第三章　CT特殊检查及其应用

在CT扫描中，应遵循合理最低原则（as low as reasonably achievable，ALARA），即在能够满足诊断需求的前提下，尽量降低CT扫描中病人所受到的辐射剂量。图像质量和辐射剂量两者相互联系彼此制约，首先明确诊断需求、确定诊断可以接受的最低图像质量水平，然后对所有扫描参数进行优化，尽可能降低辐射水平，从而实现这种平衡，这就是低辐射剂量CT扫描技术的实质。

降低mAs为临床中最常用的降低剂量的方法。mAs与CT剂量指数（computed tomography dose index，CTDI）值成正比关系。mAs降低会直接导致图像噪声增大，在一定程度上会影响到低对比组织的分辨力，但对高对比组织的分辨力影响不大（如肺、鼻窦、骨组织等），因此对以上组织扫描时可适当降低mAs。

CT的辐射剂量与X线束能量密切相关，而X线束能量取决于管电压和滤过条件。CTDI值与X线球管电压的2次幂成正比，即管电压的小幅降低可以显著降低CTDI，多用于儿童及小体型病人的低辐射剂量CT扫描。

增大螺距，扫描范围内任意一点暴露在X线束下的时间将减少，接受辐射剂量随之下降，也使得同样扫描范围内接受的光子数量减少，图像噪声增加，同时层面敏感性曲线增宽，使 z轴空间分辨力下降。

近年来迭代重建算法（iterative reconstruction，IR）逐渐被优化并推广使用。相同剂量时迭代算法图像比滤波反投影算法（filtered back projection，FBP）图像噪声低；使用迭代算法重建获取相同噪声水平的图像，需要的辐射剂量较低。

单层螺旋CT线束宽度的薄与厚对单次检查不会额外增加辐射剂量；对于多层螺旋CT而言，根据扫描范围和诊断需求使用适当宽度的X线束可获取最佳图像质量并可能在一定程度上降低辐射剂量。

先进的CT设备是实现低剂量CT扫描技术的基础，各个厂家推出的新型CT机对X线球管、扫描机架、探测器等重要硬件进行了技术改进，提高了X线的利用效率，同时也有一些新的图像重建算法等软件方面的升级，并在控制CT扫描剂量方面推出了一些新技术。

人体的不同部位和不同投影角度，对X线的吸收有很大的差异。在恒定剂量扫描模式下，探测器信号的噪声也有非常大的差异。因此对于对X线衰减少的身体部位和投影角度，可以适当用更小的管电流进行扫描，而不会明显影响最终图像的噪声。

1.X-Y管电流调制　根据体轴面（ x- y平面）的不同投影角度和人体对X线衰减能力的变化来改变X线球管的电流值；有些设备还利用X-Y管电流调制来降低眼晶体、甲状腺、乳腺等敏感器官的器官剂量。当X线球管转到人体正上方时，管电流减小，当X线球管转到人体下方时，管电流增大，以此来达到相同图像质量的同时有效降低了敏感器官的辐射剂量。

2.Z管电流调制　有些CT系统根据沿 z轴方向不同身体部位对X线衰减能力的变化来改变X线球管的电流值；有些CT系统在机架旋转过程中根据探测器探测到的射线量的不同来调整下一圈管电流值。

3.X-Y-Z管电流调制可以综合以上两种方法，提供更好的降低剂量效果。

管电压（kVp）决定入射X线束的能量分布。大多数检查使用120或140kVp，很少使用较低的电压。但是对于儿童和身材较小的成人，适当降低kVp可有效降低剂量；在CTA检查中使用较低kVp（100、80、甚至70），可使剂量降低，而且减低kVp可以使光电效应发生概率增加，从而增加组织对比，图像噪声会有小幅增加，因此对于需要较好对比度而对图像噪声要求较低的检查项目都可选择低管电压技术。

能谱CT目前在临床应用的主要包括西门子的双源双能CT和GE的单源双能CT，以及飞利浦的IQon Spectral光谱CT利用双层探测器实现能量成像。尽管设备不同，但最终都能通过碘分离获得去除碘成分的虚拟平扫图像。此种方法可以使病人减少一次平扫扫描，能够有效减低辐射剂量。

迭代算法利用矩阵代数，通过一种数学模型选择性的识别并去除图像噪声、提高图像质量，但与传统的滤波反投影重建技术相比，重建速度较慢。近年来，随着计算机技术的快速发展，迭代算法重建速度已基本满足成像需求，使用已非常普遍。

符合条件的病人进行冠脉扫描时使用前瞻性心电门控，只在预设的心动周期的特定时相曝光并采集数据，相比回顾性心电门控在整个心动周期都曝光的扫描方式，能够大幅减低辐射剂量。

CT的前置滤线器可根据不同的扫描部位提供不同的扫描野，从而使X线剂量最优化。如心脏滤线器与体部滤线器完全不同，在扫描野中心正对心脏扫描的部位，滤线器的厚度变薄，而周边扫描野的范围缩小，由此既能针对靶器官（心脏）提高X线的穿透力，获得同等或更好的图像质量，同时又能最大限度保护周围肺脏和乳腺组织。

