随着X射线诊断技术的广泛应用, CT机得到不断发展和完善, CT机的第三代产品-螺旋CT机已于1989年问世。其工作特点是X射线管旋转、受检者床的移动和数据收集都是同时进行的。这样不仅减少了诊断时间, 同时避免了由于患者的呼吸等动作而影响诊断的准确性。由于这独特的优越性, 使螺旋CT被广泛应用于临床。

对轴向CT国际上通用多层扫描平均剂量MSAD和CT剂量指数CTDI^[1]来描述CT的剂量。但是MSAD和CTDI的定义中都未涉及到在扫描过程中床的移动, 而螺旋CT在扫描同时床是移动的, 对它的研究已引起保健物理学家的兴趣。本文目的, 就是研究影响螺旋CT辐照剂量的因素, 在实测数据的基础上, 总结出一定的规律。

1 材料和方法 1.1 模体

CT剂量监测头模, 根据IEC^[2]的推荐, 为直径160 mm长150 mm的有机玻璃柱体。

1.2 测量仪器

北京防化研究所生产的热释光计量仪(Model RGD-3)和LiF(Mg, Cu, P) (规格为3. 2 mm ×3. 2 mm ×0. 89 mm)。

1.3 测量方法和内容 1.3.1 螺旋CT中的几个基本参数

床速: CT机扫描时, X射线管旋转一周, 床移动的距离^[3]。螺距:床速与层厚(即准直宽度)之比。旋转速度: CT机扫描时, X射线管转一圈所需的时间。

1.3.2 测量条件和内容

用标准CT剂量监测头模和热释光剂量计在Somatom Plus 4. Siemens CT机上, 按常规头部扫描条件, 管压140 kVp, 转速1. 5 s, 对不同准直宽度、床速、螺距进行扫描, 扫描长度≥150 mm〔扫描长度=(扫描圈数-2)×床速^[3]〕, 测量中心管及边缘管的平均剂量。详细测量条件见表 1。

2 结果和讨论 2.1 结果

测量结果见表 2。在测量中所用的电流为206 mA或129 mA。为确定床速, 准直宽度和螺距对辐射剂量的影响, 应消除管流对剂量的影响, 故每次测量时所对应的管流都归一化到100 mA, 表 2的最后一列所示即为100 mA的TLDs测量值。表 2的数据表明, 在准直宽度一定时, TLDs的测量值反比于床速。显然床速增加, 对某一点受照时间要缩短, 受照剂量必然减小。而当床速一定, 即受照时间一定, 由于模体的受照面积正比于准直宽度, 受照剂量与准直宽度成正比。受照剂量随螺距的增加而减小, 与螺距成反比。此结论不仅适合于模体的中心孔, 同时对模体的边缘孔也是成立的。表 2中的数据, 还表明中心孔的受照剂量与边缘孔的受照剂量十分接近。表 3左半部列出多种扫描条件下, TLDs的测量值与各扫描宽度自身螺距为1时的测量值之比。右半部列出TLDs的测量值与准直宽度为10 mm的螺距为1时的测量值之比。两者的数据都与螺距成反比, 此结果正说明准直宽度对剂量的影响很小。

2.2 讨论

表 2中所示值是TLDs的测读值的计权平均值, 与算术平均值3%内相符。按螺距定义, 改变床速或准直宽度都会引起剂量的变化。当准直宽度一定时, 螺距随床速增加而增加, 而剂量随床速的增加而减小, 所以剂量随螺距的增加而减小。当床速一定时, 螺距随准直宽度增加而减小而剂量随准直宽度的增加而增加, 因此, 剂量与螺距成反比。

M.F.McNitt-Gray等在文献[4]中指出, 模体中心孔处的受照剂量与螺距成反比。结果表明, 在螺距=1, 螺距>1, 螺距＜1, 无论是中心孔, 还是边缘孔, 这一结论都成立。因此可用以下表达式, 表示其间的函数关系:

式中P₁、P₂为不同的螺距值; D₁、D₂为相应的剂量值。将测量数据代入上式, 可见在10%内, 计算结果与测量结果相符。

3 结论

在螺旋CT扫描中, 螺距是个很重要的参数, 当管压、管流、转速一定时, 剂量与螺距成反比。扫描宽度对剂量的影响极小。在不影响诊断信息的前提下, 应尽量采用大螺距的扫描, 以减小患者的受照剂量。