优化CT扫描参数_降低患者辐射剂量_王刚.pdf

《优化CT扫描参数_降低患者辐射剂量_王刚.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

医学影像学杂志2007年第17卷第9期JMedImagingVol.17No.92007优化CT扫描参数,降低患者辐射剂量王刚,白艳综述,郑树卿审校(湖北省新华医院放射科湖北武汉430015)=摘要>CT检查中如何有效减少辐射剂量,保护患者,同时保证图像质量,作为从事放射的工作人员应该充分认识。本文从CT检查辐射剂量、优化参数及降低CT检查辐射剂量的途径等方面加以综述。=关键词>辐射剂量;参数;扫描;体层摄影术,X线计算机中图分类号:R144.1;R814.42文献标识码:A文章编号:1006-9011(2007)09-1001-03OptimizingtheCTscanningparameters,loweringtheradiationdosesWANGGang,BAIYan,ZHENGShu-qingDepartmentofRadiology,HubeiXinhuaHospital,Wuhan430015,P.R.China=Abstract>Asanoperatorwhogoesinforradiology,heshouldwellknowhowtolowertheradiationdoseeffectivelytoprotectthepa-tient,whileassureofthequantityofimages.ThisarticlewillintroducecartainaspectsintermsofradiationdoseofCTexamination,opt-imizationofparametersandloweringtheradiationdoseofCTexamination.=Keywords>Radiationdose;Parameter;Examination;Tomography,X-raycomputed[4]当今各种不同性能的CT设备应用非常广泛,发展非常和有效剂量。迅速,但同时CT检查给予病人很高的辐射剂量,为了提高公1.2关于辐射剂量的研究[5]众的防范意识,现就有关CT检查辐射剂量、危险度及降低唐文强等研究认为,成人头部CT中心剂量最高为CT检查辐射剂量的途径等方面综述如下。59mGy,最低为12mGy;体部CT中心剂量最高为17mGy,最低为5mGy,这种差别与各种CT机的性能和工作人员的操作条1CT检查的辐射剂量及危险度件选择有关。但是头部与躯干剂量之比值,对于不同型号1.1CT检查是安全的,但安全不是没有损伤[1]CT和不同医院却相差不大;而Nickoloff等学者研究指出,根据国际防护委员会的新建议:将辐射的生物效应分为成年人头部CT检查的体表剂量为30~70mGy,这种剂量的差随机效应和非随机效应两种。随机效应就是说生物效应不别主要是由于机器性能与扫描参数的选择不同有关,据其研存在剂量的阈值,任何微小的剂量也可能引起致癌效应和遗究估计体部CT扫描的表面剂量是乳腺摄影剂量的20~30传效应,只是发生的几率极小而已;而非随机效应可能存在[6]倍,是腹部平片剂量的10~20倍;Diederich等学者研究估着剂量的阈值(最大容许剂量),其对人体损伤的程度随着剂计成年人一次胸部CT检查的有效辐射当量为3~27mSv,依量的变化而变化,因此CT检查的防护是很重要的,应该引起赖于CT扫描机和检查方案不同而不同;胸片的曝光剂量为人们的重视;防护的目的除防止有害的非随机效应外,还应[7][8]013~0155mSv,CT是胸片剂量的10~100倍。Roebuck研该限制随机效应的发生率。根据美国医学会的统计资料显究认为CT的辐射剂量高于传统X射线检查剂量,而其中儿示:美国在1980年的CT检查人数为360万,1990年为1100童群体的放射敏感度比成人高10倍多,辐射问题更应引起[1]万,而1998年增至3300万;在过去20年中,不仅CT检查重视。如用成人的扫描参数做儿童CT扫描,剂量效应上升人数迅猛增长,而且机器性能日臻完善;CT广泛应用的同[9]50%以上,这是因为成人中心剂量是表面剂量的50%,而时,受检个体以及群体的有效受照剂量大为增加,世界范围儿童的中心剂量几乎就是全部表面剂量。内,比例为5%的CT检查产生的照射剂量约占医学照射剂量1.3关于放射检查低剂量辐射是否致癌尚有不同看法[2]的34%。CT检查中如何有效减少辐射剂量,保护患者,同[10]据Golding等学者研究认为,具有10mSv有效剂量的[3]时保证图像质量,目前,国内外对此都给予很高重视。利[11]成人腹部检查会增加致癌风险1/2000。