CT辐射剂量的表达 .
CT辐射剂量的表述,For internal use only,一、X射线及与人体的相互作用,1、X射线的本质： 是一种电磁波，是具有电磁波和光量子双重特性的一种特殊物质。 波长为1010-3nm,介于紫外线与射线之间;频率很高,在3101631020Hz之间。 2、x线与人体的相互作用： X线光子与人体组织的原子相互作用，导致通过人体后X线的强度衰减。 原因： 1.不变散射 光子与电子碰撞只改变了方向而能量不变； 2.康普顿散射 光子与自由电子或原子中束缚得不太紧的电子碰撞，将其一部分 能量传递给电子，使电子脱出原子成为反冲电子，光子则因损失 能量成为能量更小的光子，且改变运动方向； 3.光电吸收 光电作用导致X线光子及其能量在作用处被吸收。,二、电离辐射的生物学效应,电离辐射的两大生物学效应： 1、确定性效应 具有较大剂量阈值才会发生，且其严重程度取决于 受照剂量大小：辐射导致的白内障； 2、随机性效应 不存在发生效应的剂量阈值，但发生几率与受照剂 量大小有关：诱发肿瘤与遗传效应。 CT扫描一般要比普通X射线检查剂量大， 照射剂量的增加导致辐射诱发癌症等随机效应的发生几率增加。,三、CT扫描受检者的辐射剂量表达,CT剂量指数(CT Dose Index, CTDI)是CT设备辐射剂量特性的实用表征量。 1981年首次由Shope 提出后,先后被FDA、IEC、CEC、IAEA 等多个权威组织所定义并采用。我国国家标准亦采用此概念。 目前国际上对CT剂量的表征量和测量方法(包括模体种类) 未有一致意见, ICRP 亦指出为避免混淆,应明确各种CTDI定义的区别： CTDI100：-50mm+50mm； CTDIFDA：-7T+7T; CTDIair：-+ 三者的区别主要在于剂量曲线积分长度、有无模体、及何种模体。,目前公认的CTDI有以下三个： 1、CT剂量指数100（CTDI100）； 2、加权CT剂量指数（CTDIW）； 3、容积CT剂量指数（CTDIvol）。 三个指数并不直接表征各种CT扫描所致受检者的剂量，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。,三、CT扫描受检者的辐射剂量表达,1、CT剂量指数100（CTDI100）,CTDI100是迄今广泛应用的最基本的反映CT扫描剂量特征的表征量，可用于统一比较CT机性能。 定义：CT旋转一周，将平行与旋转轴（Z轴，即垂直于断层平面）的剂量分布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：,CTDI100可用热释光探测器(TLD)，在专用的TLD插件中进行各点剂量分布的测量，进而得出剂量分布曲线D(z)，再依剂量分布曲线的半高宽(Full Width at Half Maximum，FWHM)通过拟合计算求得CTDI。 CTDI100采用积分区间从-50 mm到+50 mm，舍弃原先从-7T到+7T等多种定义，可用有效长度正好为100 mm的笔形电离室在通用标准剂量模体中方便地测量到，从而方便进行CT机的验收与经常性的质量控制检测等。 CTDI100这个最基本的表征量反映的是在标准甲基丙烯酸甲酯模体中测得某点空气中沉积的X射线能量。,1、CT剂量指数100（CTDI100）的测量,2、加权CT剂量指数（CTDIW）,加权CT剂量指数（CTDIW）反映扫描平面中的平均剂量。 CTDI100(中心)为在模体中心位置上的测量值； CTDI100(外周)表示在模体周边四个不同位置上(至少以90为间隔的模体表面下10 mm处)测量值的平均值。 加权CT剂量指数（CTDIW）已被选来作为CT诊断医疗照射的指导（参考）水平的表征量之一。 可以反映多层连续扫描的平均剂量（pitch=1时），但对于不连续的多层扫描， CTDIW不能准确反映其平均剂量。,2、加权CT剂量指数（CTDIW）的测量,目前普遍采用的与有效长度100 mm笔形电离室检测仪器配套的标准有机玻璃剂量模体，分头部模体(直径160 mm)与躯干模体(直径320 mm)两种，均呈长度为140 mm的圆柱体状，模体中心及其四周表面下10 mm处都有专用的检测电离室插孔(该孔不测量时即插入组织等效的有机玻璃棒)。