醫學影像

特殊人群CT輻射劑量降低策略

作者:中日友好醫院放射科 馬國林 王 武 來源:中國醫學論壇報 日期:2011-10-25
導讀

         使用CT診斷的益處遠多於風險,但是CT輻射的潛在風險仍是人們近年來關注的焦點,尤其是特殊患者(兒童、孕婦和心髒病患者)接受CT檢查時,輻射劑量升高導致其潛在風險增加。如何使用最低輻射劑量獲得能滿足診斷要求的圖像,在輻射劑量與診斷圖像之間找到最佳平衡點,值得放射科醫師深入思考。本文就CT潛在風險和降低輻射劑量策略予以介紹。

關鍵字:  CT | 輻射 

  使用CT診斷的益處遠多於風險,但是CT輻射的潛在風險仍是人們近年來關注的焦點,尤其是特殊患者(兒童、孕婦和心髒病患者)接受CT檢查時,輻射劑量升高導致其潛在風險增加。如何使用最低輻射劑量獲得能滿足診斷要求的圖像,在輻射劑量與診斷圖像之間找到最佳平衡點,值得放射科醫師深入思考。本文就CT潛在風險和降低輻射劑量策略予以介紹。

  CT使用現狀及潛在風險

  螺旋CT拓展了CT臨床應用範圍並逐步取代普通放射攝影檢查。1990年,美國約1300萬人次接受CT掃描;2000年,CT掃描次數大約增加3倍,達4600萬人次;2006年約達6200萬人次。

  螺旋CT應用的增多導致了與CT掃描有關輻射劑量的明顯增加。雖然CT檢查比例約占放射科檢查的15%,但卻是最大的單一醫療輻射曝光源,占患者接受輻射劑量的70%。臨床醫師必須關注CT檢查中的與電離輻射相關的疾病風險。一項有關1991-1996年CT使用數據的研究顯示,目前美國所有癌症中歸因於CT檢查輻射的比例高達0.4%,當特定器官癌症風險與目前CT使用水平相應時,癌症中的1.5%~2%可能最終歸因於CT電離輻射。

  降低CT輻射劑量的主要方法

  降低管電流(mA) 管電流與輻射劑量之間呈線性相關。管電流降低主要影響低對比分辨力,使低對比組織(如腦、肝髒)的圖像質量明顯下降,而對高對比組織分辨力影響甚小,對高對比的器官(如肺和骨)的影響不明顯。保持管電壓不變,降低管電流,是目前降低輻射劑量的主要方式之一。

  增加螺距(Pitch) 其他掃描條件不變時,Pitch增加,患者接受輻射劑量降低。但Pitch加大,層麵敏感性曲線增寬,使影像在Z軸的空間分辨率下降,故增加螺距降低輻射劑量在可行性方麵受到限製。

  降低管電壓(KV) 降低管電壓使輻射劑量下降的同時也使X線質量降低,其後果是射線穿透力降低、吸收輻射比例增加,導致患者接受輻射量和圖像質量之間的平衡關係被破壞,改變影像質量。因此,應慎用降低管電壓方法進行CT低劑量掃描。

  特殊患者CT輻射劑量降低策略

  兒童患者

  由於兒童有更長的預期壽命而且器官對輻射損傷更加敏感,故CT輻射引起兒童癌症風險比成人大約高2~3倍。對新生兒,癌症誘導風險基本與妊娠的第2期(4~6個月)和第3期(7~9個月)相同。

  對兒童患者降低輻射劑量的最好方法是避免不必要的CT檢查、選擇少或非電離輻射的診斷成像模式。否則,必須使用針對兒童設計的掃描方案,通常包括管電流調製、適合兒童大小的弓形結濾過(bowtie filter)和掃描野(FOV),以及根據兒童體重和年齡,對每例患者確定合適KV或管電流-時間乘積 (mAs)的技術參數圖表。

  在選擇掃描劑量時,應該考慮到受檢者的年齡、體重、病種等其他因素。通過對複雜先天性心髒病嬰兒用低劑量前瞻性心電圖(ECG)觸發雙源CT血管成像研究發現,按不同年齡和體重選擇不同管電流和管電壓,平均容積CT劑量指數(CTDIvol)為1.39±0.40 mGy,劑量長度乘積(DLP)為19.86±6.27 mGy/cm,平均有效輻射劑量是0.38±0.09 mSv。

