1、 1CT 设备剂量的测量与分析余晓锷 冯晓刚 林意群 林木炎 【 摘要 】目的 测量 CT 设备的辐射剂量。方法 采用美国 Radical 公司生产的 CT 剂量测试套件对 9 台东芝 300S 型 CT 机剂量进行测试，并对测试结果进行了分析。结果 （1）9 台设备的CTDI 值均在允许范围之内，但有 3 台设备的头部中心 CTDI 值位于临界状态。（2）东芝 300S 机型的头部表面最大剂量点位于 12 点位置。结论 在 CT 设备应用中必须对 CT 剂量加以控制，以最小的代价获得尽可能好的图像质量。【 关键词 】 X 射线计算机断层扫描系统 剂量 图像质量 The measurement
2、 and analysis for CT dose Yu Xiaoe , Feng Xiaoe , Lin Yiqun , Lin Muxan Department of BME,The First Military Medical University, Guangzhou 510515 【 Abstract 】 Objective to measure patient dose of CT. Methods the dose phantom developed by the Radical Company of U.S.A was used to measure dose for SCT-
3、300S CT computed tomography, and the results were analyzed. Results (1)all the CTDI results are qualified ,but 3 of them has not nearly up to the standards.(2)the maximum dose point is located in the top of the phantom. Conclusion CT doses must be controlled to get good image quality to the greatest
4、 extent with least cost.【 Key words 】 X-ray computed tomography Dose Image quality在 CT 设备中，剂量大小不仅影响图像质量，而且还与病人的健康息息相关，因此，对 CT 剂量的测量和评价度是十分重要的。放射界所应考虑的问题之一就是用可容许的最小 X 线剂量，在低对比分辨力的影像中能看到最小的病灶。材料与方法1.检测设备：设备组成是由美国 Radical 公司生产的 model 2026C 剂量读数仪、20X6-3CT 笔形电离室以及剂量体模组成。笔形电离室长 14cm(有效长度 10cm)，直径1.2cm。剂量体
5、模为直径 16cm（20CT6 ）的头模，体模由均匀的有机玻璃组成。在体模的中心和近表层位置分布有若干测试孔，孔的直径与电离室的直径一致，边缘孔的中心离测试表面 1cm，相互间隔为 900，分别用于测试中心和表面剂量。2.检测方法：将16cm 剂量头模置于诊视床上移至机架扫描孔中心位置，体模轴线与扫描面垂直，将电离室探头插入头模中心孔，在测量中不用的孔要紧紧地插入与测试体模相同的材料插件；选择头部常规扫描条件对头模中心层面进行单层扫描，记录剂量仪上的剂量读数，在相同条件下再对该层面作两次单层扫描，记录读数，将电离室探头按顺时针顺序依次插入体模距表层 1cm 处的各小孔，分别测量这几处的剂量，测
6、量条件同前，每个位置扫描三次，记录读数。3.受检设备：为了对设备结果参数具有可比性，9 台设备均为东芝 TCT-300S，选用头部扫描条件。具体测试条件见表一。作者单位：510515 广州市，第一军医大学生物医学工程系2表 1 受检设备测试条件mA Kv 扫描时间 算法 层厚 扫描角度 重建矩阵 照射野80 120 4.5s Std. 10mm 3600 512512 240mm结果检测结果见表 2。表中分别列出了体模中心、上、下、左、右 5 个位置点的剂量值（用 CTDI 表示），为了便于剂量相关因素的分析，同时给出了检测条件和与剂量关系比较大的设备噪声值。表中所列球管曝光次数为测量时球管已
7、曝光次数。军队暂行 CT 规范规定头部中心 CTDI 不得大于 50 mGy，头部表面最大剂量不得大于 80 mGy，因此 9 家医院设备的剂量均未超标。但是有 3 家医院头部中心剂量处于临界状态。从结果表中还可以看出东芝 300S 型 CT 机表面最大剂量点在上部 12 点的位置。表 2 9 台东芝 300S 中心和表面各点的 CTDI 值设备序号曝光次数（万次） 中心 上 下 左 右噪声（% ）1 3 42.8 48.8 46.6 38.8 39.1 0.242 10 40.5 47.3 39.1 36.8 40.3 0.233 39 34.0 37.3 33.8 31.7 31.5 0.
