胸部DR雙能量減影與DR胸片、胸部CT吸收劑量對照研究

胸部DR雙能量減影與DR胸片、胸部CT吸收劑量對照研究南京軍區南京總醫院醫學影像研究所（210002）　王駿  數字X線攝影（Digital Radiography，DR）胸部雙能量減影在診斷氣胸、肺結節及結節內鈣化、肋骨骨折、冠狀動脈鈣化等方面起到了一定的作用［1－5］。然而，它在給臨床帶來診療效益的同時，又因被檢者X線吸收劑量加大而帶來負面影響。為此，本文從X線吸收劑量的角度來探討胸部DR雙能量減影（dual energy subtraction，DES）與DR高千伏X線攝影、DR亞高千伏X線攝影，以及胸部常規CT掃描、低劑量胸部CT掃描被檢者X線吸收劑量之間的差異，從劑量學角度闡明胸部影像學檢查程式。 資料與方法本次研究採用GE DR（Revolution XQ/I，非晶矽探測器）進行胸部雙能量減影、高千伏X線攝影、亞高千伏X線攝影，以及胸部常規CT（Siemens Somatom Spirit）掃描、胸部低劑量CT（Somatom Emotion）掃描，隨機檢測被檢者吸收劑量72例，並進行對照分析。無論是X線攝影還是CT檢查，被檢者均採用深吸氣後屏氣曝光，CT掃描採用臥位，X線檢查採用站立位，焦－片距180cm。分別將記錄儀置於被檢者右肩上方、X線曝光地區內。測量儀器：FJ-427A型熱釋光劑量儀，相對靈敏度：2.23～2.25。攝影條件：DR胸部雙能量減影分別採用一次按鈕200ms內進行140kV、320mA，60kV、500mA自動曝光為第1組，以及110kV、320mA，60kV、500mA進行自動曝光為第2組；常規CT胸部掃描採用120kV～130kV進行掃描為第3組。DR胸部高千伏攝影採用140kV、200mA進行自動曝光為第4組；DR胸部亞高千伏攝影採用110kV、200mA進行自動曝光為第5組。利用多層螺旋CT進行胸部低劑量掃描採用110kV為第6組。統計學分析：利用SPSS 10.0軟體進行相關的統計學分析，檢測吸收劑量的多組間比較採用單因素方差分析法，總體比較採用Welch近似方差分析；計算Levene統計量，視方差齊性；兩兩組間比較視方差齊同情況選用LSD檢驗（方差齊）或Tamhane’s T2檢驗（方差不齊），P＜0.05認為有統計學意義。 結果對所有檢測的隨機吸收劑量利用統計學軟體SPSS 10.0版本進行統計學分析見表3－4、圖3－9，從各組指標均值（）±標準差（S）來看，胸部不同的影像學檢查方法導致的隨機吸收劑量大致分為三等：第4、第5、第6組隨機吸收劑量最低（＝0.1274、0.1699、0.1412），第1、第2組中等，而第3組最高（＝0.8372）。總體比較用Welch近似方差分析得：F＝22.290，P＝0.000，說明總體有顯著性差異。方差齊性檢驗結果，Levene統計量為6.693，對應的P值＝0.000＜a＝0.05，說明總體方差不齊。再用Tamhane’s T2檢驗進行兩兩比較詳見表3－4、圖3－9。

 

討論 長期以來，胸部X線攝影因其映像品質佳而倍受臨床醫師及被檢者青睞，並且早已成為臨床循證醫學中不可或缺的常規檢查之一。隨著數字X線攝影（digital radiography，DR）在醫學影像技術中的廣泛應用，加之人文理念不斷地深入人心，被檢者的X線吸收劑量已提到議事議程上來。最終就落實到，採用最低的X線吸收劑量達到診斷的最佳效果，這是醫學影像科技師所需努力的方向。    1、DR雙能量減影及其被檢者X線隨機吸收劑量的比較隨著DR的不斷更新換代，在胸部X線攝影中進行了廣泛的應用，其強大的後處理功能，在高空間頻率處適當邊緣增強可補償因探測器像素大小降低的空間解析度的限制，以提高診斷效能［6］。