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基于体质量调节管电压联合自动管电流技术降低儿童胸部CT辐射剂量的价值.pdf

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资源描述

1、CT检查因其较高的空间和时间分辨率和较快的扫描速度而被越来越多应用于临床工作 1-2。CT辐射剂量对人体尤其是对儿童患者所造成的潜在损害越来越引起关注 3-4。目前多数基层医院都是儿童与成人共用一台CT设备,高负荷工作量会致使放射科技师在面对儿童患者时套用成人扫描参数而导致患儿遭受较大辐射剂量,增大远期潜在致病的风险 5。如何在工作时快速调整扫描参数来降低CT辐射剂量是需要急需解决的一个现实问题,但以何为依据来设定扫描参数并没有定论 6-8。本研究旨在探讨基于患儿体质量设定管电压联合自动管电流技术来降低辐射剂量的价值。1 资料与方法1.1 一般资料回顾性分析2019年912月在联勤保障部队第九

2、八九医院行胸部CT平扫患儿的图像及剂量报告,共54例,其中男28例,女26例,年龄1月12岁(5.94.1岁)。另收集2020年15月行低剂量胸部CT平扫患儿的图像及剂量报告,共56例,其中男33例,女21例,年龄1月Value of reduction voltage based on body mass combined with automatic tube currenttechnology in reducing chest CT radiation dose in childrenZHANG Zhenhua,XIAO Yanchong,GONG Xinxin,LIU Jiyao,Z

3、HU XingliDepartment of Radiology,the 989th Hospital of Joint Logistics Support Force,Luoyang 471031,China摘要:目的 探讨基于体质量调节管电压联合自动管电流技术在降低儿童胸部CT辐射剂量中的可行性。方法 选择2019年912月在联勤保障部队第九八九医院行胸部CT扫描的54例患儿胸部CT图像作为对照组,扫描参数:管电压100 kV或120 kV,管电流采用固定值,范围120200 mA;另选择2020年15月行低剂量扫描的56例患儿胸部图像作为低剂量组,扫描参数:根据患儿体质量选择不同管电压,

4、15 kg选择80 kV,40 kg选择100 kV,40 kg选择120 kV;管电流为自动管电流调节,比较两组患儿的辐射剂量和图像质量。结果 对照组患儿胸部CT有效剂量为0.950.55 mSv,低剂量组患儿胸部CT有效剂量为0.180.17 mSv,辐射剂量仅为对照组的18.9%。对照组和低剂量组图像满足诊断标准的占比分别为98.15%和96.43%,两组差异无统计学意义(P=0.579)。结论 在可满足诊断要求的前提下,根据患儿体质量选择不同管电压联合运用自动调节管电流技术可以有效降低胸部CT辐射剂量。关键词:体质量;辐射剂量;低剂量扫描;CT;管电压;管电流Abstract:Obje

5、ctive To explore the feasibility of reducing chest CT radiation dose by adjusting tube voltage based on bodymass combined with automatic tube current technology in children.Methods The chest CT images of 54 children whounderwent chest CT scanning in our hospital from September to December 2019 were

6、collected as the control group.Scanningparameters:Tube voltage:100 kV or 120 kV,tube current using fixed value:range from 120-200 mA.The chest images of 56children who underwent low-dose scanning from January to May 2020 were collected as the low dose group.The scanningparameters were as follows:Dif

7、ferent tube voltages were selected according to their body mass,80 kV for body mass 15 kg,100 kV for body mass 40 kg,120 kV for body mass 40 kg,and the tube current was automatically adjusted.The radiationdose and image quality of the two groups were compared.Results The average effective dose of ch

8、est CT in control group was0.950.55 mSv,and the average effective dose of chest CT in low dose group was 0.180.17 mSv,the radiation dose was only18.9%of that in the control group.The proportion of images meeting the diagnostic criteria in control group and low dosegroup were 98.15%and 96.43%,respect

9、ively(P=0.579).Conclusion On the premise of meeting the diagnostic requirements,choosing different tube voltages according to the body mass of children combined with automatic regulation of tube currenttechnology can significantly reduce the radiation dose of chest CT.Keywords:body mass;radiation do