8、294 8.5 49.8 58.3 48.0 45.1 49.3 0.255 9 49.2 52.9 49.1 48.7 47.8 0.266 30 41.4 47.9 38.5 37.2 41.9 0.277 18 49.3 54.7 46.3 47.3 49.8 0.228 17 47.1 49.8 47.4 47.0 44.2 0.299 2 40.8 48.7 39.7 35.5 39.3 0.28讨论1.关于 CT 剂量检测方法 1-2：CT 剂量的测试方法有电离室法、热释光剂量和胶片剂量计。其中笔形电离室法测量剂量是目前最好的一种方法。这种方法正逐步普及。胶片剂量计方法已渐渐淘汰。
9、应该注意的是常规用于放射诊断中的电离室不适用于CT 剂量的测量。因为（1 ）要保证剂量率测量足够的灵敏度，电离室尺寸必须足够大，而 CT 剂量分布在几个毫米内有很大变化，特别对薄层扫描，因此这种普通电离室不适用；（2）CT 扫描剂量测量需要在体表和体内多处测量，而普通电离室仅在一个点上测量，满足不了测量 CT 剂量分布要求。2.关于剂量的表达方法 2。文中剂量值是用 CTDI 来表示的。CTDI 的表达式为： 5010)(/(zcmdDTCI式中 z 为沿垂直于断层面上的某一位点 z，D (Z)为 z 点剂量；T 为标称层厚；在测量中是把笔形电离室依次插入各个待测剂量点的圆孔内，测出的是介质的
10、吸收剂量。在测试中从剂量仪读出的数据是以毫伦（mR）为单位，把它转换为 CTDI 值，必须除以层厚值再乘以每个位置点的校准因子，然后转换为以毫戈瑞（mGy）为单位的数据。其3中的校准因子是由北京市剂量科学研究所对剂量测试体模标定而得，本测试头模的中心、上、下、左、右四个位置点的校准因子分别为 8.97、9.12、9.04、8.96、8.82。3.CT 剂量值最大点位置。CT 剂量最大点位置不能一概而论，由 CT 机的结构设计而定。由实验结果数据，可知东芝 300S 型号的 CT 机在 3600旋转分布（曝光时间4.5s）条件下最大剂量点在 12 点位置，在 1800非对称旋转分布（曝光时间 2
11、.7s）时最大剂量点在四点半位置。4.影响 CT 剂量的主要因素。影响 CT 的主要因素可以用下式表示 3：2cSSDBmAskvpD上式说明，单次扫描剂量 Ds随管电压、X 线束的滤过、毫安秒（mAs）、焦点与皮肤距离（SSD）和病人衰减因素而改变。指数 C 随滤过类型和形状而变，B 是病人传递因素，躯体小的病人 B 较大，SSD 与 CT 机的设计有关。5.剂量对 CT 性能参数的影响。在 CT 设备中，我们关注剂量值的大小，不仅因为剂量超标对受检病人有害，而且剂量值的选取还影响 CT 设备的性能参数：剂量对噪声的影响。剂量对噪声的影响，其数学关系可用 Brooks 公式 4描述：03hD
12、Wk式中：为标准噪声偏差；k 为描述剂量探测效率的常数；为人体衰减因子，；为平均线束衰减系数；d 为物体厚度；W 为象素宽度； h 为断层厚度；eD0 为入射皮肤表面剂量的最大值。上式可以说明各种因素的权衡情况，当噪声减少一倍时，剂量就要增加四倍；如噪声不变，象素宽度减少一半，则剂量要增加八倍；或噪声不变，断层厚度降为一半时，剂量要增加两倍。也就是说，噪声应限制在病理学所必须的合理范围内，否则病人的射线负荷太大。6.有关 CT 设备中 X 射线球管的考虑。球管质量的好坏直接影响到 CT 剂量的质量。衡量球管的老化并非是球管的曝光次数（在结果表中我们可以看到有一设备球管曝光39 万次，但设备各项
13、参数还很稳定），而是其出射的 X 射线是否影响 CT 性能参数，主要表现是噪声明显增加，密度分辨率明显降低，导致图像质量恶化，实际上也是投影数据信噪比的下降。这时应更换新的 X 线管，以保证图像质量。在 CT 剂量测量过程中，发现如果球管老化则在同一参数设置条件测试的剂量极不稳定，测试的剂量值忽大忽小。如果是螺旋 CT，则螺旋扫描根本无法进行。但 CT 球管本身是消耗部件，曝光次数总是有限，球管的价格又比较昂贵，因此，在设备的运作过程中，可以采取一些措施保护球管，延长球管的寿命，其根本原则是在图像质量能够很好地满足临床诊断的前提下，降低剂量值。由表 2 可知，在测量条件一致的情况下，球管曝光次
14、数超过一定的数值，则剂量值要略微低一些，因此在球管使用后期，可以略微增大毫安值和曝光时间，以确保剂量能够达到临床诊断要求。参考文献1 Arata Suzuki ,Marcia N.Suzuki. Use of a pencil-shaped ionization chamber for measurement of exposure resulting from a computed tomography scan. Med.Phys 1978 ,5:536-5392 尉可道. CT 剂量的测量及其表达.中华放射医学与防护杂志，1997，17：347-3513 American Association of Physicists in Medicine by the American Institute of Physics .Specification and acceptance testing of computed tomography scanner; Report NO.39 .New York 1993,52-564 孙良洲 医用 X 线 CT 图象质量评价与控制.中国医疗器械杂志,1995,19:303-307
