64排CT辐射剂量研究及低剂量扫描在低龄小儿体部的应用

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医疗照射是目前人类所受到的最大的人工电离辐射来源。CT使用占所有放射学检查的13%,但其导致患者的辐射剂量却占患者接受全部辐射剂量的70%。儿童尤其是低龄小儿对射线的敏感性也远高于成人。现在广东省已有十余家医院安置使用了世界上最先进的64排螺旋CT,但大多数医院儿童CT扫描检查仍延用成人标准,辐射剂量成为儿童健康的潜在危害因素。国内关于儿童64排CT低剂量扫描的研究及标准,尚未有相关报道。随着64排CT的不断普及,患者和医生但迫切要求制定出适用于儿童低剂量扫描的操作规范。 第一部分:64排CT扫描辐射剂量研究 目的: 通过仪器检测MDCT的扫描参数的设定与权重CT剂量指数,剂量长度乘积之间的关系,从设备构造方面解决低剂量扫描的参数控制问题。 材料与方法: 1.东芝Aquilion64排螺旋CT机、瑞典RTI公司生产的Solidose400国际确认的人体等效模体和DCT10-1251笔型电离室、标准CT剂量指数读数仪。 2.体模放置在CT机的头托架上,采用螺旋扫描,扫描层面垂直体模中轴线。固定参数为FOV—M,转速采用0.5 s/rot和1s/rot,层厚分别为0.5mm,覆盖范围0.5 mm×64。变换不同管电压kV、管电流mA、螺距Pitch。用笔形电离室分别测量中心剂量和表面剂量;CTDIw=1/3 CTDI100.c+2/3 CTDI100,p。将测量结果进行比较与统计学分析。 结果: 东芝Aquilion64排螺旋CT机扫描窗显示的CTDIvol与国际通用模体测量的CTDI值有很好的一致性,两者近似相等。 头模直径是体模直径的一半。相同条件下行CT扫描时,前者有效辐射辐射是后者的1.5~1.7倍。 CTDIvol与mA呈线性关系。扫描长度不变的情况下,DLP与mA呈线性关系。Pitch越大,CTDIvol越小。 结论: 1.在CT检查中,不改变扫描条件,小儿接受有效辐射剂量比成人高得多。小儿CT检查应该遵循“合理使用低剂量”原则。 2.低龄小儿体积小,kV固定时,相同条件下会有更多量的X射线到达探测器,在一定范围内降低管电流可减低X射线的照射剂量,同时又不影响图像的质量。 3.CTDIvol是一个“浓度单位”,反映扫描长度内的平均吸收剂量,可以间接地反映出已经扫描过部位的平均辐射危害程度。DLP反映了本次扫描范围内身体接受的总体辐射剂量,能够更好评价辐射致癌的风险性。在日常工作中,我们尽可能减少扫描范围而减低DLP。但对于必须一定扫描范围才能完成的检查而言,我们就只有通过减少mA来降低CTDIvol,而使小儿辐射风险减少。 4.新技术的应用使CT有可能比以往的型号降低剂量。做CT检查必须严格遵循CT检查的适应症。对于必须进行CT检查的患儿,应告知患儿家属射线对健康的危害并做好相关的屏蔽防护。东芝Aquilion64排螺旋CT机进行低龄小儿体部检查时,一般选用120kV、螺距0.828、FOV—M、0.5mm层厚、0.5 s/rot。管电流是日常工作中降低辐射剂量的可控关键性因素,也是本课题的研究重点。 第二部分:64排CT低剂量扫描的动物实验研究 目的: 通过动物模型逐步降低mA,初步摸索出相对应体重组低龄小儿低剂量扫描显示正常解剖结构的最低mA,避免因研究造成对小儿进行CT重复扫描而引发的过度剂量负荷。 材料与方法: 1.将低龄小儿大致分为<15kg和16~25kg两组,分别以10~12kg比格犬和18~23kg幼猪模拟。 2.先行预扫描。MDCT管电流由常规剂量≥100mA逐渐减低,每次减低10mA并观察图像变化。初步确定最低剂量值后进行试验。比格犬和幼猪分别进行常规剂量、最低剂量值、其上位10mA、下位10mA进行平扫。每一剂量值比格犬扫描20次,幼猪扫描18次。平扫后比格犬组腹部扫描全部病例均行CT增强扫描。 3.将扫描后重建图像随机交由两位有经验的高年资放射学医师采用双盲法进行阅片、评价图像质量,以取得一致意见为准。以常规剂量图像为基础片,从①图像伪影;②质地;③组织结构的显示;④扫描脏器与周围组织的对比四个方面评价。评价结果进行多次配对设计两样本的卡方检验。 结果: 动物模拟低龄小儿MDCT低剂量扫描的管电流最低值:比格犬胸部为10mA、上腹部40mA、中下腹部30mA;幼猪胸部为20mA、上腹部50mA、中下腹部40mA。 结论: 1.评价CT图像质量的有对比度、图像噪声和对比度/噪声比。保持120kV管电压不变,MDCT检查时X线的穿透力不变,图像对比度不变。