328 中国辐射卫生 2018 年 8 月第 27 卷第 4 期 50mA, 探头厚度 1mm,X 射线管转速 0.75s, 准直器宽 1mm 16mm, 屏气周期中螺旋因子 1.438mm, 重建层厚 3mm, 断层间隔 3mm 常规 CT 技术参数为 : 120kV,150 ma, 探头厚度

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1 327 DOI: /j.isn x 论著低剂量 CT 在肺癌筛查中的应用研究毕金玲, 盛茂, 丁露, 黄勇安徽省合肥市第二人民医院广德路院区肿瘤科, 安徽合肥摘要 : 目的探讨肺部结节随访时低剂量 CT 较常规 CT 在肺癌筛查中的价值方法 21 名测试者分别行低剂量 CT 和常规 CT 检查, 所有测试者的检测图像分别由 5 名专业医师进行独立评估结果低剂量 CT 和常规 CT 对肺癌的筛查无显著差异结节病变检出率一致性接近 82%(P<0.001), 病变确诊率一致性超过 96%(P<0.001) 低剂量 CT 的肺部辐射剂量范围为 1.5~3.6mSv, 仅为常规 CT 肺部辐射剂量的 1/6 左右结论在肺部结节随访中, 低剂量 CT 能够作为常规 CT 的有效替代方式, 并可减少诊疗过程中的辐射剂量关键词 : 肺癌 ; 低剂量 CT; 结节中图分类号 :R 文献标识码 :A 文章编号 : X(2018) Applicationoflow-doseCTinlungcancerscreening BIJinling,SHENGMao,DINGLu,HUANGYong DepartmentofOncology,GuangdeRoad,HefeiSecondPeople'sHospital,Hefei230011China. Abstract: Objective Toexplorethevalueofpulmonarynodulesinlow-doseCTandfolow-upstandarddiagnosticCT forlungcancerscreening.methods Atotalof21subjectswhohavebeenscreenedforlungcancerbylow-doseCTandfol low-upstandarddiagnosticctwererandomlyselected.bothctimagesetsforalsubjectswereindependentlyevaluatedby fivespecializedphysicians.results Therewerenosignificantdiferencesbetweenlow-doseCTscreeningandfolow-up standarddiagnosticctforlungcancerscreening.theconcordancerateforthediagnosesofnodulediseasewasapproximately 82% (P<0.001)foralcategories.Agreementoftheevaluationofalcategoriesinthefinaldiagnosisexceeded96% (P< 0.001).Withlow-doseCT,theefectivedoserangedfrom1.5to3.6mSv,whereasinthefolow-updiagnosticCT,the efectivedoserangedfrom8.7to15.2msv.conclusion Low-doseCTcanbeefectivelyusedasanalternativetostandard -dosectinordertoreducetheradiationdose,inthefolow-upofpulmonarynodules. Keywords: LungCancer;Low-DoseCT;Nodule 肺癌是最常见的恶性肿瘤之一, 目前国内开展常规应用 CT 进行肺癌筛查工作已有多项研究指出 CT 是检测小肺癌的理想方式, 相比较 X 射线, 经 CT 诊断肺癌并给予及时医疗干预后生存率显著升高 [1-5] 但是肺部小结节的诊断很难确定, 同时考虑到肿瘤的倍增时间, 因此需要对肺部小结节进行定期随访监测研究指出, 超过 70% 的患者需要定期随访 CT 检查 [6] 但是常规 CT 对人体辐射剂量大, 因此在不影响病变检出的敏感性和特异性的前提下, 选择最佳肺部 CT 扫描方案来降低辐射剂量越来越受到重视在 2010 年的肺癌筛查研究中 (NLST) 发现, 对比 X 射线, 低剂量 CT 对于高龄吸烟的高风险群体的肺癌筛查具有优势, 死亡率降低 20% [7] 本研究旨在对比低剂量 CT 和常规 CT 图像质量和辐射剂量, 进而评估低剂量 CT 在肺癌筛查中的价值 1 材料和方法 