《European Radiology Experimental》：Next-gen paediatric imaging: ultra-low dose chest photon-counting CT approaching chest radiograph doses
编辑推荐：
目的：光子计数探测器（photon-counting detector, PCD）CT可在维持图像质量的同时降低辐射剂量，因儿童对辐射敏感，该技术在儿童中尤其有前景。本可行性研究探讨是否在PCD CT上开发一种剂量与胸部X线摄影相当的超低位剂量CT（ultra
目的：光子计数探测器（photon-counting detector, PCD）CT可在维持图像质量的同时降低辐射剂量，因儿童对辐射敏感，该技术在儿童中尤其有前景。本可行性研究探讨是否在PCD CT上开发一种剂量与胸部X线摄影相当的超低位剂量CT（ultra-low dose CT, ULDCT）胸部方案，用于检测儿童大体肺异常。材料与方法：这项经伦理批准的后回顾性研究包括两部分：（1）使用拟人体模开发ULDCT胸部方案；（2）对24例连续患者（＜16岁）因多种适应证所行扫描进行定性评价。两名儿科放射科医师采用3分Likert量表评估六种胸部病变的诊断质量。辐射剂量指标从剂量管理系统提取，有效剂量（effective dose, ED）按年龄适宜转换系数计算。统计学分析以描述性计算为主。剂量与常规胸部X线摄影比较。结果：Lungman体模以5种方案扫描，最优参数为Sn100 kVp、2 mAs、螺距1.5，ED为14 μSv。所有儿科扫描均评为可接受，但为排除间质性肺病或支气管扩张，研究人员倾向于增加剂量方案。定位像加ULDCT胸部平均总ED为11.6［IQR：10.9–12.8］μSv，标准胸部X线摄影为8.2［IQR：6.2–13.6］μSv。结论：该PCD ULDCT胸部方案剂量接近胸部X线摄影，对儿童局灶性异常随访及已知胸部病变随访具有前景。关键点：问题为PCD CT能否在获得充足图像质量同时降低辐射剂量；发现为开发了剂量与单次胸部X线摄影相当的ULDCT胸部方案；相关声明为该方案在已知局灶性胸异常随访、先天性膈疝修复后长期随访及儿童间质性肺病随访中有前景。
研究背景方面，过去数十年儿童CT使用显著增加。虽然CT较X线摄影评估更准确，但因辐射剂量更高，通常并非首选模态。已有多项儿科超低位剂量CT（ultra-low dose CT, ULDCT）方案用于颅缝早闭、非意外损伤骨骼普查、脑室腹腔分流评估等；胸部方面也有用于囊性纤维化、异物吸入、漏斗胸术前评估的低剂量研究。传统能量积分探测器CT（energy-integrating detector CT, EID-CT）用闪烁体将X线转为可见光，需隔片防光散射；而光子计数探测器（photon-counting detector, PCD）CT直接将X线转为电信号，可取消经典隔片并提高空间分辨率，且通过光子计数使电子噪声不进入信号，在低剂量采集中最具前景。已有研究提示PCD CT可降低剂量并维持质量，但多聚焦于维持剂量换更高分辨率。研究人员因此假设可开发有效剂量接近胸部X线摄影的ULDCT胸部方案，用于检测儿童肺部大体及较大病变，并先后以体模和连续病例验证。
主要关键技术方法方面，研究为经伦理批准的后回顾性单中心可行性研究，分两部分的：一是用拟人胸部体模Lungman（水等效直径water-equivalent diameter, WED约23±6 cm）比较不同ULDCT策略；二将最优方案于2024年1月至2026年5月用于≤16岁、无排除标准的所有非增强胸部CT患者，共24次扫描、20例患者，并按六种诊断任务由两名儿科放射科医师用3分Likert量表评图，剂量经剂量管理软件从剂量长度乘积（dose-length product, DLP）按年龄特异系数算有效剂量（effective dose, ED），并与2020年1月至2026年5月、12个月内同做CT的儿科胸部X线摄影按WED匹配比较。
研究结果部分，Comparing strategies for ultra-low dose chest CT on phantom scans：五种策略中，CareDOSE 4D管电流调制因系统不能低于1 mAs而平均达5 mAs，无益；固定1或2 mAs更优。按最低ED选出ULDCT A：Sn100 kVp、2 mAs、螺距1.5、旋转0.25 s、144×0.4 mm z覆盖、0.8×1.2 mm焦点，体模ED 0.014 mSv，为标准胸片1.8倍。Clinical implementation and validation of the ULDCT chest：24次ULDCT用于20例患者，中位年龄10岁［IQR：4–13］，WED 19［IQR：15–21］cm；所有扫描均可在不立即补标准剂量CT下回答临床问题。局灶异常排除、已知局灶异常随访、先天性膈疝修复后长期随访、间质性肺病（interstitial lung disease, ILD）随访（仅恶化/稳定/改善）中位评分3.0；排除ILD中位2.5，排除支气管扩张中位2.8；绝对一致率79%，加权Cohen’s kappa 0.365。胸片组791例，年龄与WED分布与ULDCT组无显著差异（p=0.73、0.76）。ULDCT中位总ED 11.6［IQR：10.9–12.8］μSv，其中定位像1.7［IQR：1.5–1.8］μSv、CT序列9.9［IQR：9.4–11.1］μSv；单次前后位胸片中位8.2［IQR：6.2–13.6］μSv，组间p=0.007；低WED时ULDCT甚至低于胸片。
讨论部分总结：研究人员指出PCD CT此前多用于保剂量换分辨率，本研究则用其显著降剂量并维持检测大体病变所需质量。该ULDCT的CTDIvol 0.01 mGy、ED约11.8±1.2 μSv、SSDE 0.019±0.002 mGy，低于既往PCD儿童胸部研究。对于先天性膈疝随访、肺动静脉畸形监测等尚无国际随访指南的场景，反复成像会使终身累积剂量上升；ULDCT可在特定任务中替代部分标准CT。但该方案不提供标准CT同级诊断信息，对无既往对照的ILD与支气管扩张检出评价较低。局限包括单中心、样本小且异质、病例非随机、体模由单读者评估、未在同患者同期以标准CT比诊断性能（违ALARA原则）。仍需更大儿科人群研究验证。
结论部分翻译：使用Lungman胸部体模，研究人员优化了PCD CT参数，使辐射剂量与标准胸部X线摄影相当，同时维持评估先天性膈疝复发所需图像质量。该ULDCT方案在24例儿科病例中的初步结果显示，接近胸片剂量的新CT曝光设置，有可能用于（已知）局灶性异常随访、先天性膈疝修复后长期随访或ILD随访。PCD CT引入已催生多应用新方案，本研究则利用其能力在保持必要诊断质量下显著降剂量。该单中心可行性研究证明，PCD ULDCT胸部方案对儿童已知局灶性胸异常随访、先天性膈疝修复后长期随访及ILD随访具前景；未来需更大样本评估其在慢性气道与间质病中的诊断表现。论文发表于《European Radiology Experimental》。
