基于个体特征估算CT辐射剂量的方法

摘要

医疗照射已成为最大的人工辐射源，其中CT检查对医疗照射剂量贡献最大。目前由CTDIvol和DLP估算受检者的器官剂量和有效剂量的转换系数是基于最初的程式化人体模型和ICRP60报告的组织权重因子计算而来，但该估算结果未考虑受检者体型特征的影响，因此不确定性比较严重。本博士论文研究目标提出并评估一个基于个体特征估算CT检查辐射剂量的方法。研究任务包括:(1)研究分析管电压、射束准直宽度、蝴蝶结过滤器、过扫描范围和CTDI有效性对CT辐射剂量的影响。(2)研究基于CTDIvol和DLP估算受检者个体特征相关的辐射剂量。(3)研究基于SSDE估算受检者个体特征相关的辐射剂量。研究方法:(1)利用VirtualDoseTM软件中的体素化模型和ICRP103报告的组织权重因子计算器官剂量和有效剂量;
　　(2)利用AAPM的204和220报告介绍基于体型特异性估算辐射剂量的方法计算SSDE。本研究有以下主要的结果:(1) CT检查的辐射剂量及其转换系数与管电压成正比，与射束准直宽度成反比，射束准直宽度对器官剂量和有效剂量转换系数的影响小于10％;选用体部蝴蝶结过滤器代替头部蝴蝶结过滤器，导致辐射剂量增加，器官剂量和有效剂量的转换系数分别增加一倍。过扫描范围对CT辐射剂量的影响，主要与器官的解剖位置和辐射敏感性相关。CTDI有效性对成人躯干CT检查的有效剂量影响小于儿童，主要与扫描长度有关。(2)通过研究CT检查参数对未成年人眼晶体剂量的影响，计算得到基于CTDIvol估算眼晶体剂量的转换系数。通过研究未成年人和肥胖人群CT检查的辐射剂量，推导得出了相应的DLP转换因子，用于估算不同年龄未成年人和肥胖人群的有效剂量。(3)推导得出了未成年人和成年人体部CT检查SSDE与器官剂量的转换系数，可用于估算器官剂量;在不考虑扫描长度的影响时，推导得出了基于SSDE估算成年人体部CT检查有效剂量的转换系数。考虑到身高和胖瘦程度的影响，提出了一种基于身高和胖瘦程度估算躯干CT检查体型特异性的有效剂量的方法。研究结论:本博士论文提出基于个体特征估算CT辐射剂量的方法可以减小因受检者体型特征而受到的辐射剂量的不确定性影响，推导的基于CTDIvol、DLP和SSDE来估算CT检查器官剂量和有效剂量的转换系数为临床放射技术人员优化CT检查参数和快速估算个体特征相关的CT辐射剂量提供参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 CT原理和剂量

1．2．1 CT成像原理与技术

1．2．2 CT剂量指数

1．3 CT是扫描受检者辐射剂量研究方法

1．3．1 基于CTDIvol和DLP估算CT辐射剂量

1．3．2 基于数字模拟人蒙特卡洛模拟计算CT辐射剂量

1．3．3 基于物理模体测量CT辐射剂量

1．3．4 CT检查器官剂量和有效剂量计算软件

1．4 CT扫描受检者辐射剂量的影响因素

1．4．1 与CT检查参数相关的因素

1．4．2 与受检者相关的因素

1．4．3 其他相关因素

1．4．4 CT剂量指数有效性研究现状

1．5 基于个体特征的CT辐射剂量研究现状

1．5．1 AAPM关于SSDE的两则报告

1．5．2 SSDE在CT辐射防护中的应用

1．5．3 儿童CT辐射剂量研究现状

1．5．4 肥胖人群CT检查辐射剂量研究现状

1．6 论文主要工作

1．7 论文内容安排

第二章 材料与方法

2．1 引言

2．2 工具：VirtualDoseTM软件

2．3 方法一：定量分析CT辐射剂量的影响因素

2．3．1 计算管电压对CT检查辐射剂量影响的方法

2．3．2 计算射束准直宽度对CT辐射剂量影响的方法

2．3．3 计算蝴蝶结过滤器对CT辐射剂量影响的方法

2．3．4 计算过扫描范围对CT辐射剂量影响的方法

2．3．5 计算CT剂量指数的有效性对CT辐射剂量影响的方法

2．4 方法二：基于CTDIvol和DLP估算CT辐射剂量

2．4．1 未成年人CT扫描眼晶体剂量估算方法

2．4．2 推导未成年人CT检查的DLP转换因子的方法

2．4．3 推导肥胖人群CT检查的DLP转换因子的方法

2．5 方法三：基于体型特异性估算CT辐射剂量

2．5．1 基于个体特征估算未成年人辐射剂量的方法

2．5．2 基于个体特征估算成年人CT检查辐射剂量的方法

2．6 本章小结

第三章 研究结果：CT检查辐射剂量估算

3．1 引言

3．2 影响CT检查辐射剂量的因素

3．2．1 管电压对CT辐射剂量的影响

3．2．2 射束准直宽度对CT辐射剂量的影响

3．2．3 蝴蝶结过滤器对CT辐射剂量的影响

3．2．4 过扫描范围对CT辐射剂量的影响

3．2．5 CT剂量指数的有效性对CT辐射剂量的影响

3．3 基于CTDIvol和DLP估算CT辐射剂量

3．3．1 未成年人CT检查眼晶体剂量的转换系数

3．3．2 未成年人CT检查有效剂量的DLP转换因子

3．3．3 肥胖人群CT检查的DLP转换因子

3．4 基于SSDE估算体部CT检查辐射剂量

3．4．1 基于SSDE估算未成年人辐射剂量

3．4．2 基于SSDE估算成年人CT检查辐射剂量

3．5 本章小结

第四章 讨论：CT辐射剂量的估算研究

4．1 引言

4．2 CT辐射剂量的影响因素

4．2．1 管电压对CT辐射剂量的影响

4．2．2 射束准直宽度和蝴蝶结过滤器对CT辐射剂量的影响

4．2．3 过扫描范围和CTDI有效性对CT辐射剂量的影响

4．3 基于CTDIvol和DLP估算CT辐射剂量

4．3．1 CT检查未成年人眼晶体剂量估算

4．3．2 未成年人和肥胖人群CT检查的DLP转换因子

4．4 基于个体特征估算CT辐射剂量

4．4．1 基于体型特异性估算未成年人辐射剂量

4．4．2 基于体型特异性估算成年人辐射剂量

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文主要研究成果与创新点

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果