1.1 一般资料选取我院 2015 年 3 月年 7 月 CT 平扫提示肺部结节的 21 名患者 ( 平均年龄 62.2 岁,47~80 岁 ), 男性 11 名 ( 平均年龄 60.3 岁,49~80 岁 ), 女性 10 名 ( 平均年龄 55.3 岁,47~66 岁 ) 21 名患者分别行低剂量 CT,1 个月后再行常规 CT 检查, 获取的图像资料建立数据库, 均随访 4 个月, 扫描结果由 5 名具有 10 年以上放射科工作经验的医师判读 1.2 CT 扫描方法所有 CT 检查均采用多排螺旋 CT (MDCT) 扫描, 低剂量 CT 技术参数为 :120kV,30~ 基金项目 : 合肥市卫生计生委 2017 年应用医学研究项目 (hwk2017zd010) 作者简介 : 毕金玲 (1984-), 女, 安徽合肥人, 在读博士, 主治医师, 从事肿瘤放化疗工作通讯作者 : 黄勇,E mail:hy670716@163.com

2 328 中国辐射卫生 2018 年 8 月第 27 卷第 4 期 50mA, 探头厚度 1mm,X 射线管转速 0.75s, 准直器宽 1mm 16mm, 屏气周期中螺旋因子 1.438mm, 重建层厚 3mm, 断层间隔 3mm 常规 CT 技术参数为 : 120kV,150 ma, 探头厚度 1 mm,x 射线管转速 0.75s, 准直器宽 1mm 16mm, 屏气周期中螺旋因子 1.188mm, 重建层厚 1mm, 断层间隔 1mm 低剂量 CT 和常规 CT 均采用正面扫描图低剂量 CT 和常规 CT 扫描与重建信息见于表 1 表 1 MDCT 扫描和图像重建参数低剂量 CT 常规 CT 探头数量 kv ma 30~ 秒 / 转速螺旋因子准直器宽 1mm 16 1mm 16 重建厚度层厚 (mm) 3 1 断层间距 (mm) 3 1 肺野 1600/ /-600 纵隔 400/35 400/35 功能 FC52 FC 评判标准低剂量 CT 和常规 CT 所获取的图像分别由 5 名专业医师进行评估判读, 图像 CT 值在 1600~600HU 之间评判标准为恶性肿瘤相关指标, 包括病灶大小 (S<5,5 S<10,10 S<20,S 20), 典型肿瘤形态 ( 实质性结节, 磨玻璃样变 (GGO) 和实质性结节混合状态, 纯 GGO 以及空洞 ), 钙化形式 ( 存在钙化, 可能存在, 不存在 ), 界限分类 ( 不规则伴有毛刺征, 较不规则伴轻度毛刺征, 较光滑, 光滑 ), 胸膜征以及空气支气管征 ( 存在, 可能存在, 不存在 ) 低剂量 CT 和常规 CT 的综合诊断结果评分如下 :1 分, 建议每年例行低剂量 CT 随访 ;2 分, 考虑非癌性病灶建议在同一医院行 CT 随访 ;3 分, 肺癌可疑,4 分, 高度怀疑肺癌 1.4 剂量估算方法低剂量 CT 和常规 CT 的组织剂量和有效辐射剂量经由 WAZA-ARI,ImPACT 和 CT -EXPOv1.7.1 电子计算测定软件进行评估在 WA ZA-ARI 软件中剂量估算采用日本体素模型计算运用粒子和重离子传输系统进行蒙特卡罗模拟计算 1.5 统计学分析采用 SPSS19.0 统计软件进行分析, 连续变量表示为均数 ± 标准差 (x±s) 的形式, 计数资料采用百分比表示, 率的比较采用卡方检验 P< 0.05 为差异有统计学意义 2 结果 2.1 低剂量 CT 和常规 CT 对肺癌的检出情况 21 名测试者中,3 名诊断为恶性结节 ( 男性 2 名, 女性 1 名, 平均年龄 55.2 岁 ),19 名诊断为良性或良性可能结节 ( 男性 9 名, 女性 9 名, 平均年龄 62.3 岁 ) 恶性结节直径平均值为 15.2mm(14~17mm), 良性和良性可能的结节直径平均值为 6.5mm(4~15mm) 恶性结节直径平均值大于良性结节直径平均值, 见表低剂量 CT 和常规 CT 对结节诊断一致性比较 5 名专业医师分别对 21 名测试者在低剂量 CT 和常规 CT 检查中发现的 37 枚结节进行独立分析依据评判标准, 低剂量 CT 和常规 CT 在肺癌筛查中无显著差异结节病变检出率一致性接近 82%(P<0.001), 病变确诊率一致性超过 96%(P<0.001), 见表 3 结节的评估结果与最终的诊断相一致所有医师诊断 3 名测试者中的 4 枚结节均为恶性, 包括肺腺癌伴空洞形成, 肺腺癌胸膜转移以及 1 例细支气管肺泡癌 ( 图 1) 2 名患者确诊时可予以手术治疗,1 名患者确诊时无手术适应症 2.3 低剂量 CT 和常规 CT 辐射剂量估算通过 WA ZA-ARI 软件计算自动曝光控制 (AEC) 环境下脏器组织的辐射剂量经 WAZA-ARI ImPACT 和 CT- EXPO 测定肺部 CT 辐射剂量进而获取容积 CT 剂量指数 (CTDIvol), 见于表 4 30mA 低剂量 CT 分别对于 3 