X射线计算机体层摄影(X-CT)在临床放射学诊断中有着重要的作用, 为广大患者的疾病诊治提供了方便, 各种不同性能的X-CT设备应用越来越多, 发展非常迅速, 应用面从乡镇医院到国家级医院, 设备从普通X-CT到高速螺旋X-CT, 其绝对数已经居世界各国第3位, 在所有X射线诊断设备中占5.6%^[1], 1998年年检查频率14.09/千人^[2]。由此而来的患者、公众、放射工作人员接受的辐射剂量也相应增加。Imhof H等报导^[3]美国和欧洲的X-CT检查占所有放射检查的3%~5%, 但辐射剂量却占到患者总辐射剂量的35%~45%。各国和一些国际组织对CT检查剂量与防护都非常重视, 纷纷展开调查研究, 以使这一技术能为广大患者的疾病诊治发挥最大的作用, 同时给各类人员增加最少的辐射剂量。

1 我国X-CT应用情况调查

1998~2000年, 由卫生部工业卫生实验所牵头, 在全国范围内开展了“九五”期间全国医疗照射水平调查研究^[4], 调查结果表明^[1]在我国, 各种X射线诊断检查中, X-CT设备数量增加最快, X-CT检查的频率增长最大^[4]。到1998年, 我国X-CT设备数量达到3 712台, 每百万人口3.01台, 达到Ⅱ类医疗保健水平国家。部分省市还开展了CT剂量指数的调查研究^[5~8], 其结果显示, 大部分CT剂量指数低于《国际电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(IBSS)推荐的相应指导水平(50 mGy)。对于其合理应用情况, 国内许多学者开展CT检查阳性率等方面的调查, 据崔殿文等报道, 头颅CT检查阳性率为26.4%^[9]。邓大平等人^[10]开展了各种CT检查的阳性率调查, 抽样调查了省、地(市)级医院共7家, 分析统计了半年的各种CT检查共18 064例, 其总阳性率为47.97%, 头部CT检查为34.32%, 胸部(肺)为70.46%, 腹部(肝) 63.12%, 泌尿系统为58.67%, 椎体检查为73.94%。其中以头部检查频数最高而阳性率最低, 并在调查研究的基础上提出了X射线CT检查合理化应用措施。上述文献表明, 我国X射线CT检查中, 还存在许多不合理的应用, 有一定的盲目性和随意性, 频率最高的头颅检查的阳性率最低, 大部分患者接受了无意义的检查。

2 X射线CT检查的剂量和测试方法

对于CT检查的剂量的研究较多, 主要研究辐射场的分布及患者接受的剂量测试和研究。

2.1 CT检查场所剂量分布

CT检查场所, 由于其结构特征, 其剂量分布沿诊视床呈现“8”型。林春培等人^[11]实地测试了5个临床应用的CT扫描室的辐射场, 结果表明, 以扫描架开口处的有用线束中心与标高1 m的平面交叉处为原点, 诊视的长轴方向为0°, CT扫描室内最大剂量点出现在0.5 m处, 在角度分布上较高剂量点出现在0°、45°、135°、225°、315°, 而以90°、270° (扫描架两侧)为最小。杨广泽比较了CT与DSA的辐射场, 比较结果说明DSA场的剂量呈现距离平方反比关系, 而CT辐射场没有这个趋势^[12]。上述的研究指出CT检查的防护重点为机房的设计和患者及扶携者的防护提供了技术指导。

2.2 患者剂量测试与研究

在患者接受辐射剂量方面, 目前主要从三个方面进行, 即CT剂量指数(CTDI)、体表照射量、有效剂量和器官剂量, 国际主要采用CT剂量指数。

2.2.1 CT剂量指数(CTDI)的研究

CT剂量指数(CTDI)与多层扫描平均剂量(MSAD)均为表征患者剂量的性能参数。IEC定义为:沿垂直于断层平面从-d到+d对剂量曲线积分, 除以标称层厚(T)与单次扫描层数(N)的乘积所得的商。

公式中的积分限为根据目前普通应用的电离室的长度, 积分区间取-50 mm到+50 mm。

国际原子能机构(IAEA)等组织发布的《国际电离辐射防护和辐射源安全的基本标准》中推荐了CT检查的MSAD指导水平^[13], CT检查MSAD的指导水平为50 mGy。

对CTDI的测量通常采用热释光剂量计和笔型电离室, 国内多用后者, 文献报道的测量结果^{[14, 15, 8, 16]}表明, 大多数医疗机构CT检查剂量指数(CTDI)小于50 mGy, 也有少数超过这个水平, 赵兰才^[17]等人认为, 在使用CT检查的照射实践中, 剂量学指标应首先服从于影像质量保证要求, 随着CT机日益向功能化发展, 在某些特殊的诊断检查中需要较大剂量的照射, 应被视为允许, 此外, 过低的剂量将严重影响空间分辨力及低对比度分辨力等性能指标, 因此, 从剂量分布数据并结合临床照片评估结果分析, CT剂量指数应保持在20~50 mGy为宜。程祺钧^[18]等还测试分析了用热释光剂量计和100 mm活性长度笔型电离室对层厚分别大于和小于7 mm的扫描测量结果差异, 认为应对不同层厚的扫描做适当的修正。

