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CT有用辐射量该怎么核算?

在进行完CT检查之后,患者都会得到这样一张辐射剂量的报告表。在这张表格中,我们可以获得大部分和扫描相关的信息。与辐射剂量相关的参数主要有两个,

在进行完CT查看之后,患者都会得到这样一张辐射剂量的陈述表。

在这张表格中,咱们能够取得大部分和扫描相关的信息。与辐射剂量相关的参数首要有两个,CTDI vol和 DLP。那么哪个是有用辐射剂量,假如不是,患者的有用辐射剂量怎么核算呢?

这儿,先说一些布景常识:

因为电离辐射的两大生物学效应:确定性效应(具有较大剂量阈值才会产生,且其严峻程度取决于受照剂量巨细:如辐射导致的白内障)和随机性效应(不存在产生效应的剂量阈值,但产生几率与受照剂量巨细有关:如诱发肿瘤与遗传效应)的存在,辐射剂量添加对人体的损害会相应地添加。一般来说,CT 扫描比一般 X 射线查看剂量大,照耀剂量的添加导致辐射诱发癌症等随机效应的产生几率添加。

2009 年,坐落美国洛杉矶的Cedars-Sinai 医疗中心的一名患者在承受 CT 神经灌注扫描后呈现头发掉落现象。该医院经过查询发现,自 2008 年 2 月开端在 18 个月内,共 206 名患者在 CT 进程中被过错施加高达正常剂量值8 倍的辐射剂量。为了规范 CT 查看的行为,美国食品药品管理局(FDA)推荐在 CT 查看中点评患者的承受的辐射剂量。

我国卫生部于 2012 年发布新版《GBZ165-2012 X 射线核算机断层拍摄放射防护要求》,初次发布了针对不同人群、不同部位 CT 查看的确诊参阅水平。新版规范 2013 年 2 月 1 日起施行,旧版规范一起废止。依据《防护要求》,典型成年患者 X 射线 CT 查看头部、腰椎和腹部的确诊参阅水平分别为 50mGy、35mGy 和 25mGy,0 – 1 岁儿童患者胸部和头部确诊参阅水平为 23mGy 和 25mGy,10 岁儿童患者胸部和头部确诊参阅水平为 26mGy 和28mGy。《防护要求》提出,CT 工作人员应在满意确诊需求的一起,尽可能削减受检者所受照耀剂量。在展开 CT 查看时,做好非查看部位的防护,严厉操控对确诊要求之外部位的扫描。要制止用成人的辐射剂量点评规范来点评儿童的辐射剂量。

CT 剂量指数(CT Dose Index, CTDI)

CTDI 是指在 CT 查看中,受检者接纳的射线平面内的辐射剂量,一般是用 16cm(代表头部和四肢)和 32cm(代表体部)的圆柱状的充水体模进行丈量(单位:mGy),1981 年初次由 Shope 提出后,先后被 FDA、IEC、CEC、IAEA 等多个威望安排所界说并选用,是现在国际上运用最广泛的一种 CT 剂量目标,我国国家规范亦选用此概念。

现在国际上对 CT 剂量的表征量和丈量办法(包含模体品种)未有一致意见,%&&&&&%RP 亦指出为防止混杂,应清晰各种 CTDI 界说的差异。

现在公认的 CTDI 有以下三个,三个指数并不直接表征各种 CT 扫描所造成的受检者的剂量,但与受检者剂量密切相关。与吸收剂量有相同的量纲,以毫戈瑞(mGy)为单位。

1、CT 剂量指数 100(CTDI 100 )

CTDI 100 是迄今广泛运用的最基本的反映 CT 扫描剂量特征的表征量,可用于一致比较 CT 机功能。其界说为:CT 旋转一周,将平行与旋转轴(z 轴,即垂直于断层平面)的剂量散布 D (z) 沿 Z 轴从 -50mm 到 +50mm积分,除以层厚 T 与扫描断层数 N 的乘积之商。即:

CTDI 100 可用热释光探测器(TLD),在专用的 TLD 插件中进行各点剂量散布的丈量,然后得出剂量散布曲线 D (z),再依剂量散布曲线的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)经过拟合核算求得CTDI。CTDI 100 选用积分区间从 -50mm 到 +50mm,可用有用长度正好为 100mm 的笔形电离室在通用规范剂量模体中便利地丈量到,然后便利进行 CT 机的检验与经常性的质量操控检测等。

