[摘 要] 随着医学影像学在临床上的广泛应用，CT应用越来越广。由于CT检查所运用的X射线剂量较大，使得医务工作者以及患者都不得不接受较大剂量的辐射，容易损伤健康。研究发现，接受的辐射剂量越高，罹患放射相关疾病的几率越大，而低剂量CT的运用可以最大程度上减少受检人群接受射线的剂量。临床上肺癌、慢性阻塞性肺疾病、肺栓塞、肺结核以及乳腺疾病等等胸部疾病的诊断可依据低剂量CT的检查结果，并且低剂量胸部CT特别适用于健康体检及高危人群普查、肺癌筛查，同时也适用于短期内多次复查及需要长年随诊观察的患者，是一种科学、经济的检查方法。
[关键词] 低剂量；CT；胸部疾病
中图分类号：R445.3 文献标识码：A 文章编号：2095-5200（2014）03-025-04
[Abstract] With medical imaging in clinical applications increasingly widespread， most current clinical diagnosis requires the imaging support， and the CT is the most widely used screening method. However， due to the use of CT examination of the larger dose of X-rays， letting medical workers and patients are forced to accept a larger dose of radiation exposure， for a long time easy to damage health. The study finding， the higher received radiation doses the larger chance of suffering from radiation-related diseases. But the use of low-dose CT can minimize radiation dose groups receiving. For patients with chest disease diagnosis often requires the results of chest CT， including lung cancer， chronic obstructive pulmonary disease， pulmonary embolism， tuberculosis and other breast disease diagnosis often requires CT results as a basis for. And， especially for low-dose chest CT for the organization of health examination and screening high-risk groups， screening for lung cancer， but also for many short-term follow-up review and the need to observe the patient for many years， is a scientific， economical inspection methods.
[Key words] low-dose；CT；chest diseases
前言
随着CT设备软硬件技术水平的不断提高，CT在各级医疗机构中广泛普及以及广大医务工作者和患者对CT在疾病诊断中作用的认可，使得受检人群接受CT检查的辐射总剂量在不断增加。据有关研究证实，医用低剂量电离辐射（0～100mSv）也会对身体健康造成威胁，可增加罹患放射相关疾病的几率。且接受的辐射剂量越高，几率越大。尤其对敏感人群如妇女儿童等危害更明显[1]。一般而言，辐射剂量越高，CT图像则越清晰。如何在X线剂量与CT图像质量之间找到一个平衡点，是正确使用CT低剂量技术的前提。本文将对螺旋CT低剂量技术在胸部疾病诊断中的应用做如下综述。
1 X线辐射的潜在危害
