X射线CT医疗照射剂量水平评价模式与辐射剂量影响因素研究

摘要

目的：X射线计算机体层摄影装置(ComputedTomography,CT)在我国的应用日益普及,新式的螺旋CT在大中型医院中竞相配备。而CT扫描的大量应用将使国民的集体剂量负担明显增加。本研究对X射线CT医疗照射各种表征量的测试方法进行了探讨,以优化确立用于X射线CT医疗照射剂量水平评价的表征量,提出X射线医疗照射所致受检者与患者有效剂量的评价模式.并估算了儿童受检者这一辐射敏感群体在单层与多层螺旋CT扫描中所受到的辐射剂量;同时,分析了不同管电压、管电流、模体直径、模体内深度、螺距、准直宽度、照射野、算法及管电流调制技术等因素对CT辐射剂量的影响。开展X射线CT医疗照射剂量水平评价模式与辐射剂量可能影响因素的研究,对于做好X射线CT医疗照射防护最优化,在保证影像质量的前提下降低患者受照剂量和国民的集体剂量负担有重要意义。
　　 方法：(1)采用面上普查的方式,调查上海市医用X射线CT。机应用情况,并分头部、体部调查上海市各医院CT检查年频率,结合应用剂量评价模式,估算上海市X射线CT医疗照射所致公众的剂量负担;(2)采用面上普查的方式,用CT笔形电离室、头部和体部剂量模体测量了目前上海市在用的151台医用X射线CT机的空气剂量指数、模体剂量指数,并调查成年人和不同年龄儿童的头、胸、腹部常规扫描条件,计算加权剂量指数、容积剂量指数及剂量长度乘积;(3)利用剂量估算软件估算有效剂量,将剂量长度乘积和有效剂量进行相关性分析,得出两者的转换系数;(4)测试了21台CT机的头部和体部剂量指数,并结合0～1岁组、5岁组、10岁组儿童和成年人的头部、胸部常规扫描条件,计算加权CT剂量指数(CTDIW)、容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)值,再由DLP与有效剂量转换系数计算头部和胸部常规扫描所致各年龄组儿童和成年人的有效剂量;(5)用CT笔形电离室、头部和体部剂量模体以及国人仿真人体模型,在CT机上测量不同管电压、管电流、模体直径、模体内深度、螺距、准直宽度、照射野、算法及管电流调制技术条件下的CT剂量学表征量。
　　 结果：(1)上海市目前有医用x射线CT应用单位共101家,在用医用X射线CT机151台,2007年CT检查年频率为128.16人次/千人口。在头部、胸部、腹部等常规扫描中,一次检查所致受检者有效剂量(effectivedose,E)分别为0.93mSv、4.6mSv和4.9mSv。2007年上海市x射线CT医疗照射所致全市公众集体剂量是4868人·Sv,人均年有效剂量0.353mSv。(2)有效剂量的模体实测验证值与MonteCarlo模拟计算值的偏差在士5％以内。DLP与有效剂量之间的线性相关系数大于0.95,头、胸、腹部常规扫描的DLP和有效剂量的转换系数分别为0.0022、0.0138、0.0148mSv.mGy-1·cm-1。(3)多层CT(MDCT)的头部和腹部CTDIW、DLP、有效剂量值均大于单层与双层CT:而多层CT的胸部CTDIw小于单层CT,但DLP、有效剂量值均大于单层CT与双层CT。(4)在头部常规扫描中,0～1岁组、5岁组、10岁组儿童受到的有效剂量分别为2.2mSv、1.3mSv和1.1mSv:在胸部常规扫描中,0～1岁组、5岁组、10岁组儿童受到的有效剂量分别为5.3mSv、3.1mSv和3.4mSv;每单位mAs所致儿童有效剂量平均比成人高1.8倍;多层CT的儿童头部CTDIvol、DLP、有效剂量值均大于单层与双层CT,多层与双层CT的儿童胸部CTDIvol、DLP、有效剂量值均小于单层CT。(5)当其它参数一定时,管电压与CT剂量成正比;管电流与CT剂量成线性正相关;模体直径与CT剂量成反比:CT剂量随模体内径向深度的增加而减少;螺距与剂量成反比,螺距的增加使超成像范围的剂量增加;准直宽度与剂量成反比;照射野和算法对CT剂量没有影响;采用管电流调制技术可降低CT剂量。
　　 结论：(1)剂量长度乘积(DLP)可以用来评价CT检查所致受检者有效剂量。(2)X射线CT医疗照射所致公众剂量负担呈增长趋势,频率水平和单次检查有效剂量的增长是导致公众剂量负担增加的主要原因。因此,应加快建立X射线CT医疗照射指导水平。(3)与成年人相比,儿童在CT检查中可能受到更大的辐射危害,应严格遵循儿童CT检查适应征,并合理选择CT‘扫描参数,尽可能降低儿童受到的辐射剂量。(4)降低管电压、降低管电流、增加螺距、限制分段扫描、增加准直宽度、降低体形瘦小受检者的扫描条件及采用管电流调制技术可使CT剂量降低。