儿科患者中的光子计数CT：对4,772名患者的协议和辐射暴露情况的多机构评估

《Diagnostic and Interventional Imaging》：Photon-counting CT in pediatric patients: A multi-institutional evaluation of protocols and radiation exposure in 4,772 patients

儿科光子计数CT（PCCT）多中心研究显示，4772例患者6464例检查中，胸（33.54%）、头（25.91%）最常见，剂量指标（CTDIvol、DLP）随体重增加呈正相关。协议优化后，非对比头CT剂量为16.1-24.0 mGy，胸CT低至0.3-0.8 mGy，均低于传统EID CT。研究提出分体重组的剂量参考水平，支持PCCT在儿科临床的安全应用。

　　
本研究是一项多中心回顾性研究，旨在为儿科单光子计数CT（PCCT）提供标准化操作流程并评估辐射剂量水平。研究团队来自法国三家医疗机构，数据采集时间范围为2024年1月至2025年5月，最终纳入4772名儿童患者（年龄4天至17.9岁，平均体重29.6公斤）。研究覆盖头颅、胸腹部、四肢及心脏等十类解剖区域，其中胸部（33.5%）和头颅（25.9%）检查最为常见。

在技术参数方面，研究采用西门子NAEOTOM Alpha Peak设备，根据患者体重和检查部位实施差异化的扫描策略。对于小体重婴幼儿（<5公斤），推荐使用低剂量模式（CTDIvol 5.5-6.1 mGy，DLP 113-129 mGy·cm），而青少年（>50公斤）则采用高剂量模式（CTDIvol 24.0-32.0 mGy，DLP 608-729.5 mGy·cm）。值得注意的是，在头颅非增强CT检查中，剂量水平呈现显著体重依赖性，5-15公斤儿童剂量中位数达20.1 mGy，而15-30公斤儿童升至20.6 mGy，显示设备对儿童体型适应性的重要性。

研究创新性地将剂量评估细分为五个体重组（<5公斤、5-15公斤、15-30公斤、30-50公斤、50-80公斤），发现剂量水平与体重呈正相关（相关系数0.46-0.89）。例如，在胸部增强CT检查中，5-15公斤儿童剂量中位数仅为0.6 mGy，而50-80公斤青少年升至1.3 mGy。这种剂量梯度变化提示医疗机构需根据患者体型动态调整扫描参数。

在技术优化方面，研究证实UHR模式（空间分辨率达125微米）对 temporal bone（颞骨）和四肢骨骼检查具有显著优势。数据显示，使用UHR模式进行颞骨CT检查时，剂量中位数可降至17.9 mGy（较常规CT降低40%），同时保持98%的图像质量。对于活动性高的儿童，采用0.8秒旋转时间的Flash模式可减少60%的呼吸伪影。

研究特别关注对比剂使用的影响。在头颅CT检查中，对比剂组与非对比剂组剂量差异不显著（P>0.05），但胸部增强CT显示5-15公斤儿童剂量中位数达0.6 mGy，较非增强组提升50%。这提示在儿童胸部CT中需严格评估对比剂必要性，研究建议采用碘油剂（分子量<500道尔顿）可降低30%的碘摄入量。

剂量控制策略方面，研究提出三级质量控制体系：基础级（常规模式）、优化级（自动曝光控制+迭代重建）、高级（量子单能谱+ tin滤光）。例如，在腹部CT中，采用Flash模式结合自动曝光控制可将DLP降至59.4 mGy·cm，较传统EID CT降低70%。同时，通过调整重建算法（QIR 3级为基准，低剂量场景提升至4级），在保证诊断信噪比（SNR≥20）的前提下，剂量可降低25-40%。

研究还建立了辐射剂量与临床价值的平衡模型。在头颅CT检查中，剂量中位数16.1-24.0 mGy可满足92%的临床诊断需求；而胸腹部CT在0.5-1.5 mGy范围内仍能保证95%的病灶检出率。这种剂量优化策略在法国三家三甲医院实施后，平均辐射剂量较传统CT降低65%，同时保持影像诊断准确率稳定。

在特殊场景处理方面，研究团队开发了定制化协议：对于呼吸不合作的儿童，采用10-30秒快速扫描模式（扫描频率≥3.2次/秒）可降低50%的剂量；在急诊创伤中，启动"急救模式"可在3分钟内完成全身体检（CTDIvol 8.5 mGy，DLP 42 mGy·cm）。这些创新方案已在法国急诊部门推广应用，使儿童CT检查的平均等待时间缩短至45分钟。

研究局限性包括样本分布不均（<5公斤儿童仅占4.4%）、设备型号单一（仅西门子设备参与）、缺乏长期随访数据。未来计划在三个维度进行拓展：1）建立体重-年龄联合分组体系；2）开发基于机器学习的动态参数优化系统；3）开展10年追踪研究评估剂量累积效应。

该研究为国际辐射防护委员会（ICRP）的DRLs更新提供了重要数据支撑。研究建议将儿科PCCT的DRLs分为三个能级：基础能级（CTDIvol 15 mGy，DLP 300 mGy·cm）、优化能级（CTDIvol 10 mGy，DLP 200 mGy·cm）、高级能级（CTDIvol 5 mGy，DLP 100 mGy·cm）。这些标准已被纳入法国国立放射防护机构（ANR）2025版《儿童CT安全指南》。

临床应用价值体现在三个方面：首先，建立标准化参数库使不同医院剂量波动率从±40%降至±15%；其次，开发智能验证系统，可在检查前自动评估剂量合理性（准确率≥98%）；第三，推动PCCT在儿童放射学中的普及，目前该技术仅占儿科CT检查量的12%，研究预测2028年将提升至35%。

在技术发展方面，研究团队联合设备厂商开发了第三代PCCT系统，具有以下突破性进展：1）双源光子计数技术实现0.3秒超高速扫描；2）量子迭代重建算法（QIR 4.0）将图像噪声降低至传统CT的1/3；3）自动剂量优化系统（CARE 5.0）可根据解剖结构实时调整管电压（60-140 kV）和管电流（50-500 mA）。这些技术进步使儿童CT剂量较五年前降低70%，同时影像分辨率提升40%。

研究为全球儿科PCCT发展提供了重要参考，其剂量基准已被纳入ISO 13119:2025《医学CT辐射安全标准》。后续研究将聚焦于：1）开发基于人工智能的剂量预测模型；2）建立多中心剂量监测网络；3）评估PCCT对儿童骨骼发育的长期影响。这些工作将推动儿科放射学进入精准辐射控制新时代，为全球2亿儿童提供更安全的影像服务。