非盟 泌尿外科的进步 1687 - 6377 1687 - 6369 Hindawi出版公司 606754年 10.1155 / 2012/606754 606754年 评论文章 最近的事态发展在计算机断层扫描对尿石病:诊断和鉴定 Mc劳克林 p D。 粉碎 l 马赫 M . M。 奥康纳 o . J。 Shoma 艾哈迈德·M。 1 美国放射学 科克大学医院和科克大学 软木塞 爱尔兰 ucc.ie 2012年 16 8 2012年 2012年 30. 04 2012年 20. 07年 2012年 2012年 版权©2012 p·d . Mc劳克林et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

目标。批判性评估当前的文学,以建立当前角色的放射成像,计算机断层扫描(CT)和标准的进步电影放射学诊断,以及泌尿系结石的表征。 结论。当谨慎运用CT有一个重要的角色在监视endourological治疗后的患者。在本文中,我们概述基本原则与暴露于电离辐射的影响由于CT扫描。我们讨论当前发展低剂量CT技术,已导致CT辐射剂量显著减少(大约十年前的三分之一),同时保留了图像质量。最后,我们将讨论一个重要的近期发展现在商业上可用的最新一代CT扫描仪,即双能量成像,显示承诺在尿路成像作为一种尿道结石的构成特征。

 1。介绍

自1995年首次描述由史密斯等人,41计算机断层扫描(CT)的尿路已成为成像在急性肾绞痛患者的调查选择( 1- - - - - - 3)由于其显著更高的敏感性和特异性检测尿路结石与普通摄影及静脉尿路造影术显示相比,也由于优越的能力准确的描述阻碍尿结石的大小和位置,从而使临床医生预测的可能性自然通道( 4, 5]。

虽然在成像残余结石CT是极其有价值的和小片段endourological治疗后,有接受技术固有的局限性,在此设置是很重要的。

有限的空间分辨率:CT有限的空间分辨率;因此,阴性预测值完全除亚毫米波结石和小石头碎片明显低于阴性预测值在排除大的结石(> 4毫米)。

利用电离辐射:患者可能出现肾绞痛的第一集在年轻的时候,在随后的几年里和复发是在25 - 50%的病例报告 6- - - - - - 8]。重复使用这些病人的CT可以导致大量累积剂量;Ferrandino等人报道大量累积有效辐射剂量归因于CT扫描在短期后续的尿结石患者( 9]。因此,明智的和明智的使用这种形态在成像时强制残余石头endourological疗法后,以最小化潜在重大接触电离辐射。

尽管存在这些挑战,当谨慎运用CT有一个重要的角色在监视endourological治疗后的患者。在本文中,我们概述基本原则与暴露于电离辐射的影响由于CT扫描。我们讨论当前发展低剂量CT技术,已导致CT辐射剂量显著减少(大约十年前的三分之一),同时保留了图像质量。最后,我们将讨论一个重要的近期发展现在商业上可用的最新一代CT扫描仪,即双能量成像,显示承诺在尿路成像作为一种尿道结石的构成特征。

 2。电离辐射

最担心的不良事件与暴露于电离辐射致癌作用,这是一个随机效应,也就是说,它是随机的。癌症感应不表现出发生的上或下阈值,和癌症的概率归纳是可变的 10]。癌症的整体风险目前被认为是小,但引起关注关于辐射暴露在诊断成像范围内是没有辐射剂量低于癌症感应不发生。此外,重要的是要强调,致癌作用可能发生多年后曝光,并承认在生命早期暴露于电离辐射放大肿瘤诱导的风险( 11]。

一般人群正变得越来越意识到潜在的健康风险,担心电离辐射( 12]。这是由于最近广泛的媒体和媒体报道强调的潜在增加癌症风险暴露于电离辐射与CT(使用的不断增加 13]。今天年轻的和受过教育的肾绞痛患者特别是可能意识到暴露于电离辐射的诊断成像,和癌症诱导是他们的主要关注点。他们的担忧不是没有根据的一样大的累积有效剂量> 50毫西弗在短期后续(< 1年)被Ferrandino等人报道在20%的肾绞痛患者( 9,先前的研究已经表明,累积暴露在类似水平的电离辐射(75 mSv) CT以外的来源可能会增加癌症的死亡率7.3% ( 11]。

 3所示。低剂量CT:一个更新

许多研究研究了低剂量CT的诊断效力在肾绞痛的设置,和各种各样的协议所描述,导致有效的降低辐射剂量的95%,大于10毫西弗低至0.5 - -3.5毫西弗( 14- - - - - - 24]。低剂量CT是统一与图像噪声的增加有关,但成功剂量减少肾绞痛的设置已经被固有的高对比度辅助肾脏结石对相对低密度尿道周围的软组织。

