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電腦斷層攝影的演進與迷思
 
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[2009/12/31]
電腦斷層攝影的演進與迷思

電腦斷層攝影的演進與迷思

奇美醫院健康管理中心 張晉民主任

電腦斷層掃檢查,在臨床應用上是十分廣泛的醫療儀器,可觀察身體內部的構造變化,以利提供精確的診斷。自從1972年由郝殷斯費(Godfrey Newbold  Hounsfield)發明問世以來,其發展從只能掃描頭部進展到全身電腦斷層檢查,因此,在醫學的臨床診斷上一直佔有重要地位。國際放射防護委員會(ICRP,International Commission on Radiological Protection)對醫療曝露正當性的定義有二大原則:
一、輻射在醫療上應用必須是正當的,判斷依賴專家多於政府(尊重專業)。
二、目標是對病人的利益高於危害,再考慮工作人員及其他個人危害,使用特定 程序判斷是醫師的責任。
2009年2月,JAMA發表一篇「Protection I」指出在2007年由50家醫學中心統計64切面電腦斷層心臟冠狀動脈檢查之平均劑量維持在12mSv,目前新一代多切面雙球管雙能量之電腦斷層攝影儀已經減少至1/10(小於1 mSv)。
 
降低電腦斷層輻射劑量研究之歷程
早在1994年,物理學及醫學專家一直在研究如何降低輻射劑量,他們的研究大部份是從三個方面著手:硬體、軟體及影像參數的協定(imaging protocols)。在1994年,德國利用全自動同步(Real Time)依人體解剖位置及球管及角度作劑量調節(anatomical dose modulation technology)的方式,稱為Care Dose 4D,輻射劑量約降低20%~68%,但不影響影像之品質。1997年,各家儀器廠商研究著重在偵測器的材質,其中一家採用超速陶偵測器(Ultra-Fast Ceramic detector,UFC),它可以降低30%的輻射劑量。1999年,利用心電圖之脈沖(pulsing),將它與X光管球電流量同步掃描,因此它只有在心臟某一指定的週期才有正常的電流輸出,其輻射降低之百分比為30%-50%。
  2005年,德國發展雙能量電腦斷層攝影(Somatom Definition Dual Source CT Scanner),利用調節式的心電圖脈沖(adaptive ECG-pulsing)以及依心跳的速度調節檢查台移動之速度(table speed),輻射劑量可降低到50%。2007年,該國又發展出調節式新型的心臟脈沖(adaptive Cardio Sequence),一種由前瞻式(Prospective ECG-triggered)心電圖所激發的「快門式」(step-shoot)之技術。此時電腦斷層冠狀動脈檢查其輻射劑量只有2.5 mSv。同年,另一個新設計稱為調節式的劑量遮蔽(adaptive Dose shield)。在掃描開始及結束時利用不對稱的光柵(asymmetric collimator)來控制不必要的掃描,此技術又可降低5%的輻射劑量。
  2008年,除了雙能量以外,又發展雙球管雙排偵測器(Dual detectors)以及更快速移動的檢查台(45cm/s),冠狀動脈檢查的輻射劑量已經只有(或更少於)1 mSv。另一個技術稱為X-Care,它是依器官來做劑量調整,亦即當X光球管面對乳房以及較為敏感的器官如甲狀腺,眼球水晶體(Eye lens),X光的輸出自動減少,乳房之輻射劑量可以降到30~40%。2009年,德國又發展另一個新軟體技術,稱為IRIS(Iterative Reconstruction in Image Space)。此種影像重組技術,可以清除影像的雜訊(image noise),因而輻射劑量不必使用較高的劑量,降低之輻度可達60%,仍可保持高品質的影像。
 
日常生活接觸之輻射劑量
原能會所公佈的安全輻射劑量,依「游離輻射防護安全標準」第十一條之規定,每人每年眼球水晶體之等效劑量於一年內不得超過15mSv、皮膚或四肢之等效劑量於1年內不得超過50mSv。而頭部斷層1次掃描約2mSv,腹部斷層1次約10mSv。根據統計,全球每人所接受天然輻射劑量每年約3mSv相當於3次的低劑量肺部電腦斷層,乘飛機往返台北紐約1次接受約0.156mSv,而英國空勤人員在1990統計出年輻射劑量為2.5 mSv。
 
面對電腦斷層檢查應持正確的觀念
進行電腦斷層檢查的民眾多半有些疾病、甚至是罹癌危險群,是否因此造成罹癌率升高,值得探討。另根據研究報導,每天抽一包煙罹癌風險度相當於10 mSv/年之輻射劑量。因此,與其害怕輻射量,不敢作電腦斷層檢查,反而會因為沒有及早作出診斷,延誤了病情的治療,結果則是得不償失,美國這項研究對醫界是一項警惕,電腦斷層檢查的確會造成輻射劑量增加,因此對比較敏感的兒童和婦女使用應更謹慎,但當病人的醫療價值遠大於輻射對於人體的傷害時,對於醫療性輻射曝露應以疾病為優先考量,才不至於錯失疾病治療的黃金時間。
近年來各國政府致力於高危險群的疾病篩檢成效斐然,例如乳房攝影篩檢乳癌篩檢率可達80%,低劑量電腦斷層篩檢早期肺癌可使第一期肺癌由5年80%存活率提升為10年的88%~92%,這些都是應用輻射的極佳例証。醫療上要善用輻射而不要畏懼輻射。本院為了提供顧客更精準及有效的高階數位化醫學影像健康檢查,將引進德國西門子炫速(Flash)雙源電腦斷層攝影,其特點在於可瞬間造影及低劑量幅射,其可在0.3秒完成心臟造影且不受檢查者心跳速度影響,該機器預計於民國99年3月開始使用。
 
以下參考數據由原子能委員會網站摘錄

輻射來源
輻射劑量
每天看電視一小時
0.015 mSv
乘飛機往返台北紐約一次
0.156 mSv
胸部X光正面;正面+側面
0.1 mSv;0.3 mSv
低劑量肺部電腦斷層
0.3~0.8 mSv
電腦斷層鈣化指數掃描
1~2 mSv
台灣民眾每年天然輻射
約2 mSv
英國空勤人員統計一年輻射劑量(1990)
2.5 mSv
診斷性心導管檢查及冠狀動脈CTA(CT640)
3~8 mSv
每天抽一包煙罹癌風險度相對於輻射劑量
10 mSv
核子醫學PET/CT檢查
約20 mSv
核子醫學心肌灌流檢查
約20 mSv
工作從業人員年平均劑量限值
50 mSv

 
 

 


 

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更新時間:2017-09-14   網站維護:劉如偵
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