CTDI 100 这个最基本的表征量反映的是在规范甲基丙烯酸甲酯模体中测得某点空气中堆积的 X 射线能量。

2、加权 CT 剂量指数(CTDI W )

因为在同一个模体中不同方位的辐射剂量有所差异,因而为了更好的表达全体的辐射剂量水平,需求引进加权 CT 剂量指数(CTDI W )的概念,其能够精确反映扫描平面中的均匀剂量。

CTDI 100 (中心)为在模体中心方位上的丈量值;CTDI 100 (外周)表明在模体周边四个不同方位上(至少以 90°为间隔的模体外表下 10mm 处)丈量值的均匀值。

现在遍及选用的与有用长度 100mm 笔形电离室检测仪器配套的规范有机玻璃剂量模体,分头部模体(直径160mm)与躯干模体(直径 320mm)两种,均呈长度为140mm 的圆柱体状,模体中心及其四周外表下 10mm 处都有专用的检测电离室插孔(该孔不丈量时即刺进安排等效的有机玻璃棒)。

加权 CT 剂量指数(CTDI w )已被选来作为 CT 确诊医疗照耀的辅导(参阅)水平的表征量之一。能够反映多层接连扫描的均匀剂量(pitch=1 时),但关于不接连的多层扫描, CTDI w 不能精确反映其均匀剂量。

3、容积 CT 剂量指数(CTDI vol )

螺旋 CT 面世后,CTDI w 现已不能精确表征辐射剂量的水平,需求考虑螺距对扫描剂量的影响:

CT 螺距(因子)=Δd / N·T

Δ d 为 X 射线管每旋转一周查看床移动的间隔;

N 为一次旋转扫描产生的断层数;

T 为扫描层厚

容积 CT 剂量指数 CTDI vol 反映整个扫描容积中的均匀剂量。这也是咱们的剂量陈述表格中与剂量直接相关的第一个参数。

小结

容积 CT 剂量指数 CTDI vol 可由加权 CT 剂量指数 CTDI w 求得,而 CTDI w 则是剂量模体中心方位与周边四个不同方位 CTDI 100 丈量值的加权成果。因而:

CTDI 100 反映的是 CT 规范丈量模体中某一点所堆积的 X射线能量;

CTDI w 描绘 CT 所扫描某一断层平面上的均匀剂量情况;

CTDI vol 是描绘多排(层)螺旋 CT 在整个扫描容积规模内的均匀辐射剂量。

剂量长度乘积 DLP

DLP 用来点评受检者一次完好 CT 扫描的总的辐射剂量。关于序列扫描 DLP(单位:mGy·cm),能够表述为:

DLP=i∑nCTDIw·nT·N·C

i 为 X-CT 扫描序列数;

N 为旋转圈数;

nT 为每旋转一圈的标称限束准直宽度(cm);

C 为 X 射线管每旋转一周的管电流与曝光时间之积(mAs);

nCTDI w 则表明与所用管电压和总标称限束准直宽度相对应的归一的加权 CT 剂量指数(mGy·mA -1 ·s -1 )。

关于螺旋扫描 DLP 可便利地表达为:

DLP=CTDI vol × L

CTDI vol 为多排(层)螺旋 CT 扫描的容积 CT 剂量指数;

L 为沿 Z 轴的扫描长度。

有用剂量D:

在取得累计辐射剂量之后,这个参数还不是终究患者承受的辐射剂量,受检者的辐射剂量终将落实到有关各安排或器官的吸收剂量(D),安排或器官的吸收剂量是 X射线积在受检者单位质量安排或器官里的能量。

单位 : Gy, 1Gy=1 焦尔· 千克 -1 (J·kg -1 )100c Gy=100rad

安排或器官的吸收剂量的严厉界说是物理意义上的点量,即吸收剂量是指致电离辐射颁发某一体积元内物质的均匀能量除以该体积元内物质的质量而得的商。即:D=dε / dm

安排或器官的吸收剂量是最完好地表征受检者所承受的X 射线照耀的量,但是大多数情况下是不可能直接丈量的,经过体模模仿研讨能够处理:

用仿真人体模型,凭借 TLD 和其它发光剂量计等探测器,丈量受检者安排或器官的吸收剂量及其散布,选用蒙特卡罗(Monte Carlo)办法运算,预算安排或器官的吸收剂量。

吸收剂量的生物效应决定于射线的品种和照耀条件。如相同的吸收剂量,α射线对生物体损害比 X 线大 20 倍。在辐射防护中,将个人或团体实践接纳的或可能接纳的吸收剂量依据安排生物效应加权批改,经批改后的吸收剂量在放射防护中称为当量剂量。

当量剂量的单位与吸收剂量相同,即焦尔· 千克 -1 (J·kg -1 ),专名是 Sv,

1Sv=1J·kg-1 (=1Gy)

比较不同类型放射学查看的相对电离辐射风险,而且考虑到不同安排或器官的不同辐射灵敏性时,选用以希沃特(Sivert, Sv)为单位的有用剂量 E 来表征。全身有用剂量是一个反映非均匀照耀归一到全身照耀风险度的剂量参数。

有用剂量(Effective Dose)专指当所考虑的效应是随机性效应(例如辐射诱发的癌症等)时,在全身非均匀照耀的情况下,人体一切安排或器官的当量剂量的加权总和。即:

E=∑WT·HT

HT 为安排或器官 T 所受的当量剂量;WT 为 T 的安排权重因子。

有用剂量是器官和 / 或安排的当量剂量按各安排权重因子加权之和。

螺旋 CT 的有用剂量

运用 CTDI vol 及其扫描长度 L 核算出剂量长度乘积 DLP,再乘以特定的转化系数 k 来估量出有用剂量 E:

E=k·DLP

转化系数 k(mSv·mGy -1 ·cm -1 ) 与查看部位有关。

同一个别的不同部位对相同辐射剂量的灵敏程度不同,具体表现为 K 值的不同。K 值是不同部位的归一化有用剂量权重因子。同一解剖部位,年纪越大,K 值越小;同一年纪段个别的头颈部 K 值小于腹、盆部。别的不同器官对射线的灵敏性不同,灵敏器官包含眼晶体、甲状腺、乳房、生殖腺和造血体系等。在遭到不必要的或过量的放射线照耀时,人体产生白内障、甲状腺癌及乳腺癌的概率会添加。

体型特异性扫描剂量点评(Size-Specific Dose Estimates, SSDE)

以上这些点评办法首要是依据模体丈量的成果进行估测,因为实践患者的体型并非圆柱体,且密度有有不同,因而运用上述办法关于精确反映患者承受的辐射剂量会存在差错。2011 年,美国医学物理家协会(American Association of Physicists in Medicine, AAPM) 提出了体型特异性扫描剂量点评(Size-Specific Dose Estimates, SSDE)的办法。

SSDE 核算了有用直径(Effectivediameter, ED)的概念,指假定被扫描患者有一个圆形的横截面,沿着其头足方向的某一个给定方位处的直径。尽管体部的某些部位有近似的圆截面,但大部分方位不是。因而有用直径能够被认为是与患者体部横截面面积持平的圆的直径。SSDE 指经过患者体型校对的患者承受的 CT 剂量预算值,是根据 CT 操作界面上显现的容积 CT 剂量指数 CTDI vol 经过体型相关转化系数得到的。相关于上述点评办法,SSDE 相对精确,不过 SSDE 预算值与患者承受辐射的实在值之间,仍有必定的距离。

在 CT 查看中可运用防护围脖、眼罩和乳腺外表屏蔽等进行防护。在设置扫描参数的时分,要时间留意 ALARA准则,ALARA 准则是全世界医学物理辐射安全方案的辅导准则,和继续地、科学地审视剂量和成像质量之间的联络以不断促进低剂量、高质量的成像技能发展的首要动力。总归,外表屏蔽法和前置滤线器办法均可与其他下降剂量的办法联合运用,如减小扫描掩盖规模、管电压调理、管电流调理、缩短扫描时间、迭代算法等技能,进一步下降灵敏器官所受辐射剂量。

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