1、CT輻射劑量的表述,For internal use only,一、X射線(xiàn)及與人體的相互作用,1、X射線(xiàn)的本質(zhì)： 是一種電磁波，是具有電磁波和光量子雙重特性的一種特殊物質(zhì)。 波長(zhǎng)為1010-3nm,介于紫外線(xiàn)與射線(xiàn)之間;頻率很高,在3101631020Hz之間。 2、x線(xiàn)與人體的相互作用： X線(xiàn)光子與人體組織的原子相互作用，導(dǎo)致通過(guò)人體后X線(xiàn)的強(qiáng)度衰減。 原因： 1.不變散射 光子與電子碰撞只改變了方向而能量不變； 2.康普頓散射 光子與自由電子或原子中束縛得不太緊的電子碰撞，將其一部分 能量傳遞給電子，使電子脫出原子成為反沖電子，光子則因損失 能量成為能量更小的光子，且改變運(yùn)動(dòng)方向； 3.光

2、電吸收 光電作用導(dǎo)致X線(xiàn)光子及其能量在作用處被吸收。,二、電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),電離輻射的兩大生物學(xué)效應(yīng)： 1、確定性效應(yīng) 具有較大劑量閾值才會(huì)發(fā)生，且其嚴(yán)重程度取決于 受照劑量大?。狠椛鋵?dǎo)致的白內(nèi)障； 2、隨機(jī)性效應(yīng) 不存在發(fā)生效應(yīng)的劑量閾值，但發(fā)生幾率與受照劑 量大小有關(guān)：誘發(fā)腫瘤與遺傳效應(yīng)。 CT掃描一般要比普通X射線(xiàn)檢查劑量大， 照射劑量的增加導(dǎo)致輻射誘發(fā)癌癥等隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生幾率增加。,三、CT掃描受檢者的輻射劑量表達(dá),CT劑量指數(shù)(CT Dose Index, CTDI)是CT設(shè)備輻射劑量特性的實(shí)用表征量。 1981年首次由Shope 提出后,先后被FDA、IEC、CEC、IAEA

3、等多個(gè)權(quán)威組織所定義并采用。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)亦采用此概念。 目前國(guó)際上對(duì)CT劑量的表征量和測(cè)量方法(包括模體種類(lèi)) 未有一致意見(jiàn), ICRP 亦指出為避免混淆,應(yīng)明確各種CTDI定義的區(qū)別： CTDI100：-50mm+50mm； CTDIFDA：-7T+7T; CTDIair：-+ 三者的區(qū)別主要在于劑量曲線(xiàn)積分長(zhǎng)度、有無(wú)模體、及何種模體。,目前公認(rèn)的CTDI有以下三個(gè)： 1、CT劑量指數(shù)100（CTDI100）； 2、加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）； 3、容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）。 三個(gè)指數(shù)并不直接表征各種CT掃描所致受檢者的劑量，但與受檢者劑量密切相關(guān)。與吸收劑量有相同的量綱，以毫

4、戈瑞（mGY）為單位。,三、CT掃描受檢者的輻射劑量表達(dá),1、CT劑量指數(shù)100（CTDI100）,CTDI100是迄今廣泛應(yīng)用的最基本的反映CT掃描劑量特征的表征量，可用于統(tǒng)一比較CT機(jī)性能。 定義：CT旋轉(zhuǎn)一周，將平行與旋轉(zhuǎn)軸（Z軸，即垂直于斷層平面）的劑量分布D（Z）沿Z軸從-50mm到+50mm積分，除以層厚T與掃描斷層數(shù)N的乘積之商。即：,CTDI100可用熱釋光探測(cè)器(TLD)，在專(zhuān)用的TLD插件中進(jìn)行各點(diǎn)劑量分布的測(cè)量，進(jìn)而得出劑量分布曲線(xiàn)D(z)，再依劑量分布曲線(xiàn)的半高寬(Full Width at Half Maximum，F(xiàn)WHM)通過(guò)擬合計(jì)算求得CTDI。 CTDI100

5、采用積分區(qū)間從-50 mm到+50 mm，舍棄原先從-7T到+7T等多種定義，可用有效長(zhǎng)度正好為100 mm的筆形電離室在通用標(biāo)準(zhǔn)劑量模體中方便地測(cè)量到，從而方便進(jìn)行CT機(jī)的驗(yàn)收與經(jīng)常性的質(zhì)量控制檢測(cè)等。 CTDI100這個(gè)最基本的表征量反映的是在標(biāo)準(zhǔn)甲基丙烯酸甲酯模體中測(cè)得某點(diǎn)空氣中沉積的X射線(xiàn)能量。,1、CT劑量指數(shù)100（CTDI100）的測(cè)量,2、加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）,加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）反映掃描平面中的平均劑量。 CTDI100(中心)為在模體中心位置上的測(cè)量值； CTDI100(外周)表示在模體周邊四個(gè)不同位置上(至少以90為間隔的模體表面下10 mm處)測(cè)量值

6、的平均值。 加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）已被選來(lái)作為CT診斷醫(yī)療照射的指導(dǎo)（參考）水平的表征量之一。 可以反映多層連續(xù)掃描的平均劑量（pitch=1時(shí)），但對(duì)于不連續(xù)的多層掃描， CTDIW不能準(zhǔn)確反映其平均劑量。,2、加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）的測(cè)量,目前普遍采用的與有效長(zhǎng)度100 mm筆形電離室檢測(cè)儀器配套的標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃劑量模體，分頭部模體(直徑160 mm)與軀干模體(直徑320 mm)兩種，均呈長(zhǎng)度為140 mm的圓柱體狀，模體中心及其四周表面下10 mm處都有專(zhuān)用的檢測(cè)電離室插孔(該孔不測(cè)量時(shí)即插入組織等效的有機(jī)玻璃棒)。,3、容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）,螺旋CT問(wèn)世后

