自20世纪70年代初CT开始在临床应用以来, 至今已有40年的历程, 这期间在机器设备、技术方法、科学研究和临床应用等方面都有了飞速的发展, 显示出强大生命力。CT从当初的单层面扫描发展到当今的多层螺旋容积扫描; 从每旋转一周获得1幅图像发展到目前每旋转一周最多可获得320幅图像, 使信息的采集模式发生重大改变, 以多排探测器代替了传统的单排探测器, 以宽X射线束代替了传统的窄扇形线束, 采集速度明显提高。近年来, 随着多层螺旋CT技术的快速升级和临床应用功能的不断扩展, 对于辐射剂量问题引起人们的高度关注^[1]。

1 CT辐射剂量增加的原因 1.1 应用范围不断扩大

由于CT技术的不断改进和发展, 使适应范围不断扩大, 检查频度不断增长, 图像采集和处理能力加快, 操作更加容易。在整个影像学检查中所占的比例也不断上升, 使CT检查比较容易扩大应用或重复检查, 从而导致辐射剂量增加。

1.2 对症检查掌握不严

检查适应证掌握的偏差, 使得越来越多地将CT应用于普通疾病的诊断; 专业人员为了保证足够的图像清晰度, 出现少数一味追求薄层、高分辨技术、多时相和非低剂量大范围扫描的现象, 使用过量的放射线来获取CT影像, 多层螺旋CT扫描层过密、过多等, 这些是要付出不同代价的。

1.3 螺旋CT累积剂量较高

对于传统的CT扫描, 在X射线管每次旋转期间, 可能存在层间隙, 患者的辐射被限制在身体的一个薄层。然而, 螺旋CT和多层螺旋CT每次完整的检查累计剂量则相对较高, 除非所选的螺距大于1。

1.4 操作过程中剂量大多是增加而非减少

在临床工作中, 由于多层CT采集时采集层面很薄, 每次扫描覆盖的范围通常比单层螺旋CT大, 以及采集过程中的剂量效率因素等, 故在很多情况下被检者辐射剂量在扫描范围内会有所增加而不是降低^[2]。一般而言, 不同层数的CT扫描剂量分配值不相同, 每次扫描的辐射剂量, 除扫描层内的剂量外, 层面外也存在相当的剂量散射。

1.5 CT检查对集体剂量贡献大

根据英国辐射防护局1989年的一份调查报告显示^[3], 所有医学X射线检查所致全国集体剂量的20%来源于CT检查, 但是这种检查总数仅占2%。其后, 随着扫描装置进一步的增加和该项技术的应用增长, CT对集体剂量的贡献到1995年上升到约33%, 到1998年上升到约40%。据联合国原子辐射效应科学委员会2000年报告^[3], 全世界CT占所有医学X射线检查总数的5%, 而它对集体剂量的贡献达34%。当然这些趋势不仅与CT应用的增加有关, 而且也与随着患者防护最优化的积极实施而使传统X射线照射减少有关。

2 CT检查的X射线辐射方式及特点

X射线属于电离辐射, 在与人体相对作用的过程中会产生生物效应而造成损害。CT是X射线透射成像, 其图像质量与射线剂量之间具有一定因果关系。理论上讲, 管电压越高, 射线穿透力越强; 管电流越大, 图像细腻度越高, 但同时病人接受射线辐射量也越大。与常规X射线检查相比, 虽然成像中所用能源都是X射线, 但CT检查的X射线质和量都有明显差别。

传统CT检查为经过准直器严格限制的扇形窄束X射线, 对初级辐射束可以很精确地控制相关位置; 随着多层螺旋CT的不断升级和发展, 探测器的排数不断增加, 使得X射线束变为宽扇形, 越来越接近锥形X射线束。窄束X射线比宽束X射线散射少, 在同样照射条件下, 宽束X射线剂量大、散射线多, 对人体形成的危害也大。