10、se;low dose scanning;CT;tube voltage;tube current基于体质量调节管电压联合自动管电流技术降低儿童胸部基于体质量调节管电压联合自动管电流技术降低儿童胸部CTCT辐射剂量的辐射剂量的价值价值张振华,肖雁冲,龚鑫鑫,刘继遥,朱杏莉联勤保障部队第九八九医院放射诊断科,河南 洛阳 471031收稿日期:2023-01-13基金项目:河南省洛阳市医疗卫生科技项目(2010002A);河南省医学科技攻关计划联合共建项目(LHGJ20210828)作者简介:张振华,硕士,主治医师,E-mail:通信作者:朱杏莉,副主任医师,E-mail:doi 10.12122

11、/j.issn.1674-4500.2023.04.19分子影像学杂志,2023,46(4):688-691 68812岁(5.83.7岁)。纳入标准:患者临床资料完整;年龄小于12岁;行胸部CT平扫;图像无明显运动伪影。排除标准:部分临床资料缺失;年龄大于12岁;胸、腹等多部位联合扫描;图像有运动伪影。本研究已通过第九八九医院伦理委员会审查(审批号:WZLL-2023-009)。1.2 设备与成像方法患儿入科后随机分配致GE Discovery CT750HD和联影uCT 760上进行扫描,扫描范围:下咽部致膈面行容积扫描,不控制呼吸,对于不能配合的患儿,口服10%水合氯醛辅助入睡。扫描参数

12、:对照组管电压100kV或120 kV,固定管电流120200 mA,扫描层厚5mm,层间距5 mm;低剂量组:根据患儿体质量选择不同管电压,15 kg选择80 kV,1540 kg选择100 kV,40kg选择120 kV;管电流为自动管电流调节技术,扫描层厚5 mm,层间距5 mm。扫描后记录剂量长度乘积(DLP),并根据公式计算有效剂量(ED)=DLPk,k=0.0056 mSv/(mGycm)。图像上传至PACS系统。1.3 图像质量评价图像评价标准:量化评估图像质量,评估标准基于解剖结构、病变显示情况,包括图像诊断接受率、图像噪声。图像诊断接受率评分代表图像质量是否合格,主要用于观察

13、微小解剖结构的显示情况,如小气道、肺血管、纵隔组织的对比度和疾病的显示程度以及纵隔或肺窗伪影的情况。1.3.1 图像主观评分标准 由2位具有10年以上工作经验的本专业副主任医师采用双盲法对图像质量做一致性判断,若结果不同则由第3人(工作20年以上主任医师)重新评估确定。以5分制进行图像诊断接受率:等级评分:不合格、完全不能满足诊断要求为1分9;较差、不能满足诊断要求为2分;一般,能满足诊断要求为3分;良好,能满足诊断要求为4分;优,能满足诊断要求为5分;等于或大于3分的图像被认为临床可以接受,统计两组数据中大于等于3分以上的患者数。1.3.2 图像客观质量评价 于气管分叉水平选取感兴趣区测量主

14、动脉和竖脊肌的CT值和标准差,以竖脊肌的标准差为背景噪声,按照公式计算。信号噪声比=主动脉CT值/标准差,对比噪声比=(主动脉CT值-竖脊肌CT值)/标准差。感兴趣区面积为3050 m2,避开血管壁,在连续层面上重复测量3次,每次感兴趣区的面积尽量一致,取平均值作为最终结果。1.4 统计学分析所有数据采用SPSS19.0统计学软件处理。对计量数据进行方差齐性分析和正态分布检验,符合正态分布的计量资料以均数标准差表示,行独立样本t检验,不符合正态分布的行Mann-Whitney U检验;率或构成比的比较行卡方检验。P0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 两组图像质量比较两组图像主观质量评分