在过去,固定CT设置(例如,千伏峰值和mAs)导致较低的衰减等领域midabdomen接收相同的辐射高衰减骨盆等地区。这是一种低效的方法图像采集和传授的辐射暴露给病人一些地区被过量辐射,没有任何好处在图像质量方面,而其他地区可能曝光不足,增加图像噪声和降低图像质量。自动管电流调制(ATCM)是一个主要的CT技术在过去十年的发展。的第一个主要论文评估ATCM作为一种优化的手段在CT辐射剂量减少剂量的32%,87%的报道CT检查使用ATCM [ 25]。本质上降低CT剂量创建图像噪声的增加,以及当前研究与开发的重点领域的CT辐射剂量优化降噪算法的发展,帮助保持图像质量在CT图像获得显著降低辐射剂量;迭代重建算法目前代表了最激动人心的CT剂量优化发展( 26)(见图 1)。各种修改迭代重建被不同CT制造商包括:开发和改进的自适应统计迭代重建(阿西尔)(通用电气医疗、密尔沃基、威斯康辛州),正弦图确认迭代重建(萨菲尔)(德国西门子医疗、埃朗根),迭代重建图像空间(IRIS)(德国西门子医疗、埃朗根),自适应迭代剂量减少(AIDR)(东芝医疗系统,Tustin,加州)和艾杜糖(飞利浦医疗保健、最好、荷兰)。

25岁的男性出现左腰部疼痛。(一)平原的腹部x光照片显示可能的肾结石在左肾上极(估计机构剂量~ 0.7 mSv)。锥形骨盆x光照片(b)不证明微积分在骨盆。低剂量CT KUB(有效剂量为0.5毫西弗)(c)和(d)清楚地标识一个5毫米微积分在左肾上极,以及4毫米微积分,左侧ureterovesical结。后者并不是出现在普通x光照片。

新兴迭代重建算法通常噪声有效,计算快,和研究大多发现具有良好的低对比度图像细节,保留图像质量,促进剂量减少20 - 60%的各种幽灵( 27- - - - - - 31日), 在活的有机体内成人( 32- - - - - - 35]研究[ 36]。迭代重建将特别有用在低剂量CT尿路的图像噪声通常是高。

下一步优化图像质量的研究获得了显著降低辐射剂量的持续发展先进一代又一代的迭代重建等基于模型的迭代重建(MBIR),这是由通用电气医疗集团。MBIR是一个完全迭代重建算法,它结合了物理模型的CT系统重建过程的数据采集过程,包括噪声、射束硬化和散射。然而,由于计算能力的限制和重建技术,基于模型的迭代方法没有实际商业CT扫描仪直到最近重建的时间已经非常长。

 4所示。检测残余尿结石及其碎片

研究最初41 CT尿路与普通摄影相比,超声波,静脉尿路造影术发现显著增加与41 CT检测尿结石导致它的直接采用的成像调查选择在怀疑尿路结石的设置 1, 37, 38]。在研究公认的限制,报告的诊断性能41 CT尿路,是黄金标准的选择调查的敏感性和特异性的计算基础。在许多研究中,假阴性病例的识别依赖于额外的结石与临床跟踪,随后被确认在某些情况下尿路造影术和/或内镜。这可能导致一个不相称的低水平检测的假阴性病例,因此增加虚假报告的41 CT敏感性[ 39]。

相对于完全排除所有剩余的任务石头和他们的小片段endourological治疗后,CT有公认的局限性。CT有一个有限的空间分辨率与典型的像素尺寸 x - - - - - - y 轴测量直径0.7 - 1毫米;一个典型切片重建2 - 5毫米厚度进一步减少的空间分辨率 z 设在从而掩盖小结石。降低辐射剂量的在41 CT尿路似乎也减少结石隐身的空间阈值( 39, 40]。目前,最好的实验证据表明准确排除结石大小阈值是由一位金等人的尸体研究成像三到五肾结石测量2.0 - -4.0毫米,被安置在14尸体人类肾脏( 39]。调查人员发现穷人发现结石测量不到2毫米低剂量敏感性(29%)和conventional-dose(47 - 59%敏感性)CT图像。金等人得出结论,许多以前的试验检查的诊断性能41 CT尿路可能高估了检测的敏感性和阴性预测价值小尿结石大小测量不到2毫米,但结石测量大于4毫米被确定在更高比例的情况下灵敏度(95 - 100%)低剂量和conventional-dose CT ( 39]。