加之其具有較寬的曝光動態範圍，使映像的成功率、映像品質得到了明顯提高的同時，被檢者X線吸收劑量得到明顯的降低。更為可貴的是，DR隨著電腦的進步又有了長足的發展［7］，例如DR雙能量減影（dual energy subtraction）就是其中之一。DR雙能量減影通過一次按鈕200ms內高千伏、低千伏2次曝光，獲得的一幅高能量影像和一幅低能量影像，由於這兩幅影像中的骨骼與軟組織訊號強度不同，通過電腦加權減影（weighted subtraction），有選擇地去掉影像中的骨骼和軟組織的資訊，結果是與骨骼相一致的訊號被消除，得到軟組織影像；或與軟組織相一致的訊號被消除得到了骨骼組織的影像。最終得出的是3幅胸部映像，即標準像、骨組織像及“骨肉分離”後軟組織像（詳見圖3－10）。無論如何，在能量減影中，要獲得較高品質的減影映像必須具備的條件之一就是兩次曝光的X線能量差別要大［8］。我們採用的是140kV、320mA與60kV、500mA自動曝光為第1組，用110kV、320mA與60kV、500mA進行自動曝光為第2組對被檢者胸部隨機吸收劑量進行測量。從本次研究的結果可以看出，兩組DR雙能量減影之間（第1組與第2組之間），P＝1.000，說明被檢者的隨機吸收劑量在統計學上無顯著差異。因此，從劑量學角度來看，有必要加大兩次X線曝光的能量差，以獲得較好的映像品質。2、DR雙能量減影與CT隨機吸收劑量的比較眾所周知，CT掃描被檢者隨機吸收劑量與被檢者體厚、密度、原子序數的不同有關外，還與掃描層厚、掃描層數有關。儘管目前的多排探測器CT球管大多安裝有“劑量調節”，其作用是自動跟蹤並調節CT球管在掃描過程中發出的X線劑量，目的是在不影響診斷品質的前提下，把有效X線劑量降至最低。其工作原理是，在掃描時，劑量調節裝置依據測得的被檢組織不同方位的X線衰減程度對CT球管進行“即時”調節，使球管在掃描中按需輸出X線劑量。即對X線低衰減的組織使用低劑量掃描，高衰減的組織使用高劑量掃描。曝光劑量可根據需要加以調節，選用時，胸部掃描可降低有效劑量約30%～40%，滿足了低劑量掃描和嬰幼兒CT檢查的需要［8］。但是，在CT掃描時，往往發現病灶後，特別是在考慮有肺癌可能時，被檢者還需要進行CT的薄層掃描，甚至是多期增強掃描。加之，隨著CT掃描速度的提高，利用CT檢查對疾病診斷“撒大網”現象增加，這就進一步加大了被檢者隨機吸收劑量。在本次研究中，常規CT掃描被檢者的隨機吸收劑量是所有各組中最高的，均數為0.8372（見表3－4、圖3－9），從統計學分析來看，與各組間存在顯著的統計學差異，P＜0.05。然而，一旦採用了低劑量胸部CT掃描，被檢者的吸收劑量大幅度下降，均數為0.1412與各組間存在顯著的統計學差異，P＜0.05。而DR雙能量減影被檢者隨機吸收劑量介於常規胸部CT掃描與低劑量胸部CT掃描被檢者隨機吸收劑量之間。所以，在DR高千伏攝影疑似骨折、或發現小結節病灶時，可根據需要，一部分可以考慮由DR雙能量減影替代［1］。但不能誇大雙能量減影的作用，從劑量學角度分析，雙能量減影被檢者X線的吸收劑量高於低劑量胸部CT掃描。因此，可以適當考慮擴大低劑量胸部CT掃描的適應證，尤其是可以考慮哪些情況下只需平掃；哪些情況下可進行目標掃描，僅需對病灶地區進行直接薄層掃描；在哪些情況下只需直接增強應有一個操作規範，以大幅度減少CT被檢者隨機吸收劑量；且從表3－4中可以看出常規CT吸收劑量的與S相對於其它各組來講較高，而低劑量胸部CT掃描是各組中較低的，這又從另一個側面反過來驗證了胸部CT檢查因上述原因的存在採用低劑量掃描的必要性。