15、比较,低剂量组评分大于3分的患者比例低于对照组,但差异无统计学意义(P=0.58,表1);图像客观质量评分中,信号噪声比低剂量组低于对照组,差异有统计学意义(P0.001),对比噪声比低剂量组低于对照组,差异无统计学意义(P=0.77,表2)。2.2 两组患儿辐射剂量比较低剂量组患儿辐射剂量评分低于对照组,差异有统计学意义(P0.001,表3)。对照组和低剂量组图像均可清晰显示病灶,均符合诊断标准(图1)。3 讨论儿童各组织器官发育不成熟,组织的成分及分布不同,对于射线的敏感性更强,使得同样剂量的射线对于儿童会产生更大的生物学影响及风险 10-12,因此在满足诊断质量的前提下尽可能降低辐射剂量

16、来保护患者安全是放射科医务工作者不懈追求的目标 13。但在实际工作中,如果没有简便、实用性强的方法来快速调整扫描参数,则很难有效降低儿童辐射剂量。本研究以期为临床工作探索出简便易行,可操作性强的方法。表1 两组图像主观评估符合诊断标准率比较Tab.1 Comparison of subjective evaluation in accordance withdiagnostic criteria between two groups of imagesGroupControl group(n=54)Low dose group(n=56)2PQualified number(n)53540.3

17、0640.58Ratio(%)98.1596.43表2 两组图像客观质量比较Tab.2 Comparison of objective quality between two groups ofimages(MeanSD)GroupControl group(n=54)Low dose group(n=56)tPSignal-to-noiseratio7.152.265.310.823.730.001Contrast-to-noiseratio1.472.031.340.850.290.77DLP:Dose length product;ED:Effective dose.GroupContr

18、ol group(n=54)Low dose group(n=56)UPDLP169.198.8431.5431.281700.001ED(mSv)0.950.550.180.1716740 kg,管电压选择120 kV。行CT扫描时默认打开自动管电流选项并尽可能缩小扫描野。本实验中,低剂量组患儿平均有效辐射剂量为0.180.17 mSv,仅仅相当于既往技师依照其个人习惯扫描方法下射线剂量的18.9%。文献报道低剂量CT扫描的辐射剂量在220 mSv,而我们初步实验结果显示,儿童低剂量CT扫描模式可以在保证图像诊断质量的前提下将辐射剂量控制在0.2 mSv,仅为之前报道的剂量的1/10 5,与

19、张静等 24 在婴儿组超低剂量CT研究中的结果一致,低管电压联合自动管电流技术可显著降低辐射剂量。但管电压的降低确实会影响图像质量,在本研究中,虽然低剂量组的图像质量均能满足诊断要求,但其评分及图像信号噪声比均低于对照组,这也是降低辐射剂量的代价。本研究的不足之处在于:样本量较少且是单中心实验,可能不能较好反映行业整体情况;图像质量主观评分可能与观察者的个人习惯有关,评分结果可能存在争议;研究中感兴趣区由人工勾画,可能具有一定的误差。在以后的工作中,有待于进一步扩大样本量,并引入人工智能技术勾画感兴趣区,以保证前后测量数值的一致性。综上所述,对儿童患者行胸部CT扫描前测量其体质量,并根据体质量

20、选择不同管电压连同自动管电流技术方法的联合运用可明显降低患儿辐射剂量,此方法简便易行,可操作性强,具有在临床中推广的实用价值。参考文献:1 李 倩,边传振,仰 飞,等.体型特异性剂量评估在估算外伤儿童胸腹部CT扫描辐射剂量中的准确性研究 J .中国医疗设备,2019,34(12):64-7.2 Nievelstein RAJ,van Dam IM,van der Molen AJ.MultidetectorCT in children:current concepts and dose reduction strategies J .Pediatr Radiol,2010,40(8):1324

21、-44.3 Patel AS,El-Sayed T,Cho JS,et al.Response by patel et al to letterregarding article,radiation induced DNA damage in operatorsperforming endovascular aortic repair J .Circulation,2018,137(24):2680-1.4 Liu GQ,Zeng Y,Lv T,et al.High-throughput preparation ofradioprotective polymers via Hantzschs

22、reaction for in vivo X-raydamage determination J .Nat Commun,2020,11:6214.5 孙记航,段晓岷,于 彤,等.儿童CT扫描辐射剂量现状调查和诊断参AB图1 2位患儿胸部CT图像Fig.1 Chest CT images of two children.A:The child was 5 years old,the scanning parameter was120 kV and 200 mA,the image quality score was 4,DLP:233.08,ED:1.31 mSv;B:The child wa

