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