Ravenel等根据I-用ICRP60号出版物推荐的组织权重因子和辐射权重因子,CRP提供的辐射危险系数计算出胸部CT扫描时各种技术参用仿真人体模型来测试CT检查中患者有效剂量和器官剂数下的危险度,例如:在管电压不变的条件下,280mAs时危险量,是学者们多采用的方法,也有学者采用权重CT剂量学指度为310,而120mAs时危险度降至为113。大量文献证实,过数(CTDIw)和剂量长度乘积来估算CT检查病人的器官剂量高的器官剂量可导致癌症,特别是剂量超过250mGy时易引作者简介:王刚(1967-),男,湖北省武汉市人,毕业于江汉大学发癌症[11]。由于儿童处于生长发育期,组织细胞分裂更新临床医疗系,本科学历,主要从事CT影像及防护工作的速度和比例远较成人快,因此对X射线敏感。据Brener1001 医学影像学杂志2007年第17卷第9期JMedImagingVol.17No.92007[12]等报道,儿童与成人接受相同CT剂量,此时其吸收CT剂最佳平衡点;这就要求我们在CT扫描中,在不影响诊断的前量及放射损伤的危险较成人大,且一生患癌症的风险也远高提下,尽量缩小扫描野,能少扫的不要多扫,能厚扫的不要薄于成人。胎儿接受射线会有更大危险,可导致白血病或其他扫,能不增强的就不增强,加强防护意识,做到辐射实践的正[1]肿瘤的发生率升高。当化。在进行CT扫描检查时,应尽量避开性腺、甲状腺和眼晶CT的扫描参数主要有管电压(kV)、管电流(mA)、扫描时[2]体等重要器官,制订最佳扫描方案。在眼眶部CT扫描过程间(s)、层厚、螺距(Pitch)及扫描容积等。辐射剂量随管电中,由于眼球内的晶状体、角膜对射线敏感,尤其是晶状体相压、管电流、扫描时间和扫描容积增加而增大,随螺距增大而当敏感,因此,会对晶状体、角膜引起辐射影响,一般认为015减少。有的研究指出在其他参数不变的情况下,患者受照剂[16]~210Gy的辐射剂量可致角膜混浊,大于5Gy可能引起白内量直接与mA或mAs成正比。胡永胜在其CT扫描层厚改障;在甲状腺CT扫描中使用过量的剂量照射,会导致诱发甲变对图像质量影响及控制一文中认为,由于儿童患者体厚状腺癌等癌性病变,而低剂量分次小剂量照射时,不会诱发薄,适当降低曝光量不会影响图像质量。在实际工作中,有甲状腺癌。的操作人员为了片面追求高质量的图像,随意加大剂量,为1.4多层CT(MSCT)的辐射剂量患者带来了辐射损害;当然也不能随意的降低剂量扫描,盲MSCT与单层螺旋CT(SSCT)相比有很多明显的优点,球目地降低照射剂量将会增大噪声而影响扫描图像质量,好的管输出X射线可多层同时利用,提高了效率。不论是单层或图像是要有一定剂量来保证的。加大照射剂量虽可改善图多层,扫描时球管的X线曝光是相同的,球管的负载和探测像噪声,但这又不利于被检者的健康,如何转变思想观念,制器的层数没有关系,因此,球管的热容量和寿命都不受探测定合理的扫描参数,减少盲目性,是我们共同面对的一个课器排数的影响。MSCT工作中,不再需要等待球管冷却,如果题。扫描参数相同的话,MSCT完成一个病人的扫描仅是SSCT的3降低病人辐射剂量的途径四分之一的时间,提高了病人的检查效率。长期来看,在球首先,在CT扫描参数的管电压方面,不能随意提高管电管的有效寿命期间,MSCT要比SSCT扫描多出很多的图像,[13]压;在其他扫描参数不变的条件下,管电压由120kV增加到实际上降低了CT球管的消耗。发展至今的MSCT,由于[1]140kV,其射线量增加30%~40%;而降低管电压,虽可使采用了一系列新技术,如机架采用了最佳的几何学设计,同辐射剂量下降,但同时也降低了X线质量,其后果是吸收的时采用稀土陶瓷材料的探测器,大大提高了光电转换率以及辐射比例增加,导致患者受照剂量和图像质量之间的关系破电子束滤过技术的运用,就获得单幅图像而言,病人所接受坏,因此在CT扫描参数中通常保持管电压不变,而去优化其的辐射剂量有较大幅度的下降;但是,MSCT在设定的采集范他扫描参数,来降低患者的辐射剂量。其次,在运用薄层CT围内,因采集层面减薄,层数明显增多,且每次扫描覆盖的范[1]扫描技术时,患者的辐射剂量会增加大约30%~50%,因围通常比SSCT大,以及采集中的剂量效率等因素,导致病人此对大病灶不宜盲目采用薄层CT扫描技术,否则会增加患实际接受的总辐射剂量会明显增加而不是降低;MSCT扫描者的剂量负担。采集极薄层面时,因每一体素接收X线光子数量相对减少,另外一个降低CT辐射剂量的有效途径是增加螺距系为保证图像的信噪比,扫描的剂量需要相应提高;在临床运数;螺距的概念随螺旋CT的问世而出现的,螺距=球管旋转用中对部分器官增强后的多层扫描已被各大医院作为常规,360b进床距离/准直宽度。单层螺旋CT一个准直宽度内只产这就使得完成某一器官CT检查受检者接受的剂量大幅增[14]生一层图像,而多层螺旋CT的一个准直宽度包含了多层图加。[18]像。