辐射剂量是CT永恒的话题,作为医院影像检查中的电离辐射大户,CT在带来更高诊断价值的同时,也对患者带来更高辐射影响,低剂量CT技术更显得尤为重要。【当立课堂】第2期,讨论现代CT越来越离不开的低千伏成像技术。
在CT检查“盛行”的今天, 那么,
如何衡量一次CT检查的相对风险?
一个“有趣”的方法是一次CT扫描与其他风险的对比,一次腹部CT的估计风险与以下情况相当:驾车行驶7500英里或摩托车行驶1000英里的事故风险。
更科学的证据是,根据发表于Nature Medicine上的最新研究,CT剂量的累积与所有的血液恶性肿瘤风险之间存在正向关联,即每增加100mGy的辐射剂量,罹患全血液恶性肿瘤的风险升高96%[1]。
如何最大限度减少患者的辐射风险?
辐射防护总原则(As Low As Reasonably Achievable,ALARA)告诉我们,应在满足临床诊断的前提下尽可能降低X线剂量。根据X射线辐射剂量公式(D=I·t·μ(E),其中I=C·kV²·mA·Z),辐射剂量与照射时间、阳极靶材原子序数、管电流(mA)、管电压(kV)的平方成正比,这意味着相较于降低管电流,降低管电压更能大幅降低辐射剂量。
比如,当管电压从120kV下降到70kV,辐射剂量可下降80%;从80kV下降到70kV,辐射剂量又可下降30%。
尽管低千伏成像能很好降低辐射剂量,但凡事都有其两面性,管电压降低会导致X线对人体穿透力会降低。为保持图像信噪比,管电压从120kVp下降至80kVp,则需将管电流提高4倍[2],这意味着低千伏成像对CT球管提出了更高的要求。 比如,在2017年的RSNA汇报中,北京协和医院陈钰等探索70kV电压,25mL造影剂扫描方案在头颈CTA中的应用,结果表明在主观图像质量并无统计学差异的情况下,70kV扫描方案辐射剂量降低了56%[3]。
近年来,随着大功率球管技术的进步,CT球管的最大管电流已进入≥1000mA级别。以当立Xpert系列球管为例,凭借独有的低剂量球管技术,可使CT在70kV、甚至60kV下提供高达1250mA的管电流,在保持高图像质量的同时,大幅降低了辐射剂量。
自70kV低千伏CT成像推出以来,所有中高端CT都在积极跟进,低kV、高mA成像正变得实用、并日益普及,也为患者带来了更多益处。 除降低辐射剂量,低千伏成像的另一个价值是还有助于实现低造影剂用量。因为,在低kV扫描时会增加对比剂衰减,意味着既可以用来减小对比剂的体积,也可以用来减少辐射的暴露,或者两者兼而有之。
1)低kV增强扫描
如今,70kV扫描技术已在CTA和CTP中广泛开展,不仅能降低辐射剂量,还能降低对比剂使用量及流速,实现低辐射剂量、低对比剂使用量及流速的“双低成像”。
2)肺、结肠等器官天然对比强的部位 众所周知,在低kV会不可避免降低降低图像信噪比,而对于肺、结肠等天然对比强部位的检查,能通过低千伏成像大幅度降低辐射剂量。国内外很多临床研究已表明,70kV扫描结合迭代重建,能在保证图像满足诊断条件前提下,大幅降低辐射剂量。 因此,我国也据此制定了《中国肺癌低剂量CT筛查指南(2023年版)》,如今很多体检项目中,低kV胸部检查已常规开展,在减少辐射剂量的同时,还能有效地捕捉到肺部的细微结构,有助于早期发现肺癌。
低剂量CT右上肺见磨玻璃结节影 (图片来自互联网)
3)儿童和婴幼儿检查 据估算,每增加50μSv的放射剂量,每百万人中就会增加3位致死性癌症患者,在儿童、青少年身上表现更为明显,因其对X射线敏感比成年人高5到10倍[4],因此保护儿童尽可能的少受电离辐射伤害一直是CT检查的重点考量因素。 此外,12岁以下儿童及婴幼儿体型普遍较小,几乎不存在低kV无法穿透人体的情况,更使低千伏成像在儿童检查上有天然优势。
儿童在接受低剂量CT检查 (图片来自互联网)
随着人们对低剂量CT技术认识的不断提高,除低千伏CT成像,新的CT低剂量技术还在持续出现。如何能最大程度地使用好这些低剂量成像技术,是另一个需要认真思考的问题。 [1] Bosch de Basea Gomez, M., Thierry-Chef, I., Harbron, R. et al. Risk of hematological malignancies from CT radiation exposure in children, adolescents and young adults. Nat Med (2023). . [2] Nyman U, Ahl T L, Kristiansson M, et al. Patient‐circumference‐adapted dose regulation in body computed tomography. a practical and flexible formula[J]. Acta radiologica, 2005, 46(4): 396-406. [3] Chen Yu,et al;Head and Neck Angiography at 70 kVp with a Third-Generation Dual-Source CT System in Patients: Compare with 100kVp. [4] Ludlow J B, Ivanovic M. Comparative dosimetry of dental CBCT devices and 64-slice CT for oral and maxillofacial radiology[J]. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology, 2008, 106(1): 106-114.
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