CT輻射劑量的表達(dá)

CT輻射劑量的表述Forinternaluseonly現(xiàn)在是1頁\一共有17頁\編輯于星期日一、X射線及與人體的相互作用1、X射線的本質(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10~10-3nm,介于紫外線與γ射線之間;頻率很高,在3×1016~3×1020Hz之間。2、x線與人體的相互作用：X線光子與人體組織的原子相互作用，導(dǎo)致通過人體后X線的強(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.光電吸收－光電作用導(dǎo)致X線光子及其能量在作用處被吸收。現(xiàn)在是2頁\一共有17頁\編輯于星期日二、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?，F(xiàn)在是3頁\一共有17頁\編輯于星期日三、CT掃描受檢者的輻射劑量表達(dá)CT劑量指數(shù)(CTDoseIndex,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)未有一致意見,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積分長(zhǎng)度、有無模體、及何種模體?，F(xiàn)在是4頁\一共有17頁\編輯于星期日目前公認(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，以毫戈瑞（mGY）為單位。三、CT掃描受檢者的輻射劑量表達(dá)現(xiàn)在是5頁\一共有17頁\編輯于星期日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：現(xiàn)在是6頁\一共有17頁\編輯于星期日CTDI100可用熱釋光探測(cè)器(TLD)，在專用的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D(z)，再依劑量分布曲線的半高寬(FullWidthatHalfMaximum，F(xiàn)WHM)通過擬合計(jì)算求得CTDI。CTDI100采用積分區(qū)間從-50mm到+50mm，舍棄原先從-7T到+7T等多種定義，可用有效長(zhǎng)度正好為100mm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射線能量。1、CT劑量指數(shù)100（CTDI100）的測(cè)量現(xiàn)在是7頁\一共有17頁\編輯于星期日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10mm處)測(cè)量值的平均值。加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）已被選來作為CT診斷醫(yī)療照射的指導(dǎo)（參考）水平的表征量之一?？梢苑从扯鄬舆B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?，F(xiàn)在是8頁\一共有17頁\編輯于星期日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100mm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160mm)與軀干模體(直徑320mm)兩種，均呈長(zhǎng)度為140mm的圓柱體狀，模體中心及其四周表面下10mm處都有專用的檢測(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)?，F(xiàn)在是9頁\一共有17頁\編輯于星期日3、容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）螺旋CT問世后，需要考慮螺距對(duì)掃描劑量的影響：CT螺距（因子）=Δd/N·TΔd為X射線管每旋轉(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＝CTDIw／CT螺距（因子）＝（N·T/Δd）×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?，F(xiàn)在是10頁\一共有17頁\編輯于星期日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射線能量；CTDIw描述CT所掃描某一斷層平面上的平均劑量狀況；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?，F(xiàn)在是11頁\一共有17頁\編輯于星期日四、劑量長(zhǎng)度乘積（DoseLengthProduct,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：mGy·cm)表達(dá)為：DLP=i∑nCTDIw·nT·N·C

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)稱限束準(zhǔn)直寬度(cm)；C為X射線管每旋轉(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)(mGy·mA-1·s-1)。2.螺旋掃描DLP可方便地表達(dá)為：DLP=CTDIvol×LCTDIvol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?，F(xiàn)在是12頁\一共有17頁\編輯于星期日五、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射線積在受檢者單位質(zhì)量組織或器官里的能量。單位:Gy,1Gy=1焦?fàn)枴でЭ?1(J·kg-1)100cGy=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：現(xiàn)在是13頁\一共有17頁\編輯于星期日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，通過體模模擬研究可以解決：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(MonteCarlo)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)決定于射線的種類和照射條件。如相同的吸收劑量，α射線對(duì)生物體危害比X線大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)中稱為當(dāng)量劑量。當(dāng)量劑量的單位與吸收劑量一樣，即焦?fàn)枴でЭ?1(J·kg-1)，專名是Sv，

1Sv=lJ·kg-1

（=1Gy）四、組織或器官的吸收劑量（D）的估算現(xiàn)在是14頁\一共有17頁\編輯于星期日比較不同類型放射學(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(EffectiveDose)專指當(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=∑WT·HT

HT為組織或器官T所受的當(dāng)量劑量；WT為T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、全身有效劑量(E)

現(xiàn)在是15頁\一共有17頁\編輯于星期日螺旋CT的有效劑量：利用C