名男性测试者和 3 名女性测试者进行检测, 其平均剂量长度乘积 (DLP) 为 59.8mGy cm,50ma 低剂量 CT 分别对于 8 名男性测试者和 7 名女性测试者进行检测, 其平均 DLP 为 99.7mGy cm 经 WAZA-ARI 计算, 低剂量 CT 对于肺部检测的剂量范围为 2.7~ 5.2mGy, 而有效剂量范围为 1.5~2.8mSv, 常规 CT 对于肺部检测的剂量范围为 15.1~25.2mGy, 而有效剂量范围为 9.4~13.8mSv( 国际放射防护委员会 (ICRP)103) 经 ImPACT 计算, 低剂量 CT 肺部检测剂量为 5.8mGy, 而有效剂量为 3.4mSv(ICRP130), 常规 CT 肺部检测剂量为 23mGy, 而有效剂量为 14.0mSv(ICRP103) 经 CT-EXPO 计算, 低剂量 CT 肺部检测剂量为 5.3mGy, 而有效剂量为 2.8~ 3.3mSv, 常规 CT 肺部检测剂量为 21~21.2mGy, 而有效剂量为 11~13mSv(ICRP60)

3 329 表 2 低剂量 CT 和常规 CT 肺癌诊断数据信息编号年龄性别结节数量结节直径结节直径 ( 低剂量 CT,mm) ( 常规 CT,mm) 诊断 1 57 M 恶性 ( 腺癌,GGO 伴多发囊性病灶 ) 2 46 M 恶性 ( 腺癌胸膜转移, 实质性结节伴毛刺征 ) 3 60 F 2 16~17 16~17 恶性 ( 细支气管肺泡癌 ) 4 66 F 7 4~7 4~7 良性 5 70 M 良性 6 60 M 4 3~8 4~8 良性 7 61 F 良性 8 59 F 4 4~7 4~8 良性可能 9 82 M 2 14~17 13~15 良性 F 良性可能 F 良性 F 良性 M 良性 M 2 4~7 4~8 良性 F 2 4~7 4~6 良性 F 良性 M 良性 M 良性 F 良性可能 M 3 4~6 4~6 良性 M 良性注 : 低剂量 CT 和常规 CT 的组织剂量和有效剂量经由 WAZA-ARI,ImPACT 和 CT-EXPOv1.7.1 电子计算测定软件进行评估剂量计算采用体素体模利于模特卡罗运算体系的运作表 3 低剂量 CT 和常规 CT 诊断病变一致性对比指标评估者 A B C D E 一致性 P 值结节 (mm) 100% 100% 100% 100% 100% 100% <0.001 形态 92% 84% 78% 73% 84% 82% <0.001 钙化 100% 100% 100% 100% 95% 99% <0.001 界限 95% 95% 76% 95% 84% 89% <0.001 毛刺征 84% 95% 97% 76% 97% 90% <0.001 胸膜征 92% 84% 95% 73% 89% 87% <0.001 空气支气管征 86% 73% 84% 100% 70% 83% <0.001 确诊 97% 97% 95% 84% 95% 94% <0.001 注 : 右肺中叶可见 GGO 和实质性结节混合状态, 病理分期显示 T1N0M0 低剂量 CT 图像层厚以及断层间隔均为 3mm, 常规 CT 图像层厚以及断层间隔均为 1mm 图 1 女性,60 岁, 细支气管肺泡细胞癌 ( 原位癌 )

4 330 中国辐射卫生 2018 年 8 月第 27 卷第 4 期 CT 类型 WAZA-ARI 表 4 肺部 CT 和容积 CT 剂量指数 (CTDIvol) 辐射剂量估算低剂量 CT 扫描 ImPACT CT-EXPO CT 类型 WAZA-ARI 低剂量 CT 扫描 ImPACT CT-EXPO 性别男性女性成人均值男性女性性别男性女性成人均值男性女性 ma 22.5~ ~ 肺部 (mgy) 2.7~ ~ 肺部 (mgy) 15.1~ ~ ICRP103(mSv) 1.7~ ~ ICRP103(mSv) 11.1~ ~ ICRP60(mSv) 1.5~ ~ ICRP60(mSv) 10.3~ ~ DLP(mGy cm) 84~140 71~ DLP(mGy cm) 545~ ~ CTDlvol(mGy) 2.1~ ~ CTDlvol(mGy) 13.5~ ~ MDCT 的 DLP MDCT 的 DLP 59.8(n=4) ~99.7(n=15) 均值 (mgy cm) 均值 (mgy cm) 474.7(n=19) 3 讨论肺部小结节的检测是改善肺癌生存率的重要环节早期研究表明, 对于早期检测小结节的临床意义已经予以充分肯定 [8] 近期研究显示低剂量 CT 扫描可以提高球管的使用率, 对肺部结节的检出率及显示细节征象上与常规剂剂量 CT 扫描无显著差异, 可用于高危人群肺癌筛查 [9] 越来越多的研究指出, 临床诊疗过程中, 肺结节患者采用低剂量螺旋 CT 扫描与常规剂量 CT 扫描对肺结节的诊断效果无差异, 低剂量螺旋 CT 是一种安全可靠的筛查肺内结节病变的检查方法, 