mAs决定成像的“X线光子数量”,直接影响CT图像的噪声。低龄小儿降低一定的mA,噪声可以保持与与成人相近的水平。CNR直接决定了总体图像质量与病变检出的敏感性。本组低剂量扫描CNR变化不大。低剂量MDCT扫描可获得符合临床诊断需求的图像信息,因而能应用于临床。 2.腹部检查时,过低的mA使噪声增加,低对比分辨率降低,因而mA值不能降得过低;在肺部,由于原有结构之间的对比明显,mA降低所引起的噪声增加不会使组织间对比度明显下降,所以能使用尽可能低的曝光条件。 第三部分:64排CT低剂量扫描在低龄小儿体部的应用研究 目的: 通过临床实验并经过统计学分析解决不同年龄组患儿不同部位或器官MDCT低剂量扫描图像诊断符合率的问题,为低剂量扫描病变的诊断提供保证。 材料与方法: 1.搜集我院2005年11月~2007年02月施行了胸腹部64排CT检查的低龄小儿患者,按体重、不同部位分组扫描,分别收集28~50例。全部患儿有CT检查指征,体重<25kg。正常对照组和低剂量组随机分配。 2.扫描条件同动物实验。多数小儿根据临床需要行增强扫描。随机选取扫描期相中的任意一期降低mA为低剂量扫描期相,其它为100mA以上的常规剂量扫描期相。低剂量期相管电流参考动物实验得出的相对应的最低mA数值选定。从扫描操作界面记录每组检查相应的CTDIvol。 3.扫描后图像由本院高年资影像诊断医师出具检查结果。2周~3月后重新分别挑选出低剂量期相和其它常规剂量期相扫描图像,在事先不告知前次诊断结果的情况下随机交由一位高年资影像诊断医师进行诊断。将本次低剂量扫描期相组诊断结果、常规剂量组扫描期相组诊断结果分别与前次相同患儿的诊断结果进行比较其符合情况。 结果: 1.低龄小儿MDCT低剂量扫描<15kg者最低管电流肺部为10mA、纵隔为20mA、上腹部为40mA、中下腹部为30mA;16~25kg者最低管电流肺部为20mA、纵隔为30mA、上腹部为50mA、中下腹部为40mA。管电流降至50mA、40mA、30mA、20mA、10mA时患儿所受的CT辐射剂量CTDIvol分别降至原来的50%、60%、70%、80%、90%以上。 2.低剂量扫描期相与常规剂量期相之间扫描图像无统计学差别。 结论: 1.国际电离辐射防护和辐射源安全基本标准推荐受检者单次CT检查剂量的指导水平为:头部50mGy、腰部35mGy.腹部25mGy。我们研究组小儿MDCT扫描剂量均远未达到以上限值。常规胸部MDCT扫描一次,相当于照射150~250张常规胸片的辐射剂量。每减少10mSv则相当于减少7~14张常规胸片的辐射剂量。按照本组实验提供的最低值扫描,患儿所受的CT辐射剂量可以降至原来的50%~90%。 2.由于儿童体型小,X线衰减少,降低mAs所引起的噪声增加被小体型所平衡。做为低剂量扫描给患者带来辐射减少的益处时,放射学家需要学会忍受噪声增加所带来的对诊断的不便。 3.降低MDCT辐射剂量其它方法的综合应用:厂家有责任应用新技术,尽可能地减低辐射剂量。控制不必要的多期扫描。使用自动曝光剂量控制软件。尽量缩小扫描范围,增大螺距。 结语: 1.低龄小儿对于放射线敏感,没必要的MDCT检查尽量不做。必须检查时,应做好扫描附近组织的放射防护,选用合适扫描野,控制没必要的多期扫描。 2.应该倡导ALARA原则。小儿低剂量CT扫描是可行的。放射科医师要学会忍受适度的图像噪声。 3.东芝Aquilion64排螺旋CT机扫描窗显示的CTDIvol与mA呈线性正相关,接近于模体测量的辐射剂量值。我们日常临床工作中主要通过降低扫描管电流来减少低龄小儿MDCT检查中的辐射剂量。 4.我们获得的结果是:<15kg者最低管电流肺部为10mA、纵隔为20mA、上腹部为40mA、中下腹部为30mA;16~25kg者最低管电流肺部为20mA、纵隔为30mA、上腹部为50mA、中下腹部为40mA。 5.常规胸部MDCT扫描一次,相当于照射150~250张常规胸片的辐射剂量。每减少10mSv则相当于减少7~14张常规胸片的辐射剂量。按照本组实验提供的最低值扫描,患儿所受的CT辐射剂量可以降至原来的50~90%。 6.低龄小儿MDCT低剂量扫描的研究不仅保护管球的同时大大的降低了患儿的照射剂量,放射学家在日常临床工作中要积极灵活地实践,为物理学家、厂商提供MDCT低剂量扫描参数控制的参考标准。各方专家齐心协力,才能使CT检查以最小的辐射危害发挥出最大的诊断价值。
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