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超低剂量紧急胸部计算机断层扫描协议

介绍
社区获得性肺炎 (CAP) 是最常见的急性感染之一,1在紧急情况下使用放射线照片 (CXR) 或计算机断层扫描 (CT) 等非侵入性工具进行即时护理诊断可能会影响患者管理。2虽然胸部 CT 在敏感性方面优于常规获得的 CXR,但3 CT 的辐射剂量更高。4然而,辐射剂量与 CXR 相似的超低剂量 CT (ULDCT) 已显示出有希望的结果。

本技术说明的目的是使用标准剂量和超低剂量胸部 CT 方案来比较辐射剂量和技术图像质量,该方案是为题为“改进急诊科传染病诊断”的前瞻性临床多中心研究而设计的。

方法
该项目得到了丹麦南部健康研究伦理区域委员会的批准(期刊编号:S-20200188)。
四个丹麦急诊科均配备一台 GE Revolution CT 扫描仪(GE Healthcare,美国沃克夏)、一台 Canon Aquillion One 扫描仪(佳能医疗系统公司,日本大田原枥木)或一台西门子 Somatom Edge 扫描仪(Siemens Healthcare GmbH,埃尔兰根) ,德国)参与了这项研究。在纳入患者之前,使用适用于 GE 和西门子扫描仪的 Lungman 体模(日本京都京都 Kagaku Co.)和 CTU-41 躯干体模(京都)为每个本地扫描仪制定了超低剂量 CT 协议。 Kagaku Co(日本京都))用于佳能扫描仪。使用供应商特定的图像质量指标减少辐射剂量,直到达到 0.25-0.5 mSv 的目标有效剂量。表 1列出了最终的扫描参数。

接受紧急检查的疑似肺炎成年患者被邀请参加该研究,除非参与会延迟挽救生命的治疗、怀孕或患者已确诊 COVID-19 或最近入院(<14 天)排除院内感染患者。进一步的排除标准可以在之前的出版物中找到。9 名同意的患者被转诊进行非对比胸部 CT (NCCT),使用当地临床胸部 CT 方案,然后进行 ULDCT。扫描以相同的顺序进行。一位拥有 12 年经验、未受雇于参与站点的胸部放射科医生证实,每个站点的前两名患者的图像质量在诊断上是可接受的。

图像分析
剂量长度乘积 (DLP) 分别从 NCCT 和 ULDCT 的扫描仪剂量报告中记录,并根据 Huda 等人的说法,使用 0.017 的胸部特定转换因子转换为估计的有效辐射剂量。10使用肺干和隆突水平邻近肺组织中的圆形 ROI 在轴向图像中测量衰减 (HU) 和噪声 (SD)(图 1),并使用以下方法计算对比度噪声比 

统计分析
使用夏皮罗-威尔克检验进行正态分布检验后,通过平均值、标准差 (SD) 和观察次数汇总数据。使用配对 t 检验分析变量之间的差异。p值 ≤ 0.05 被认为具有统计显着性。

所有分析均使用 STATA/BE 17.0(StataCorp.LP,College Station,TX 77845 USA)进行。

结果
除一个站点外,每个站点均连续纳入 10 名患者,该站点由于当地后勤问题而难以纳入。因此,在该中心决定退出研究之前,仅纳入了 9 名患者。其中一个配备 GE 扫描仪的站点遇到了技术错误,导致辐射剂量数据无法传输到图片存档和通信系统 (PACS)。因此,该站点被排除在分析之外。因此,纳入了 29 名患者(18 名男性/11 名女性)(平均年龄 73.9 岁,SD 11.6)。

辐射剂量
使用 GE 扫描仪扫描的患者的平均有效剂量在 NCCT 中为 6.93 mSv,在 ULDCT 中为 0.27 mSv(n = 10)。对于佳能扫描仪,NCCT 和 ULDCT 的平均有效剂量分别为 3.48 mSv 和 1.11 mSv ( n = 9)。西门子扫描仪的相应值为 2.85 mSv 和 0.45 mSv ( n = 10)。NCCT 和 ULDCT 方案的剂量长度乘积列于表 2中

画面质量
在肺干中测量的 NCCT 平均噪声在 Canon 中为 16.2 HU (SD = 2.5),在 GE 中为 11.6 HU (SD = 1.6),在西门子中为 11.1 HU (SD = 2.0),GE 之间没有统计学显着差异和西门子 ( p = .56)。示例图像如图 2 – 4所示。使用佳能扫描仪执行的扫描中的噪声在 GE 和西门子扫描仪之间存在显着差异 ( p = .0001)。GE、佳能和西门子的 ULDCT 对比噪声比分别比 NCCT 低 33%、39% 和 29%(表 2)。

讨论
在这项小规模前瞻性临床测试中,我们提出了适用于三台扫描仪的超低剂量胸部 CT 方案。当使用模型时,所有扫描仪都显示出亚毫西弗扫描。然而,在临床环境中,为佳能扫描仪开发的协议并未达到所需的 0.25-0.5 mSv 平均有效剂量。此外,辐射剂量和噪声都高于其他具有更高效探测器的最新扫描仪。该结果可能是由于在开发扫描协议时使用不同的体模来解释的。此外,仅纳入 9 名患者,而建议将 10 名患者与诊断参考水平进行比较。

在配备 GE 扫描仪的科室中,标准胸部 CT 方案的剂量与其他科室的常规方案相比相当高,且剂量变化较大(表 2)。据推测,这一发现可能是由本地图像质量偏好或自动管电流调制设置引起的,并将在本地进行讨论。因此,GE 扫描仪的剂量减少潜力更大,而且获得的超低剂量 DLP 低于其他扫描仪。另外,ULDCT中DLP的标准差如表2所示非常低(SD = 1.0)。这表明大多数患者的自动管电流调制使用尽可能低的mA,即10mA。之前使用100 kVp获得的有效剂量为0.27 mSv;泰克等人。5在相同的 GE 扫描仪中使用 80 kVp 以 0.05 mSv 的平均有效剂量获取 ULD 胸部 CT 图像。然而,在视觉图像质量评估中,这些图像在很大程度上被认为是“次优”。因此,当前研究中获得的剂量可能是辐射剂量和图像质量之间的良好权衡,因为胸部放射科医生认为第一张图像在诊断上是可接受的。然而,由于当前研究中没有系统地评估诊断图像质量,因此在开始实施之前还需要进一步研究。

格雷菲耶等人。7使用相同的西门子扫描仪获取了 ULD 胸部 CT 图像,与当前研究中获得的剂量相比,剂量大约减少了一半。他们保持了优异或良好的图像质量,这表明西门子提出的扫描协议中的辐射剂量可能会进一步减少。

总之,本研究中提出的胸部 CT 检查方案使用 GE、佳能和西门子扫描仪分别减少了 96%、68% 和 84% 的剂量,并且可以作为使用类似方案开发的基准或起点。设备。在临床实施类似方案之前,需要包括临床评估在内的未来研究来进一步探索这一主题。

发布日期:2024-02-19