  上述研究提示,與常規掃描比較,CT低劑量掃描大大降低輻射劑量,同時保證了影像圖片質量。

  孕婦

  由於對孕體(胚胎,胎兒)輻射風險的擔憂,對妊娠患者的CT掃描給放射醫師提出了特殊的挑戰。有關孕體潛在輻射風險包括胎兒產前死亡、宮內生長抑製、小頭畸形、嚴重智力障礙、低智商、器官畸形和兒童期癌症。任何風險的發生概率依賴於孕體接受的輻射劑量(表)。

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  妊娠患者接受CT掃描指征通常包括可疑闌尾炎、肺栓塞和輸尿管結石。在常規劑量水平,腹部和盆腔雙期CT檢查也可使健康新生兒的出生概率降低0.5%。為了對胎兒最小化輻射曝光,明確能否選擇基於非輻射成像模式獲取診斷信息非常重要。對於非急性症狀患者,放射科醫師和臨床醫師應判定,該患者是否須立即接受CT掃描或可延遲至分娩後接受CT掃描。

  對疑似闌尾炎的孕婦,CT檢查掃描容積應被限製到必要的解剖區,應盡可能避免雙通道(平掃+增強)CT檢查。對妊娠期腎結石患者,在未明顯降低CT檢查影像質量條件下,可通過使用低mAs、高pitch和限製掃描範圍減少胎兒接受輻射劑量。對於直接照射胎兒的腹部和盆腔CT檢查,通過選擇掃描參數(如較寬的射線準直、高pitch和低mAs、低KV及掃描範圍)可將胎兒輻射劑量減至23 mGy/每掃描期。

  腹部和盆腔之外的掃描體區域(如胸部CT),因掃描容積散射水平衰減快,胎兒接受的輻射劑量極低(<0.1 mGy)。

  心髒CT輻射劑量

  心髒CT輻射劑量是一個相當複雜的話題,主要有2個原因:① 與非心髒螺旋CT相比,心髒螺旋CT劑量、噪聲與螺距的關係不同;②心髒CT劑量由患者心率(HR)決定。心髒CT檢查要求相對高的mAs值與低螺距值聯合(劑量與mAs成正比,與pitch成反比),這解釋了為何心髒CT檢查與高輻射劑量有關。有文獻報道,該檢查有效劑量升至21 mSv。阿亨巴赫(Achenbach)等一項報道顯示,當不采取任何減少劑量措施時,在心髒CT檢查期間接受的最大器官輻射劑量值(根據蒙特卡羅計算)高達50~100 mGy。

  心髒CT檢查中以心電圖(ECG)為基礎的管電流調製是一個重要劑量減少手段。雙源CT冠狀動脈血管成像研究顯示,對低心率(HR≤65 次/分)、中心率(65 次/分<HR<80次/分)、高心率(HR≥80次/分)患者,基於ECG 管電流調節的最優化窗寬分別在RR 間期的60% ~76%,30%~70%和31%~47%。然而,對不規律HR患者,如果最優化重建窗在低管電流間期,則可能降低影像診斷質量。

  此外,前瞻性ECG門控(即進一步照射“step and shoot”采集)方式可進一步降低劑量。但是,這種模式並不如螺旋CT傳統回顧觸發模式可靠.需要仔細選擇穩定低心率患者。近期,謝菲爾(Scheffel)等的研究結論是,前瞻性雙源CT冠脈血管成像可在低輻射劑量下準確診斷正常心搏的冠脈血管狹窄患者。

  ■ 小結

  醫學輻射防護指導的總原則為,檢查必須有臨床指征,輻射劑量在合理的範圍內盡可能減低,即正當化和最優化原則。正當化要求臨床醫師與放射醫師共同負責,指導患者在必要時接受最合適的影像診斷方法和模式,並確保檢查技術的最優化(即在接受輻射劑量盡可能低的情況下,保證獲得所需的影像質量水平)。因此,僅當輻射劑量的使用有助於患者病情的診斷時,臨床上才可使用CT檢查。

 

  

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