原理运用磁共振检查对人体无伤害的特点对5名志愿者进行不同头部体位的甲状腺扫描,结果证实了通过头颈部体位的改变使甲状腺位置发生14.4 mm的位移,位移距离与CT扫描的结果基本相符,通过磁共振的检验证实了CT胸部扫描时头颈部拉伸使甲状腺腺体全部或部分脱离扫描原发射线范围区域,全部脱离原发射线区的患者可避免甲状腺的直接电离辐射的危险,而部分脱离原发射线区的患者也可以减少甲状腺电离辐射的程度,使患者甲状腺可以得到更好地保护。

综上所述,CT胸部扫描中颈部伸展体位对于甲状腺暴露有显著的效果,既可以降低甲状腺腺体的电离辐射损伤,也可以方便安全的加以附加物理防护,使其进一步降低散射线的损伤,此方法操作简单、易行。

利益冲突  无

作者贡献声明  张卫国、刘佳萍负责资料收集及论文撰写;贾秀琴、蒋涛负责写作指导及修改

参考文献
[1]
Mascaux C, Peled N, Garg K, et al. Early detection and screening of lung cancer[J]. Expert Rev Mol Diagn, 2010, 10(6): 799-815. DOI:10.1586/erm.10.60
[2]
刘海宽, 卓维海, 陈波, 等. CT扫描所致受检者器官剂量的体模实验研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2009, 29(2): 221-224.
Liu HK, Zhuo WH, Chen B, et al. Organ dose evaluation for CT scans based on in-phantom measurements[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2009, 29(2): 221-224. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2009.02.038
[3]
Dauer LT, Casciotta KA, Erdi YE, et al. Radiation dose reduction at a price:the effectiveness of a male gonadal shield during helical CT scans[J]. BMC Med Imaging, 2007, 7: 5. DOI:10.1186/1471-2342-7-5
[4]
刘晓冬, 刘爱连, 刘静红, 等. 基于多模型的迭代重建技术对低剂量CT结肠成像图像质量的影响[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2018, 38(4): 311-316.
Liu XD, Liu AL, Liu JH, et al. Influence on image quality in low-dose colonography with adaptive statistical iterative reconstruction algorithm[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2018, 38(4): 311-316. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2018.04.013
[5]
杜广芬, 李海亮, 韩中山, 等. 多层螺旋CT低剂量扫描的临床应用现状[J]. 中国辐射卫生, 2012, 21(2): 246-248.
Du GF, Li HL, Han ZS, et al. Clinical application status of low dose multislice CT scanning[J]. Chin J Radiol Health, 2012, 21(2): 246-248. DOI:10.14491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.02.024
[6]
杨珂, 柳怡, 李福生, 等. CT剂量研究进展[J]. 中国辐射卫生, 2006, 15(3): 374-376.
Yang K, Liu Y, Li FS, et al. The recent advance of CT dose[J]. Chin J Radiol Health, 2006, 15(3): 374-376. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2006.03.072
[7]
Baker SR, Bhatti WA. The thyroid cancer epidemic:is it the dark side of the CT revolution?[J]. Eur J Radiol, 2006, 60(1): 67-69. DOI:10.1016/j.ejrad.2006.04.022
[8]
Preston-Martin S, Franceschi S, Ron E, et al. Thyroid cancer pooled analysis from 14 case-control studies:what have we learned?[J]. Cancer Causes Control, 2003, 14(8): 787-789. DOI:10.1023/a:1026312203045
[9]
中华人民共和国卫生部.GBZ 165-2012 X射线计算机断层摄影放射卫生防护要求[S].北京: 中国标准出版社, 2013.
Ministry of Health of the People's Republic of China.GBZ 165-2012 Radiological protection requirements for X-ray computed tomography[S]. Beijing: Standards Press of China, 2013.
[10]
Chen JH, Jin EN, He W, et al. Combining automatic tube current modulation with adaptive statistical iterative reconstruction for low-dose chest CT screening[J]. PLoS One, 2014, 9(4): e92414. DOI:10.1371/journal.pone.0092414
[11]
Marin D, Nelson RC, Schindera ST, et al. Low-tube-voltage, high-tube-current multidetector abdominal CT:improved image quality and decreased radiation dose with adaptive statistical iterative reconstruction algorithm——initial clinical experience[J]. Radiology, 2010, 254(1): 145-153. DOI:10.1148/radiol.09090094
[12]
Gnannt R, Winklehner A, Goetti R, et al. Low kilovoltage CT of the neck with 70 kVp:comparison with a standard protocol[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2012, 33(6): 1014-1019. DOI:10.3174/ajnr.A2910