当Pitch=1,用60mA每秒扫描1层则每层为60mAs,2CT扫描参数的优化在其他扫描参数不变的条件下,Pitch=2,则每层为30mAs;对随着螺旋CT的广泛应用,射线辐射量一直是大家关注于单层螺旋CT,当管电压、管电流、转速一定时,剂量与管电的重要问题。近年又有报告提出,人群中医疗辐射量已达流成正比,与螺距成反比,即Dose=mAs/pitch,增加螺距可使[15]30%~50%,而CT是这种辐射的主要来源。CT的设置应辐射剂量降低;在LightSpeed16层螺旋CT上,螺距与辐射剂该选择最大限度的通过提高空间和密度分辨率,提供适当的量的关系和单层螺旋CT基本相同,即螺距增加会使辐射剂诊断信息,而达到上述目的主要是靠CT扫描参数的优化设量以相同比例下降。受单层螺旋CT和LightSpeed16层螺旋计,这些参数又主要影响射线的曝光量,通过审慎地调整这CT的影响,操作人员容易习惯性认为,在所有多层螺旋CT些参数,尽可能减少辐射剂量;对成像质量与过多的辐射曝上增加螺距也可以降低病人的辐射剂量。一些Sensation16[16]光之间加以权衡,是当今影像技术的方向。层和64层螺旋CT的操作者为减少患者剂量也采用了增加CT检查放射防护原则应该是在保证图像质量、满足诊螺距的方法,由于这两种机型都采用了mAs自动调整技术,断要求的前提下,尽量减少病人的辐射剂量。CT医师、技师其螺距变化时,辐射剂量保持不变,图像质量恒定;这与单层可以通过调节扫描参数(如管电压、管电流和螺距等)或修改螺旋CT随着螺距的增加辐射剂量下降的结论不一致。因[17]扫描方案(如减少扫描范围等)来调控辐射剂量。医疗照此,在进行CT检查时,应根据不同机型,采取不同的参数调射防护最优化的目的是在影像质量和受检者剂量之间找到整方法,而只有对设备性能有更全面的了解,才能真正有效1002 医学影像学杂志2007年第17卷第9期JMedImagingVol.17No.92007[19][4]GoddardCC,a-lFarsiA.RadiationdosesfromCTinthesultanateofo-地达到所要达到的目的。Vade等研究指出对于单层螺旋CT,在其他参数恒定的条件下增加螺距可以成比例降低病人man[J].BirJRadiol,1999,72:1073-1077.的辐射剂量;但是,由于Pitch加大,层面敏感性曲线增宽,使[5]唐文祥,朱志贤,郑钧正,等.X射线CT所致受检者辐射剂量探影像在Z轴的空间分辨力下降,这是值得我们注意的问题。讨[J].中华放射医学与防护杂志,2000,20(增刊):79-81.[6]DiederichS,LenzenH.Radiationexposureassociatedwithimagingof降低管电流是目前降低辐射剂量的主要方式,也是低剂thechestcomparisonofdifferentradiographicandcomputedtomography量CT检查的主要方法。Naidich等于1990年首次提出了低techniques[J].Cancer,2000,89:2457-2460.剂量CT扫描的概念,即在其它扫描参数不变的情况下,降低[7]DiederichS,LenzenH,WormannsW,etal.Pulmonarynodulesex-管电流成像也能达到诊断要求,因为放射线剂量与管电流成perimentalandclinicalstudiesatlow-doseCT[J].Radiology,1999,线性关系,因此辐射剂量也相应下降;当时这一技术并未引213:289-298.起临床医师及患者的注意,随着公共放射卫生防护意识的提[8]RoebuckDJ.Riskandbenefitinpediatricradiology[J].PediatrRad-i高,特别是世界卫生组织(WHO)和国际放射委员会(ICRP)以ol,1999,29:637-640.及国际医学物理组织(IOMP)制定了医疗照射质量保证和质[9]王骏.CT辐射剂量所面临的挑战[J].国外医学放射医学核医学量控制标准,以期用最小的人体损伤代价获得最佳的诊断效分册,2003,27:187-189.果,低剂量CT的研究和应用才逐渐受到关注。在不影响CT[10]GoldingSJ,ShrimptonPC.RadiationdoseinCT:arewemeetingthe图像质量的前提下,合理使用低剂量扫描,是降低病人剂量challenge?[J].BrJRadiol,2002,75:1-4.的主要途径,该技术现已广泛用于肺癌普查,急性鼻窦炎和[11]RavenelJG,ScalazettiEM,HudaW,etal.Radiationexposureand[20~22][20]imagequalitychestCTexaminations[J].AJR,2001,177:279-284.