CT检查所用射线能量高, 一般都在120kVp以上, 相对而言X线波长短、线质硬、穿透力强, 被人体吸收少。

CT机X射线的滤过要求比常规X射线管高, 对人体有害的软质射线基本被吸收, 所以CT发射的X射线实际上可看作为一束能谱相对单一的硬质射线。

CT检查是以被准直后的X射线束环绕人体进行连续曝光扫描, 其衰减的X射线被对侧探测器接收, 经过计算机处理, 得到一系列照射部位的断层图像。

多层CT采集层面薄, 相邻间隔密, 覆盖范围大时所需层数多, 辐射剂量相应增加。

3 CT辐射剂量控制及图像质量保证

CT辐射剂量和图像质量是一个有机体, 必须达到和谐与统一。要保证图像质量就需要足够的剂量, 过量的辐射会对人体造成损害, 减少剂量又有可能导致图像质量下降。如何减少CT所致的辐射剂量, 同时又保证足够的图像质量, 具体实施中, 除设备技术进一步发展, 操作技术的提高还存在很大空间, 应注意潜在功能的开发和利用。遵循辐射防护基本原则^[4], 在保证图像诊断所需质量和范围的前提下, 尽量选择低的曝光因子, 控制检查基本区域, 以减少辐射剂量。

3.1 CT应用正当化

首先做好CT扫描的正当化判断, 在进行任何辐射工作时都应当进行代价与利益的综合分析, 权衡利弊, 根据临床指征判断是需要使用标准或高剂量CT, 还是使用能获得诊断信息的低剂量CT检查。掌握好检查适应证, 确定受检器官和部位, 力求避免一些不必要的照射, 避免设备或人为因素导致病人的额外照射。

3.2 CT检查最优化

当临床上确认诊断检查是正当的, 那么随后的成像过程必须是最优化的, 以最小的代价获取最大的纯利益, 使被照剂量尽可能达到最低水平。检查中尽可能争取病人的合作, 减少或避免不必要的重复扫描辐射, 在不影响图像质量前提下采取多方面措施保持低辐射剂量。近年来, 国内外学者对肺部及其他部位低剂量CT扫描方法学的建立做了一些研究, 为CT检查实现最优化进行了很多有意义的实践。由于肺部的射线束衰减较小, 与腹部或骨盆CT检查相比, 胸部只需要用较低的辐射剂量就能获得类似的图像质量, 有效地降低对人体的辐射, 体现了"代价-危害-利益"三方面的最优化。

3.3 优化扫描参数

电离辐射防护最优化的采用, 包括成像过程中三个重要方面的相互影响:影像的诊断质量、病人的辐射剂量、扫描技术的选择。其中最重要的是确保所有影像特性能满足诊断要求。采用实用的剂量控制的可能方法, 优化扫描参数, 保证图像质量, 如扫描中mA的降低, 时间的缩短, 螺距的增加, 扫描长度的控制, 层厚的优选等措施有助于降低辐射剂量, 最重要的是减少mAs和扫描体积。另外, 对被检者做好扫描区以外部位的屏蔽, 及相应防护的实施。

3.4 尽可能减少扫描范围

在保证图像质量前提下, CT检查时尽可能减少扫描范围, 能少扫的尽量不多扫, 厚层能解决问题的尽量不用薄层, 平扫能满足诊断需要的就不做增强, 以最少的扫描层数达到最佳的诊断效果, 防止为追求图像漂亮而随意加大扫描辐射量。

3.5 理性认识, 科学分析

正确认识CT剂量可能存在的潜在危害, 采取措施有效地降低辐射剂量, 保证图像质量, 合理地利用X射线。对于X射线检查, 不是剂量越低越好, 而是考虑到社会和经济因素, 是照射低到合理地可以做到的程度。由于受检者个体差异, 使用CT扫描剂量控制技术, mA选择要适宜, 避免片面追求低剂量而导致噪声指数升高, 造成图像细节显示受限甚至丢失^[4]。滥用X射线无疑会对人体产生负面影响, 不顾图像质量而盲目地降低剂量或达不到成像所需最低剂量, 也无助于医学成像的发展。影像检查质量管理的目标是以最小的代价和最低的辐射剂量, 获得最高的像质, 为临床诊断提供可靠的依据。