,3、容积CT剂量指数（CTDIvol）,螺旋CT问世后，需要考虑螺距对扫描剂量的影响： CT螺距（因子）=d/NT d为X射线管每旋转一周诊视床移动的距离； N为一次旋转扫描产生的断层数； T为扫描层厚 CTDIvol CTDIwCT螺距（因子）（NT/d） CTDIw 容积CT剂量指数CTDIvol反映整个扫描容积中的平均剂量。,CTDI100、 CTDIw 与 CTDIvol 的关系,容积CT剂量指数CTDIvol可由加权CT剂量指数CTDIw求得，而CTDIw则是剂量模体中心位置与周边四个不同位置CTDI100测量值的加权结果。因此： CTDI100反映的是CT标准测量模体中某一点所沉积的X射线能量； CTDIw描述CT所扫描某一断层平面上的平均剂量状况； CTDIvol是描述多排(层)螺旋CT在整个扫描容积范围内的平均辐射剂量。,四、剂量长度乘积（Dose Length Product, DLP),DLP评价受检者一次完整CT 扫描的总的辐射剂量。 1.序列扫描DLP(单位：mGycm)表达为： DLP=inCTDIwnTNC 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)； nCTDIw则表示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(mGymA-1s-1)。 2.螺旋扫描DLP可方便地表达为： DLP=CTDIvolL CTDIvol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。,五、组织或器官的吸收剂量（D）,受检者的辐射剂量终将落实到有关各组织或器官的吸收剂量(D)， 组织或器官的吸收剂量是X射线积在受检者单位质量组织或器官里的能量。 单位: Gy, 1 Gy=1焦尔千克-1(Jkg-1) 100c Gy=100rad 组织或器官的吸收剂量的严格定义是物理意义上的点量，即吸收剂量是指致电离辐射授予某一体积元内物质的平均能量除以该体积元内物质的质量而得的商。即：,组织或器官的吸收剂量是最完整地表征受检者所接受的X射线照射的量，然而大多数情况下是不可能直接测量的，通过体模模拟研究可以解决： 用仿真人体模型，借助TLD和其它发光剂量计等探测器，测量受检者组织或器官的吸收剂量及其分布，采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法运算，估算组织或器官的吸收剂量。 吸收剂量的生物效应决定于射线的种类和照射条件。如相同的吸收剂量， 射线对生物体危害比X线大20倍。在辐射防护中，将个人或集体实际接 收的或可能接收的吸收剂量根据组织生物效应加权修正，经修正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一样，即焦尔千克-1(Jkg-1)，专名是Sv， 1Sv=lJkg -1 （=1 Gy）,四、组织或器官的吸收剂量（D）的估算,比较不同类型放射学检查的相对电离辐射风险，并且考虑到不同组织或器官的不同辐射敏感性时，采用以希沃特(Sivert，Sv)为单位的有效剂量E来表征。 全身有效剂量是一个反映非均匀照射归一到全身照射危险度的剂量参数。 有效剂量(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，在全身非均匀照射的情况下，人体所有组织或器官的当量剂量的加权总和。 即： E=WTHT HT为组织或器官T所受的当量剂量；WT为T的组织权重因子 有效剂量是器官和/或组织的当量剂量按各组织权重因子加权之和。,五、全身有效剂量(E),螺旋CT的有效剂量：利用CTDIvol及其扫描长度L计算出剂量长度乘积DLP，再乘以特定的转换系数k来估计出有效剂量E： E=kDLP 转换系数k(mSvmGy-1cm-1) 与检查部位有关。,五、全身有效剂量(E),Siemens Computed Tomography. Always Thinking Ahead.,