自CT应用于临床以来，CT机软硬件技术得到巨大发展，特别是滑环技术的发展、X线球管耐热力的增加和多排探测器的出现，使得CT在操作简单、成像迅速的基础上，能够提供信息更丰富、解剖细节更清晰的图像，使CT在临床的应用更加广泛。但CT检查往往使患者接受较大剂量的射线辐射，存在一定的潜在危险[2]。 随着受检者接受X线辐射剂量的增加，其罹患癌症的几率亦随之增大，统计表明，电离辐射每增加1Sv，癌症发生率将增加4.1%[3-4]。作为放射科医生，应充分认识到CT检查对受检者造成的潜在危险性，在保证图像满足诊断要求的前提下，使受检者接受的辐射剂量降至最小，以获取最大的诊断效能[5]。
2 影响低剂量CT图像质量的因素
2.1 噪声
图像噪声是由于X线衰减造成的图像不均匀。肺平均CT值在-800～-850HU之间，它可使肺组织中的低密度病变比在实质脏器中显示明显，不受量子噪声的干扰，因此在一定范围内降低管电流并不影响在高对比的肺窗上观察病变。受影响的主要是大血管和胸壁软组织[6]，当管电流降至20～50mA时影像颗粒变粗，但不影响肺结节的检出和诊断[7] 。
2.2 伪影
伪影是由于X线穿过高密度物质后急剧衰减，以至于投影数据失真，周围组织X线衰减信息有所丧失[8]，尤其在肺尖部和肺底部最明显，可认为是肩关节、膈顶与肺密度差别过大所致。在高分辨、低剂量（20mA）扫描肺部时可出现的条纹状伪影与标准剂量（200mA）扫描获得的图像质量有97%的符合率，两者所显示的解剖信息相当。当电流降低到标准剂量的5%（10mA）时，这些伪影干扰了诊断。Diederich等[9]认为起自肩胛骨和脊柱并出现在肺尖的伪影对肺尖小于5mm的结节检出有影响，但对整肺的观察没有影响。
3 调节扫描参数以降低CT辐射剂量
3.1 降低管电压（KV）
管电压既决定X线的质，又影响X线的量。虽然通过降低管电压可以起到使辐射剂量降低的作用，但也造成了X线图像质量降低，从而使得射线穿透力降低、吸收辐射比例增加，使得受检者不能得到较为清晰的图像。因此，为降低辐射剂量而采取降低管电压的方法需慬慎使用。
3.2 降低管电流（mA）
管电流降低，X线电子数量减少，量子噪声增加，图像的密度分辨力下降，即低对比分辨力变差，因此降低管电流会导致低对比的组织图像质量较低，然而，对高对比的组织影响较小。
3.3 增加螺距（pitch）
螺距=球管旋转360°进床距离/准直器宽度。在其它扫描条件不变情况下，增加螺距可以通过减少曝光时间使患者接受的辐射剂量降低。但是层面敏感曲线增宽，使影像在Z轴的空间分辨率下降。所以通过增加螺距来降低辐射剂量的可行性也受到限制。
3.4 减少扫描次数
减少扫描次数是最好的方法，能够从根源上解决辐射累积的现象。比如，在HRCT上，停止使用高分辨率多次扫描，改为容积扫描，可得到清晰的图像。现只需扫描一次，即可以通过多种后处理技术、重建技术获得质量较高的各种图像。对于不同部位CT检查应根据临床经验，选择最佳的扫描方案，明确扫描中心，层厚及最佳的管电流及管电压。
3.5 低剂量CT优化的重建方法
一些新的CT设计方案和技术进步使得CT剂量有了大幅度降低，但是低剂量CT不可避免地受到噪声、数据不完备等因素影响，因此重建算法对低剂量CT的优化起到很大作用；Zou等[10]提出一种基于PI线的微分反投影滤波形式的螺旋CT精确重建算法即：首先进行微分反投影过程，再通过希尔伯特变换恢复图像。这种方法理论上只需最少的投影数据即可精确重建出物体的断层图像。目前流行的低剂量CT重建方法主要为基于PI线重建和内重建的局部成像方法及基于压缩感知理论的稀疏采样成像方法和基于新型统计迭代的低剂量成像方法。
4 低剂量技术在各部位CT扫描中的应用
国外的CT低剂量技术研究开始于20世纪80年代，我国的相应研究工作起步尚晚，只有约10余年。涉及的领域已遍布全身各个系统，被研究人群亦扩展至婴幼儿，甚至孕妇。同时研究也不断向器官及病种方面细化发展。国外的胸部CT和结肠CT造影的相关低剂量研究，得到了雄厚的国家资金资助，目前已做为高危人群的常规筛查手段。国内的低剂量研究目前集中于胸部和心脏方面，还有部分机构对泌尿系、头颅和副鼻窦的低剂量CT检查开展了研究。研究的目的均为在保证图像质量的前提下进一步降低X线辐射剂量，研究方法为通过改变不同的扫描参数，比较图像质量和有效剂量的差别，从中获得最佳的扫描参数配伍或者个性化的扫描方案。
5 低剂量CT在胸部的临床应用
5.1 低剂量螺旋CT在胸部应用的可行性