2.2.2 体表照射剂量的测试与分析

CT扫描检查时, 体表照射量也是反映患者接受电离辐射剂量的一个重要指标, McCullough EC等报道^[19]当CT球管360°旋转扫描时, 所扫描的范围内的体表照射量是均匀分布的, 因此在放射防护检测时体表的照射量测试可在扫描范围内选取易于测量的参考点上进行。其值的大小与使用的扫描条件、层厚等参数是紧密相关的。侯金鹏等人^[20]用热释光剂量计在分布测试带中测试了数百例患者的体表照射量, 结果表明头颅扫描时体表照射量的中位值为9.93×10^-4 C·kg^-1, 胸部扫描5.70×10^-4 C·kg^-1, 肝腹部为6.54×10^-4C·kg^-1, 同时还分析测试了扫描范围外的散射线剂量与直射线剂量的比值, 并用等效仿真人体模型测试了体表照射量与器官剂量和有效剂量的比值。林春培等^[21]用非均匀仿真人体模型测试了5种常见CT检查时受检者体表照射量与器官吸收剂量, 有效剂量及其剂量转换系数, 其结果与前述结果基本一致。

2.2.3 有效剂量和器官剂量

利用ICRP60号出版物推荐的组织权重因子和辐射权重因子, 用仿真人体模型来测试CT检查中患者有效剂量和器官剂量, 是学者们多采用的方法, 也有学者采用权重CT剂量学指数(CTDIw)和剂量长度乘积来估算CT检查病人的器官剂量和有效剂量^{[22, 23]}。还可以利用计算机软件, 例如用意大利Cyberqual公司研制的P-dose/CT计算机软件计算病人器官剂量和有效剂量, 计算依据是ICRP60号出版物, 计算器官剂量采用英国NRPB报道的方法, 即用蒙特—卡罗技术模拟旋转X射线束在人体数学模型中光子的吸收和散射计算出CT扫描器官剂量归一化转换因子。林春培等人^[21]利用仿真人体模型测试5种CT检查的器官剂量和有效剂量, 结果表明不同的检查其器官剂量和有效剂量相差较大, 以头颅检查的有效剂量为最小(男1.25 mSv, 女1.22 mSv), 盆腔检查为最大(男15.89 mSv, 女9.34 mSv), 侯金鹏等人^[22]同样方法的结果为:头颅CT检查有效剂量为0.74 mSv, 胸部检查为3.64 mSv, 腹部检查为3.25 mSv, 文献报道结果的差异部分是由于选择的扫描条件差异造成的。贾明轩等人^[24]用热释光剂量计测试CT剂量学指数, 利用蒙—卡技术计算出的CT扫描器官剂量归一化转换因子, 以及检查过程中使用的扫描条件计算了6种常规检查的病人器官剂量和有效剂量:头颅检查的有效剂量为0.7 mSv, 腹部为4.05 mSv, 胸部为5.29 mSv, 颈椎为0.76 mSv, 腰椎为4.16 mSv, 骨盆为7.68 mSv, 其数值和侯金鹏等人的结果接近。

3 CT检查的防护

CT检查时, 由于使用的投照条件比普通X射线诊断检查使用的要高, 因此CT机房的防护厚度应比普通X射线机房厚。同时CT检查时准直系统准直性能较好, 照射野的控制比普通X射线诊断检查精确, 因此在防护上有其特点。随着CT设备功能的越来越强大, 放射防护界对CT检查的防护非常重视, 国际放射防护委员会专门为控制CT检查的剂量发布一份出版物^[25]从CT检查频率增加、CT检查剂量的增加、为了减少病人剂量各类人员应该采取的行动做了专门的论述, 国内放射防护机构也纷纷调查了CT检查的防护现状, 并在防护方面进行研究探讨。茅佩兰等^[15]在贵州省开展的防护设施的防护性能调查表明, 放射工作人员的放射防护基本都达到了相关标准的要求, 但对于受检者和其他相关人员的防护不尽人意。赵修义等^[26]从病人的护理准备、防护措施、医生的责任、质量保证计划等方面论述了在CT检查中应采取的措施。邓大平等^[10]用仿真人体模型, 采用0.5 mmPb的铅胶防护用品屏蔽非投照部位, 测试有无屏蔽情况下有效剂量, 结果表明屏蔽非投照部位对病人的有效剂量无明显的降低效果, 但对临近的表浅器官如眼晶体、甲状腺等的防护效果明显。戴素华等^[27]也得出了相同的结论。笔者根据现场调查和国际国内资料, 认为CT检查中对病人的防护措施应包括:合理应用CT检查; 在保证获得足够的诊断信息的情况下, 采用优化投照条件, 例如, 降低kV、mAs; 在进行CT扫描检查时, 应尽量避开性腺、甲状腺和眼晶体等紧要器官, 制订最佳扫描方案; 严格控制扫描范围, 尽量减少扫描层次; 应用自动曝光控制使扫描参数适合于病人的横断面; 节距因子＞1的螺旋CT的应用和重叠影像计算代替用单层扫描来获得重叠影像; 屏蔽表浅器官如甲状腺、乳腺、眼晶体和性腺, 特别是儿童和青年人; 对于儿童使用与成人不同的扫描参数; 局部旋转的应用, 例如头颅CT旋转270°; 适当选择影像重建参数、多层CT系统中应用z -型过滤; 剂量、曝光因素的记录等内容, 以保证患者在获得最大的诊断利益的同时, 尽可能低的接受由于CT检查所致的辐射剂量。