3、DR雙能量減影與DR高千伏X線攝影隨機吸收劑量的比較DR基於碘化銫（Cesium iodide, CeI）和非晶矽（amorphous silicon, a-Si）的敏感基質平板X線攝影探測器提供高空間解析度、高對比解析度，且有降低X線劑量潛能的數字X線照片［9、10］。它由X線球管、發生器、大面積非晶矽平板探測器組成。探測器由CeI閃爍器和裝備在玻璃片基上的非晶矽光電二極體陣列而成。塗有鉈的CeI閃爍器將X線轉換成可見光。閃爍器材料有像針一樣的細微結構並將它置於非晶矽光電二極體陣列上。這種非晶矽光電二極體陣列將光轉換成電荷，由電子讀出並轉換成14bit的訊號。這種數字探測器具有較高的量子檢測效率（detective quantum efficiency，DQE），所獲得的影像品質和組織圖的顯示能力均較優，且可以迅速將被檢者的位置及曝光條件方面的問題立即反饋給X線攝影技師［11］。加之高千伏X線攝影技術的應用、組織均衡的應用等，對肋骨及心臟後的背景影像提高了能見度，豐富的胸部X線攝影的影像層次。而DR雙能量減影存在兩次X線曝光，其X線劑量也就相應加大。從本次研究結果來看，DR雙能量減影胸部X線攝影被檢者的X線隨機吸收劑量要高於DR高千伏胸部攝影（詳見表3－4、圖3－9），第1組、第2組顯著高於第4組、第5組。因此，從劑量學角度來看，DR雙能量減影僅能作為胸部的一種輔助檢查方法，是對DR高千伏胸部X線攝影的一種補充。只有在特殊情況下，如考慮肋骨骨折可能［2］，才能作為首選檢查。換一句話講，DR高千伏胸部X線攝影仍然是常規檢查手段之一，DR雙能量減影技術不能列為胸部X線檢查常規使用。4、合理使用低劑量從表3－4可以看出，高千伏胸部X線攝影的第4組與第5組以及低劑量胸部CT掃描的第6組，其與S在所有各組中是最低的，這可能與DR高千伏1次性自動曝光以及CT採用低劑量掃描軟體有關；胸部雙能量減影位置中間，是X線2次自動曝光，因此相對於DR高千伏胸部X線攝影來講，其吸收劑量及波動範圍有所增加；而胸部常規CT掃描被檢者的吸收劑量位居最高，它的影響因素不僅取決於X線劑量自動調節功能，還有平掃與薄層掃描有關，以及平掃加增強之間多次檢查有關。所以，上述這些因素都是造成X線吸收劑量及其波動範圍加大的基礎。因此，胸部影像學檢查在胸部疾病的診斷方面發揮著重要作用的同時，如何在保證映像品質的前提下，降低被檢者的隨機吸收劑量；或是，綜合利弊，科學選用影像學檢查方法，適度地加以應用。無論如何，對於被檢者成像的防護不僅僅是醫學影像技師的責任，更是全體醫務人員的義務，達到合理使用低劑量（As Low As Reasonably Achievable，ALARA）［12］。因此，通過本次研究得出，對於各種影像學檢查應根據各自的適應證採用最低劑量的影像學檢查方法，如雙能量減影技術因其X線吸收劑量相對較高，應適度地加以應用，是常規DR胸部高千伏攝影的一種補充，而低劑量胸部CT掃描因其X線吸收劑量相對較低，可相對擴大其適應證，並根據病情需要綜合考慮是否進行目標掃描、直接增強等，以把X線吸收劑量降至最低。結論本文從劑量學角度得出，DR雙能量減影與DR高千伏胸部X線攝影，以及CT胸部掃描之間被檢者的隨機吸收劑量存在顯著差異，且DR雙能量減影被檢者的隨機吸收劑量介於DR高千伏胸部X線攝影、低劑量胸部CT掃描與常規CT胸部掃描之間。因此，在病情允許的情況下，建議DR雙能量減影可以作為DR高千伏胸部X線攝影的一種補充，但僅從劑量學的角度來講不能誇大其作用，要適度地應用DR雙能量減影技術，尤其是可以考慮低劑量下的胸部CT掃描，以從整體上降低被檢者的隨機吸收劑量。

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