儿科CT检查中。刘昌盛等学者研究指出,平均年[12]BrenerDJ,EllistonCD,HallEJ,etal.Estimatedrisksofradiation龄115岁的儿童行头部CT扫描时将mAs由150下降至50inducedfatalcancerfrompediatricCT[J].AJR,2001,176:289-296.时,仍能满足脑部常见病的诊断要求,而此时CTDIw由[13]石明国,宦怡,葛雅丽,等.多层螺旋CT基本原理及临床应用20125mGy下降为6175mGy,其下降幅度达66167%。管电流[J].实用放射学杂志,2001,17:861-863.减低,必然导致采集信息量的减少,密度分辨率下降,即信噪[14]杨燕敏,曹厚德.CT检查中辐射剂量的研究[J].医学影像学杂比降低,灰白质密度对比度下降,图像颗粒度增粗;此时,可志,2006,16:865-867.以在图像重建时采用降低卷积函数(kernel)值,来补偿密度[15]PatersonA,FrushDP,DonnellyLF.HelicalCTofthebody:areset-分辨率下降的影响。降低Kernel值也就降低了截止频率,滤tingsadjustedforpediatricpatients[J].AJR,2001,176:297-301.掉高频噪声,提高了密度分辨率,也滤掉高频数据,使空间分[16]DonnellyLF,EmeryKH,BrodyAS,etal.Minimizingradiationdose辨率降低;同时,灰白质密度对比度增加,图像颗粒度变细,forpediatricbodyapplicationsofsingledetectorhelicalCT:strategies此时颗粒的锐利度也降低,不利于细小物体边缘的分辨。不atalargechildren.shospital[J].AJR,2001,176:303-306.过,李坤成等[23]的研究证明,密度分辨率是影响CT图像质[17]PatersonA,FrushDP,DonnellyLF.HelicalCTofthebody:areset-tingsadjustedforpediatricpatients?[J].AJR,2001,176:297-量评价的主要因素,而空间分辨率对它影响甚小。降低辐射301.剂量的同时,也会降低图像质量,但通过优化扫描参数和运[18]洪澄,朱芳,夏黎明,等.多排探测器螺旋CT[J].放射学实践,用有关图像重建的方法最终影响将被减弱。2002,17:278-281.随着CT设备功能的越来越强大,放射防护界对CT检查[19]宋少娟,王巍,刘传亚.多层CT螺距与辐射剂量的关系探讨的防护非常重视,国际放射防护委员会专门为控制CT检查[J].中华放射医学与防护杂志,2006,26:526-528.[24]的剂量而发布一份出版物,从几个方面做了专门的论述。[20]刘昌盛,魏文洲,郑晓华,等.低剂量CT扫描对婴幼儿颅脑病总之,加强CT的质量管理及控制,不仅要求扫描人员的操作变检查的防护价值[J].中华放射医学与防护杂志,2004,24:规范化,而且应养成自觉学习新知识的习惯,即不断地研究270-271.文献,适时调整实际操作,优化扫描参数和扫描方案,确保在[21]翟淼,于朝阳,张本超.16层螺旋CT低剂量肺普查的临床应用最小扫描剂量下,获得满意诊断的图像质量,以降低患者的价值[J].医学影像学杂志,2006,16:697-700.辐射剂量。[22]张巍,郭玉林.低剂量螺旋CT扫描技术的临床应用[J].医学参考文献:影像学杂志,2006,16:861-864.[1]NickoloffEL,AldersonPO.RadiationexposurestopatientsformCT:[23]李坤成,王亮,王晓峰.CT机技术参数与CT片质量的相关性reality,publicperceptionandpolicy[J].AJR,2001,177:285-287.分析[J].中华放射学杂志,2004,38:373-376.[2]KairaMK,MaherMM,TothTL,etal.StrategiesforCTradiation[24]ICRP.Publication87managingpatientdoseincomputedtomographydoseoptimization[J].Radiology,2004,230:619-628.[R].2000,12.(收稿日期:2007-01-23修回日期:2007-06-15)[3]李真林,杨志刚,余建群,等.肺部低剂量螺旋CT扫描的放射剂量评估[J].放射学实践,2003,18:202-203.(本文编辑:任德印)1003