常规扫描在成像启动阶段和结束阶段的采集并不用于成像，即在扫描开始和结束阶段会有无效射线存在，这种无效射线随着探测器宽度增加而增多。非对称屏蔽采集技术是通过使用非对称启动关闭准直器，屏蔽扫描过程中成像前后的无效射线，使辐射剂量降低，此技术可用于全身各部位的扫描。

探测器性能的改进提高了X线光子的转换效率，使得光子利用率更高，能有效提高图像的空间分辨力和密度分辨力；同时余晖时间缩短，提高了时间分辨力。

随着各种新型CT机硬件的不断发展，扫描速度也不断提高，很多机型球管旋转时间小于0.3s，配合宽体探测器，使得X线球管旋转一圈即可完成对单器官扫描，大幅度减少了曝光时间，使病人辐射剂量显著降低。

肺部低剂量扫描已有不少研究，方案较成熟。低剂量CT肺部平扫的病变检出率明显高于普通胸片，而辐射剂量却远低于常规胸部CT，在科学掌握低剂量CT扫描方法的情况下，可将该方法用于胸部健康体检。此外，肺部低剂量CT扫描已成为肺癌早期筛查与恶性肿瘤病人定期随访的最好检查方法。

婴幼儿发育尚不完全，细胞分裂更新速度与比例较成人高很多，对射线的敏感度远高于成人，低剂量CT十分有必要。如婴幼儿颅脑CT扫描时，因颅骨及脑组织发育尚不成熟，对应的组织密度不如成人高，且颅骨、脑组织及脑室系统三者自然对比度较好，因此低剂量扫描也适用于婴幼儿颅脑病变检查。

降低管电压即降低X线束能量，碘的K边缘值为33.2keV，低管电压能够提高碘发生光电效应的概率，使碘的CT值相应增大，进而提高图像的信噪比，增加了血管和周围组织的对比度，对比度的增加放宽了对噪声和对比剂浓度的要求，间接降低了辐射剂量和对比剂总量。

多层螺旋CT扫描时间越来越短，从而存在增加扫描长度以包括多个身体部位的倾向，这会增加病人的辐射剂量。螺旋CT的超范围扫描在兴趣区起始和终止处会产生无用的辐射。因此，在没有特殊临床原因的情况下应尽量严格控制扫描范围，相邻多部位尽量单次扫描。

在头颈部CT检查中，眼晶状体和甲状腺是对射线敏感的特殊器官。有很多临床研究都集中在降低晶状体辐射剂量上，其方法大概有三种：一是改变传统的扫描基线，使晶状体尽可能避开扫描野；二是通过降低管电流的方式，降低整个扫描范围和晶状体的辐射剂量；三是使用特殊的屏蔽材料直接遮盖眼部来降低晶状体辐射剂量。

为了得到高质量的冠状动脉图像和应用于心脏功能测量，在心脏扫描必须覆盖所有时相的情况下，运用低剂量技术尤为必要。ECG自动毫安功能可根据心动周期，如低心率病人在收缩期采用低毫安（比如设定值的20%），而在舒张期用设定值的最高毫安输出（设定值的100%）。在保证心脏扫描图像质量的同时，可减少辐射剂量。

鼻窦、肺、骨等组织器官天然对比度很高，如肺癌筛查、诊断鼻黏膜增生、肥厚及囊肿等炎症性病变、明显骨折等，在CT扫描中可以利用其天然对比，大幅降低辐射剂量，同时可满足临床诊断需求。

眼外伤是眼科常见的也是危害较严重的眼病之一，通常包括眶骨骨折、眶内气肿、眶内异物等。且眼晶体对射线尤为敏感，在眼眶外伤扫描中，应尽量降低对眼晶状体的辐射剂量，可适当使用低剂量扫描，在保证图像质量、满足诊断需要的基础上，降低眼晶状体的辐射剂量，尽量减少眼晶状体确定性辐射效应的发生。

在临床实践中严格遵循ALARA原则，充分认识CT辐射的危害性。不片面追求图像质量，在保证满足临床诊断前提下，通过合理运用CT扫描参数和降低辐射剂量手段，优化扫描方案，最大限度地降低病人所受的辐射剂量。根据不同病人、不同病症、不同临床需求来制订不同的扫描方案，使扫描方案更合理，达到有效地控制辐射剂量的目的。

如在冠脉CT扫描中，在综合利用心电门控、自动X线球管电流调制、低管电压低对比剂浓度、前置滤线器、迭代算法等技术的基础上，针对病人不同状况如心率、血管状况、身高体重指数（body mass index，BMI）等制订出针对个人的扫描方案，最大限度地降低辐射剂量。

随着CT设备的不断发展，探测器宽度越来越宽，对大范围扫描而言，较宽的X线束可以有较高的剂量利用效率，但是在螺旋扫描起始和结束的影像都需要超出预定扫描范围的 z轴投影数据，即超范围扫描的程度也会加大。这是一对矛盾的统一，因此，必须根据特定的临床需求以及不同的设备类型来选择适合的准直宽度和螺距，找到一个平衡点。

CT操作者应时刻保持辐射防护意识，明确临床要求、熟悉设备性能特点，追求最有用的图像，而不是最好的图像，针对不同病人及病症制订最适合的扫描方案，在满足诊断需求的前提下，尽可能降低病人接受的辐射剂量。