近年来随着CT机架的短几何设计、探测器材料的更新和多排探测器的设计等CT技术的不断更新和完善，X线的利用率大大提高。此外探测器多通道设计、飞焦点技术以及360°内插法的应用等，也为CT检查低剂量的应用奠定了良好的技术基础。特别是多排探测器螺旋CT的问世以及在这一领域的深入研究使低剂量CT的临床广泛应用指日可待[10]。
5.2 低剂量胸部CT在肺部健康体检及肺癌普查中的应用
肺癌是临床最常见的、致死率极高的一种恶性肿瘤。X线胸片敏感性低，很难发现密度较低或直径较小的肿瘤。CT因其为横断面扫描，无组织前后重叠，在发现肺内小结节方面有较高的敏感性。同时，CT的密度分辨率高，对发现的肺内病变的定性诊断有很大帮助。但是常规CT的辐射剂量较高，不适合用于普查。
低剂量CT在发现肺內结节时，其敏感度以及特异度并无较大下降，而辐射剂量却有较大提高，因此，低剂量CT是肺癌普查的可行方法[11]。将低剂量螺旋CT用于早期肺癌的筛查和诊断的目的是降低死亡率，而对其能否达到预期目的尚存有争议。Henschke等[12]采用低剂量螺旋CT 对7 995例吸烟者进行早期肺癌筛查，与307 992例无症状吸烟的志愿者对照，结果显示肺癌的死亡率由0.64%降为0.36%，而且男性降低更明显。
5.3 低剂量螺旋CT在慢性阻塞性肺疾病的应用
慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种严重的慢性呼吸系统疾病，发病率呈进行性增高趋势。COPD的影像学研究大多集中在像素指数（pixel index， PI）与肺功能检查的对比方面[13-15]。目前，无症状吸烟者及早期COPD的CT表现正逐渐成为研究的热点[16～18]。关于低剂量螺旋CT在肺结节的筛查中的研究较多，但在慢性阻塞性肺疾病等非结节性疾病的报道较少。由于慢性阻塞性肺疾病患者需要常年随访及治疗前后对比，且常常需要吸气相与呼气相对比观察，所以降低扫描剂量非常重要。目前低剂量CT的检查指标同传统肺功能指标的相关性存在一定争议[19]，这对普遍开展以低剂量CT评估肺功能有一定影响。但我们有理由相信随着CT软硬件技术的不断发展，多排螺旋CT的肺功能研究会出现新的突破。
5.4 低剂量螺旋CT在肺栓塞诊断上的应用
肺栓塞是指内源性或外源性栓子栓塞肺动脉或其分支引起微循环障碍的综合征，是一种发病率和死亡率都比较高的疾病，在我国发病率呈迅速上升趋势。肺栓塞的临床表现多样，从临床上完全无症状到猝死，缺乏固有的临床表现，在临床上常常漏诊或误诊。X线肺动脉造影一直被认为是诊断肺栓塞的金标准，但由于具有创伤性，其广泛应用受到限制。多排螺旋CT具有良好的时间、空间及密度分辨率，强化扫描时可以直接显示肺血管，是一种患者容易接受的无创、快捷、安全有效的检查方法，可以有效提高肺栓塞检查的敏感性和特异性。目前已将MSCT增强肺动脉造影（CTPA）取代常规肺动脉造影，成为诊断肺动脉栓塞的常规首选检查方法[20-21]。但该项检查患者接受辐射剂量较高，特别是急性肺栓塞患者常需短期内多次复查以观察疗效、发现复发，其所接受的辐射总剂量相当可观。所以在不影响诊断准确性基础上最大程度地减少患者的X线辐射剂量迫在眉睫。
5.5 多层螺旋CT低剂量扫描在肺结核诊断的应用
近年来，我国每年报告肺结核发病人数约100万，其中耐多药肺结核每年新发患者约12万。严重危害了人民群众健康和社会经济的发展。CT具有密度分辨率高和无组织结构重叠等特性可提供比平片更多的信息，是诊断肺结核不可或缺的检查方法。但其辐射剂量大使它的使用受到限制[22]。徐雪峰等[23]对48例经临床及痰检确诊并抗结核治疗1周至12个月的肺结核患者分别进行常规剂量及低剂量CT检查，通过对比两次检查所显示的患者肺内片状密度不均病灶、小叶肺泡结节、纤维化病灶、空洞（空泡）、钙化灶、树芽征、胸膜肥厚粘连及胸腔积液等征象，发现两种方法不存在明显差异，能够满足肺结核患者的临床诊断和治疗监控要求[24]。但CT剂量加权指数明显降低，由5.48～6.64mGy降至1.83～3.37mGy。李秋芬等[25]研究表明，胸部低剂量CT较X线胸片可明显提高肺结核的检出率和诊断率。
6 结语
虽然低剂量CT扫描在获得的图像质量上有所下降，但其影像信息完全可以满足诊断要求，不仅可以降低患者的CT检查辐射剂量，还可减少CT球管及探测器的损耗，降低检查成本。因此，在此领域开展研究具有重大的社会效益和经济效益，也期待更多的低剂量研究能够造福广大患者。
参 考 文 献
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