23、s 5years old,the scanning parameter was 100 kV,and the image quality score was 4,DLP:27.82,ED:0.16 mSv.In both images,the lung texture was clear,and the pneumonia lesion was obvious,which meet the diagnostic criteria.分子影像学杂志,2023,46(4):688-691http:/www.j- 690考水平的初步探讨 J .中华放射学杂志,2022,56(10):1135-40.6

24、 叶国伟,王淑珍,叶再挺.儿童胸部CT扫描参数选择 J .中国辐射卫生,2010,19(3):318-9.7 许书聪,郝文瀚,袁新宇,等.基于水当量直径体型特异性剂量估计在儿童头部CT检查中的价值 J .中华放射医学与防护杂志,2022,42(1):69-72.8 张 楠,边传振,花立春,等.对比基于有效直径和水当量直径计算儿童心血管CT体型特异性剂量估算值 J .中国医学影像技术,2021,37(3):454-7.9 王 梅,边传振,张 见,等.剂量指数结合全模型迭代重建技术在降低儿童胸部CT扫描辐射剂量中的应用研究 J .医疗卫生装备,2020,41(7):59-63.10 Mettler

25、 FA Jr,Huda W,Yoshizumi TT,et al.Effective doses inradiologyanddiagnosticnuclearmedicine:acatalog J .Radiology,2008,248(1):254-63.11 Martin CJ.Effective dose:practice,purpose and pitfalls for nuclearmedicine J .J Radiol Prot,2011,31(2):205-19.12 Abalo KD,Rage E,Leuraud K,et al.Early life ionizing ra

26、diationexposure and cancer risks:systematic review and meta-analysis J .Pediatr Radiol,2021,51(1):45-56.13 Strauss KJ,Kaste SC.The ALARA(as low as reasonablyachievable)concept in pediatric interventional and fluoroscopicimaging:striving to keep radiation doses as low as possible duringfluoroscopy of

27、 pediatric patientsa white paper executive summary J .Pediatr Radiol,2006,36(2):110-2.14 刘士远,于红.CT低剂量扫描的研究和应用现状 J .中华放射学杂志,2013,47(4):295-300.15 中华医学会放射学分会质量管理与安全管理学组.CT辐射剂量诊断参考水平专家共识 J .中华放射学杂志,2017,51(11):817-22.16 余世勇,王 爽,马琼英.幼儿胸部CT扫描采用智能管电压技术的应用 J .中华肺部疾病杂志:电子版,2018,11(6):734-5.17 Niemann T,Henr

28、y S,Duhamel A,et al.Pediatric chest CT at 70kVp:a feasibility study in 129 children J .Pediatr Radiol,2014,44(11):1347-57.18 张 见,张 朋,张晓军.低管电压、低对比剂联合不同重建算法在儿童腹部肿瘤CT检查中的应用 J .医疗卫生装备,2023,44(3):58-62.19 赖爱平,龚方戚,章士正.儿童CT检查射线剂量优化原则 J .中国儿童保健杂志,2005,13(4):342-3,346.20 李 静,罗 纳,朱 霖.北京市海淀区19852010年中小学生肥胖变化趋势

29、分析 J .中国学校卫生,2012,33(9):1088-91.21 韩卫民,郁兆仓,李建辉.20112019学年度北京市通州区中小学生营养状况变化趋势分析 J .首都公共卫生,2022,16(3):183-7.22 李杰生,崔运能,刘怀忠,等.能谱成像模式与传统前、后门控技术冠状动脉CT成像辐射剂量与图像质量的对比 J .分子影像学杂志,2020,43(4):629-33.23 孙继全,罗先富,孙 骏,等.自动管电流调节技术在主动脉夹层动脉瘤CT造影(CTA)中的应用及其辐射剂量的研究 J .中华放射医学与防护杂志,2012,32(5):539-40.24 张 静,闫 锐,郭银霞,等.超低剂量CT在婴儿胸部检查中的临床应用 J .实用放射学杂志,2020,36(6):969-72.(编辑:林 萍)http:/www.j-分子影像学杂志,2023,46(4):688-691 691

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