是开展高危人群肺癌筛查最实用的方法 [10-12] 本研究中, 低剂量 CT 与常规 CT 对比显示, 低剂量 CT 所提供的诊断信息与常规 CT 相类似, 无误诊病例出现, 表明低剂量 CT 扫描的图像质量能够作为肺癌筛查诊疗的理想方案有研究发现, 数字模拟 X 射线系统的检测效率非常低 [13] 目前的 CT 设置中,10mm 层厚和 1mm 层厚的有效剂量相同根据联合国原子辐射效应科学委员会 (UNSCEAR) 的报告, 自然背景下有效辐射剂量为 2.4mSv [14] 在仿真人体模型的研究中, 肺部辐射剂量为 8.71mGy, 有效辐射剂量范围为 3.61~ 3.64mSv(ICRP60) [15] 低剂量 CT 在成像质量方面略差与常规剂量 CT, 因此临床工作中为了提高病灶检出率, 仍应用常规剂量 CT 做为肺癌高危人群的筛查手段但近年来多项临床研究表明, 对于肺部结节患者, 和常规剂量 CT 扫描相比, 低剂量 CT 扫描同样可以有效保证诊断的准确性, 同时低剂量螺旋 CT 扫描明显降低了 X 线辐射剂量, 安全可靠, 值得临床推广 [16-19] 本研究显示, 低剂量 CT 的有效辐射剂量范围为 1.5~3.6mSv, 仅约为常规 CT 的 1/6, 可以显著降低人体辐射剂量由于肺部小结节在鉴定方面存在极大难度, 因此对于肺部结节患者, 尤其有吸烟史的肺癌高危群体, 综合考虑 CT 扫描的图像质量和辐射剂量, 低剂量 CT 具有有效低成本, 更加安全等优势, 能够取代常规 CT 成为肺癌筛查的有效方式参考文献 [1] BachPB,JetJR,PastorinoU,etal.Computedtomography screeningandlungcanceroutcomes[j].jama,2007,297: [2] BachPB,MirkinJN,OliverTK,etal.BenefitsandharmsofCT screeningforlungcancer:asystematicreview[j].jama,2012, 307: [3] CroswelJM,BakerSG,MarcusPM,etal.cumilativeincidenceof falsepositivetestresultsinlungcancerscreening.arandomizedtrial [J].AnnInternMed,2010,152: [4] WielpützMO,WroblewskiJ,LederlinM,etal.Computer-aided detectionofartificialpulmonarynodulesusinganexvivolungphan tom:influenceofexposureparametersanditerativereconstruction [J].EurJRadiol,2015,84: [5] MarasingheJC,OhkuboM,KobayashiH,etal.Feasiblemethodto asestheperformanceofalungcancerctscreeningcadsystemin clinicalpractice:dependenceonnodulesizeanddensity[j].in ternationaljournalofmedicalphysics,clinicalengineeringandra diationoncology,2014,3: [6] okit,nakatah,watanabeh,etal.evolutionofperipherallunga denocarcinomas:ctfindingscorelatedwithhistologyandtumor doublingtime[j].ajramjroentgenol,2000,174: [7] NaidichDP,BankierAA,MacMahonH,etal.Recommendations forthemanagementofsubsolidpulmonarynodulesdetectedatct:a statementfromthefleischnersociety[j].radiology,2013,266: ( 下转第 335 页 )

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328 中国辐射卫生 2018 年 8 月第 27 卷第 4 期 50mA, 探头厚度 1mm,X 射线管转速 0.75s, 准直器 宽 1mm 16mm, 屏气周期中螺旋因子 1.438mm, 重 建层厚 3mm, 断层间隔 3mm 常规 CT 技术参数为 : 120kV,150 ma, 探头厚度

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