其他作者发现减少敏感性和特异性检测小结石(< 3毫米)低剂量CT技术使用时( 14- - - - - - 24, 40, 41]。虽然结果根据不同剂量减少的程度,大多数研究表明,信心排除结石测量> 4毫米直径是可能与大多数低剂量成像协议( 14- - - - - - 24, 40, 41]。

 5。对泌尿系结石

不同亚型的肾脏结石的衰减值重叠很大程度上传统的统一能源CT数据集( 42),但其衰减值差别很大,当与高和低能耗的CT成像。尿酸结石,这主要是由低分子量的元素(氧、碳和氮),有不同的x射线衰减属性在高和低能耗CT相比其他类型的肾脏结石如草酸钙、羟磷灰石或半胱氨酸结石。这些石头是由高分子量的元素(磷、钙和硫)因此,因此,将会有一个更高的Hounsfield单位价值较CT。

这个特征差异与双能成像(即衰减。,contemporaneous CT scanning at 80 and 120−140 Kv) may potentially allow accurate determination of stone composition which may facilitate more appropriate management in patients with uric acid (UA) containing calculi who may benefit from medical management and those with cystine and certain calcium stones which may be more resistant to shock wave lithotripsy [ 43)(见图 2- - - - - - 3)。

34岁男性出现左腰部疼痛。轴向双能源41 CT。(一个)显示了一个3毫米微积分在左侧肾盂碘和(b)水性衰减。两个成像技术上的微积分是可见的,这表明高分子量的元素。这个微积分证明是主要基于钙。

一位42岁男性与肾脏结石的历史呈现左腰痛。41 CT评估肾脏结石的轴向(a)和日冕(b)重新格式化。这些照片清楚地显示一个大微积分在左侧输尿管肾盂扩大到上以及第二大微积分的下杆左肾(箭头)。轴向双能源41 CT图像在同一病人表现出碘- (c)和水(d)为基础的衰减。iodine-attenuated上的微积分是可见的图像(c)和标准CT相比不变。然而,water-attenuated形象(d)显示“辍学”,和微积分不再是可见的。这表明低分子量元素的存在。删除,这块石头被证明是主要由尿酸盐。

研究涉及双能CT在这两方面都已经证明了这种技术的准确性 前女友和 在活的有机体内研究[ 44- - - - - - 46]。

双能成像的准确性也似乎不过是依赖于石头的大小。在一个 在活的有机体内研究由Manglaviti et al .,那里有分歧的化学成分分析泌尿道结石由双能CT和实际成分取决于晶体学的石头在每种情况下小于1厘米直径;在每一个有差异的情况下,混合尿酸和羟磷灰石结石并被错误地归类为胱氨酸和羟磷灰石双能CT ( 46]。

也应该承认,目前,双能成像与高剂量的电离辐射与CT(统一能源相比 47]。工作目前正在进行中,以减少辐射暴露与双能成像,和托马斯等人报告成功的区分石灰质的尿酸,和胱氨酸结石有效剂量与静脉肾盂摄影nonobese患者(2.7毫西弗)( 45]。针对双能扫描的结石可以被纳入标准的41 CT扫描dose-efficient方式如下:single-high-energy低剂量扫描整个尿路可以随后进行有针对性的低能扫描结石所在的地区。使用这样的成像策略已经被证明可以减少有效剂量,但早期结果显示持续增加剂量(59%)相比,低剂量单独统一能源CT ( 48]。

另一种方法是使用CT确定相对脆弱的草酸钙结石。Zarse等人描述使用ct机描绘这种结石的内部结构,而不是简单的Hounsfield测量,微积分的评估是否适合冲击波碎石术。他们的研究表明,草酸钙结石患者同质成分不太可能比那些受益于碎石术治疗结石在微ct显示可见的内部结构。后者的病人被发现有石头适合医疗而不是lithotripsy-resistant结石与同质的内部结构。作者继续表明,预处理CT可以用于评估微积分脆弱性和石头形态,而不是x射线衰减,更好的与整体脆弱性( 49]。

 6。结论

由于CT剂量减少措施,本文中概述,癌症风险很小开始被系统地降低( 50]。平均辐射暴露与CT扫描的尿路尿路结石可能会进一步减少,最终可能达到剂量目前普通摄影中遇到类似的帮助下迭代图像重建和其他技术。统计风险因此执行临床表明CT将减少,但个人理由进行CT仍是必需的。

41 CT仍是最好的成像检测尿结石,排除结石的阴性预测价值高,测量大于4毫米。不幸的是,其空间分辨率,特别是低剂量CT协议制定时,表明它不适合完全排除亚毫米的结石患者和小石头碎片postendourological石头移除。

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