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关键信息
在过去约 25 年中,CT 硬件、采集和重建技术的综合进步使辐射剂量得以降低 约 2 至 10 倍,但评估剂量降低效果时,应以是否 保持诊断性能为依据,而不能只看图像噪声是否降低。
实际意义:
剂量优化应基于具体任务,而非基于技术。临床观察者研究仍是参考标准,而定量模型观察者和虚拟成像试验方法或可更高效地确定针对特定诊断任务,在确保安全的前提下剂量最多能降低多少。
图 1. 柱状图显示,对于腹部和盆腔单期 CT 检查,各种剂量降低方法的累积效应所带来的预期剂量降幅。对于大多数至少配备 64 排探测器的多排 CT(MDCT)系统,参考成人(约 70–80 kg)的有效剂量估计为 10 mSv。按临床广泛应用的可能性排序,每种后续剂量降低方法均以此前的剂量估算值为基础逐步应用。待本文讨论的所有方法在临床上均可使用后,预计该检查的有效剂量将降低约 10 倍,从 10 mSv 降至 1.1 mSv。由于实时调节 X 线束剖面存在技术挑战,内层断层成像尚未得到应用。基于深度学习的重建和后处理技术则已投入使用。经 McCollough 等人许可转载 [9]。
图 8A —柱状图显示两种可自动为最终图像选择最佳能量表现的商用系统在腹部 CT 检查中的辐射剂量降低情况。数据此前由 Rajendran 等人发表 [42]。剂量降低幅度是相对于非增强检查所用技术而言的。
A,柱状图显示光子计数探测器 CT 系统的辐射剂量降低情况。虚拟单能图像的能级自动选择(CAREkeV,Siemens Healthineers)仅根据诊断任务(骨骼、增强软组织或血管评估)来选择能级和剂量降低幅度,而不考虑患者体型(20、30、40 或 50 cm)。
图 8B —柱状图显示两种可自动为最终图像选择最佳能量表现的商用系统在腹部 CT 检查中的辐射剂量降低情况。数据此前由 Rajendran 等人发表 [42]。剂量降低幅度是相对于非增强检查所用技术而言的。
B,柱状图显示能量积分探测器 CT 系统的辐射剂量降低情况。最佳管电压自动选择(CAREkV,Siemens Healthineers)会根据诊断任务和患者体型共同确定最佳管电压。
光子计数探测器 CT(PCCT)被视为近期剂量效率领域的一项重大进展。其优势来自电子噪声抑制、无需探测器单元间隔片、光子能量加权效果改善,以及原生超高分辨率采集。
PCCT 的 UHR 能力对高空间分辨率任务尤其重要:探测器像素可小至 0.151 mm,从而实现最高 40 lp/cm 的分辨率和 0.2 mm 的层厚。重要的是,当图像重建为相同的目标空间分辨率时,较小的探测器像素本身并不会带来噪声惩罚;多出的分辨率可转而用于降低噪声和/或剂量。
这种优势取决于具体任务。对于需要高空间分辨率的任务,UHR 采集的益处最为显著;而对于脑、肝或胰腺病灶检出/定性等中等分辨率、低对比度任务,益处则相对有限。在颞骨成像示例中,与 EID-CT 相比,PCCT 的小梁和镫骨显示效果更好,且剂量降低了 30%。
其他重要的剂量降低技术包括增加束流滤过(40–60%)、动态 z 轴准直(最高约 40%)、自动管电流调制(约 25–40%)以及自动管电压选择(最高 60%),但可实现的剂量降低幅度取决于检查类型和诊断任务。
使用 DLR 需谨慎。尽管已发表的研究显示其具有显著的剂量降低潜力,但过度去噪可能使图像看起来非常清晰,却让小病灶或低对比度病灶变得模糊乃至消失;在极端降低剂量时,DLR 还可能产生假阳性结构(“幻觉”)。因此,仅凭表观图像质量或 CNR 并不足以评估效果。
来源: McCollough CH,Yu L。在保持诊断性能的同时降低 CT 辐射剂量:25 年来我们取得了多大进展? 《美国放射学杂志》。2026;226(6)。 doi:10.2214/AJR.25.34450。