7、，需要考慮螺距對(duì)掃描劑量的影響： CT螺距（因子）=d/NT d為X射線(xiàn)管每旋轉(zhuǎn)一周診視床移動(dòng)的距離； N為一次旋轉(zhuǎn)掃描產(chǎn)生的斷層數(shù)； T為掃描層厚 CTDIvol CTDIwCT螺距（因子）（NT/d） CTDIw 容積CT劑量指數(shù)CTDIvol反映整個(gè)掃描容積中的平均劑量。,CTDI100、 CTDIw 與 CTDIvol 的關(guān)系,容積CT劑量指數(shù)CTDIvol可由加權(quán)CT劑量指數(shù)CTDIw求得，而CTDIw則是劑量模體中心位置與周邊四個(gè)不同位置CTDI100測(cè)量值的加權(quán)結(jié)果。因此： CTDI100反映的是CT標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量模體中某一點(diǎn)所沉積的X射線(xiàn)能量； CTDIw描述CT所掃描某一斷層平面上

8、的平均劑量狀況； CTDIvol是描述多排(層)螺旋CT在整個(gè)掃描容積范圍內(nèi)的平均輻射劑量。,四、劑量長(zhǎng)度乘積（Dose Length Product, DLP),DLP評(píng)價(jià)受檢者一次完整CT 掃描的總的輻射劑量。 1.序列掃描DLP(單位：mGycm)表達(dá)為： DLP=inCTDIwnTNC i為X-CT掃描序列數(shù)； N為旋轉(zhuǎn)圈數(shù)； nT為每旋轉(zhuǎn)一圈的標(biāo)稱(chēng)限束準(zhǔn)直寬度(cm)； C為X射線(xiàn)管每旋轉(zhuǎn)一周的管電流與曝光時(shí)間之積(mAs)； nCTDIw則表示與所用管電壓和總標(biāo)稱(chēng)限束準(zhǔn)直寬度相對(duì)應(yīng)的歸一的加權(quán)CT劑量指數(shù)(mGymA-1s-1)。 2.螺旋掃描DLP可方便地表達(dá)為： DLP=CTD

9、IvolL CTDIvol為多排(層)螺旋CT掃描的容積CT劑量指數(shù)； L為沿Z軸的掃描長(zhǎng)度。,五、組織或器官的吸收劑量（D）,受檢者的輻射劑量終將落實(shí)到有關(guān)各組織或器官的吸收劑量(D)， 組織或器官的吸收劑量是X射線(xiàn)積在受檢者單位質(zhì)量組織或器官里的能量。 單位: Gy, 1 Gy=1焦?fàn)柷Э?1(Jkg-1) 100c Gy=100rad 組織或器官的吸收劑量的嚴(yán)格定義是物理意義上的點(diǎn)量，即吸收劑量是指致電離輻射授予某一體積元內(nèi)物質(zhì)的平均能量除以該體積元內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量而得的商。即：,組織或器官的吸收劑量是最完整地表征受檢者所接受的X射線(xiàn)照射的量，然而大多數(shù)情況下是不可能直接測(cè)量的，通過(guò)體模模擬

10、研究可以解決： 用仿真人體模型，借助TLD和其它發(fā)光劑量計(jì)等探測(cè)器，測(cè)量受檢者組織或器官的吸收劑量及其分布，采用蒙特卡羅(Monte Carlo)方法運(yùn)算，估算組織或器官的吸收劑量。 吸收劑量的生物效應(yīng)決定于射線(xiàn)的種類(lèi)和照射條件。如相同的吸收劑量， 射線(xiàn)對(duì)生物體危害比X線(xiàn)大20倍。在輻射防護(hù)中，將個(gè)人或集體實(shí)際接 收的或可能接收的吸收劑量根據(jù)組織生物效應(yīng)加權(quán)修正，經(jīng)修正后的吸收劑量在放射防護(hù)中稱(chēng)為當(dāng)量劑量。 當(dāng)量劑量的單位與吸收劑量一樣，即焦?fàn)柷Э?1(Jkg-1)，專(zhuān)名是Sv， 1Sv=lJkg -1 （=1 Gy）,四、組織或器官的吸收劑量（D）的估算,比較不同類(lèi)型放射學(xué)檢查的相對(duì)電離輻射風(fēng)險(xiǎn)，并且考慮到不同組織或器官的不同輻射敏感性時(shí)，采用以希沃特(Sivert，Sv)為單位的有效劑量E來(lái)表征。 全身有效劑量是一個(gè)反映非均勻照射歸一到全身照射危險(xiǎn)度的劑量參數(shù)。 有效劑量(Effective Dose)專(zhuān)指當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)性效應(yīng)(例如輻射誘發(fā)的癌癥等)時(shí)，在全身非均勻照射的情況下，人體所有組織或器官的當(dāng)量劑量的加權(quán)總和。 即： E=WTHT HT為組織或器官T所受的當(dāng)量劑量；WT為T(mén)的組織權(quán)重因子 有效劑量是器官和/或組織的當(dāng)量劑量按各組織權(quán)重因子加權(quán)之和。,五、全