CT设备应用于临床40多年来,随着医疗科技进步,不断更新完善,尤其是多层螺旋CT近些年的发展,影像质量的改善,扫描速度的提高,促进了CT在临床上的利用率,也导致了接受CT电离辐射人次数增加。在以往20多年里,全世界CT检查量平均增幅达8倍,国内超过12倍[1]。由此引起CT检查的X射线电离辐射危害也日益成为重要的辐射卫生问题。本文主要总结多层螺旋CT电离辐射的特征、危害性及辐射剂量增加的原因,探讨降低X射线电离辐射剂量策略,利用提高公众安全文化意识和有效防护措施来降低CT检查带来的X射线电离辐射危害。
1 多层螺旋CT电离辐射危害性、剂量指数及特征 1.1 多层螺旋CT电离辐射的危害性多层螺旋CT检查对人体x射线电离辐射,一次胸部CT检查约相当于300张胸部X射射线平片辐射剂量; 一次64层螺旋CT冠脉血管成像造影检查约相当于700张胸部X射线平片辐射剂量。X射线剂量大幅增加加大了对受检者潜在辐射危害度,在高吸收剂量下,X射线使人体中细胞和DNA染色体损伤增加,导致某些基因发生突变,使患肿瘤疾病的危险性增大,最终导致癌症。据相关资料,人在遭受250mSv以上辐射剂量时诱导癌症[2]。具有10 mSv有效剂量的成人腹部检查会增加致癌风险1/2000,生长发育期的儿童对X射线影响的灵敏度高于成年人,女孩比男孩对X射线更敏感[3]。CT电离辐射给人体所带来的危害具有一定潜伏期,近期效应不明显,这也就是公众对CT电离辐射危害度忽视的原因。
1.2 多层螺旋CT辐射剂量测量及剂量指数多层螺旋CT的辐射剂量测量,是CT设备质量控制状态检测项目之一。目前普遍使用CT-SD16大长杆电离室检测仪,有机玻璃标准的剂量模体(分:头部模体d = 16 cm,躯干模体d = 32 cm),每个模体都有若干个长度10cm的电离室洞用于测量剂量,分别分布在3、6、9、12点钟位置。可以在CT扫描装置X射线野的任何位置测量剂量,通过一次扫描测量得到许多重要的参量,如CT剂量指数CTDI100、CTDIw、CTDIvol、剂量长度乘积DLP等,单位: mGy,这些参量是推算CT机所致受检者接受到的x线辐射剂量的基本参数。
西门子64层螺旋CT每次检查中显示的CTDIvol值是整个扫描容积范围内的平均辐射剂量,DLP值是Z轴扫描长度L与CTDIvol乘积,用它们来评价多层螺旋CT扫描的电离辐射风险是非常有价值的。国际放射防护委员会(ICRP)以DLP建立的CT的诊断医疗照射指导(参考)水平(包括针对成年或儿童受检者),已经在约束和控制CT扫描所致受检者吸收剂量,推动医疗照射防护最优化方面发挥了重要作用[4]。有效剂量E: E = k·DLP,单位mSv,式中不同部位的转换系数k值大小参见欧盟委员会(CEC)关于x-CT的质量标准指南[5],用它来估算每个受检者所受照射的全身有效剂量。
1.3 多层螺旋CT的X射线电离辐射的特征多层螺旋CT的X射线电离辐射主要来源于x-CT球管射线束,其次是CT球管套漏射线和对物体产生的散射线,以及扫描室内空气发生X射线电离产生臭氧等射介产物。CT机扫描时X射线辐射不同于X射线机。X射线机曝光条件一般为60 ~ 100 kV、5 ~ 20 mAs,x射线束从球管发出穿过人体后到达成像接收器,X射线强度是持续衰减的,只有一侧体表面接受X射线照射; 多层螺旋CT机扫描时X射线球管是围绕受检者旋转,成像的断层面各个方向都接受X射线照射,扫描参数一般为100 ~ 140 kV、50 ~ 850 mAs,辐射剂量在层面中心和体表有较大的差值。
按照CT检查操作规范进行常规扫描,回顾我院利用西门子64层螺旋CT检查过的颅脑、颈椎、胸腔、腰椎、腹盆腔五部位各50例患者,20例心脏冠脉造影患者。64层螺旋CT显示扫描的辐射剂量报告数值:颅脑平均有效毫安秒380.00 mAs,平均CT剂量指数CTDIvol为55.75 mGy(16 cm),DLP为802.74 mGy; 颈椎平均有效毫安秒205.00 mAs,平均CT剂量指数CTDIvol为14.09 mGy(32 cm),DLP为276.93 mGy; 胸腔平均有效毫安秒81.33 mAs,平均CT剂量指数CTDIvol为7.79 mGy(32 cm),DLP为249.50 mGy; 腰椎平均有效毫安秒355.80 mAs,平均CT剂量指数CTDIvol为27.32 mGy(32 cm),DLP为698.20 mGy; 腹盆腔平均有效毫安秒149.00 mAs,平均CT剂量指数CTDIvol为11.45 mGy(32 cm),DLP为533.65 mGy; 心脏冠脉造影平均有效毫安秒850 mAs,平均CT剂量指数CTDIvol为47.28 mGy,DLP为763.03 mGy。
多层螺旋CT,像64层、256层、320层到动态500层的“宝石” CT,设备各种性能参数不断提高,超高速扫描、极薄层重建,虽然解决了常规CT难于观察的运动脏器解剖细节的诊断,在心脑血管等疾病的诊治中发挥着必不可少的重要作用,但是多层螺旋CT检查致使受检者接受到相对高的X射线辐射剂量,常常可以接近已知增加诱发癌症几率的水平。
2 多层螺旋CT辐射剂量增加的原因 2.1 临床应用范围不断扩大近几年多层螺旋CT设备,无论在图像采集处理能力,还是在操作技术上,都使的扫描速度加快,图像质量提高,致使临床医生大多依赖于CT检查诊断疾病,造成了多层螺旋CT在医学影像学检查中所占的比例不断攀升,公众辐射总剂量明显地增加。如使用小于1螺距薄层扫描的头颈部血管、冠状动脉血管成像技术,多期造影增强技术,已很普遍应用于临床中,这些技术应用又缺乏指南,致使受检者接受到较多的X射线辐射剂量; 多层螺旋CT引导下非血管介入微创治疗,需要通过多次重复扫描进行精确定位,也使被治疗者接受辐射剂量数倍增加。
2.2 重影像诊断、轻设备操作国内大部分医院管理者仅重视放射诊断医师的水平,而忽视CT操作技术,认为CT操作是一种技术含量低的工作。放射技师与诊断医师之间又缺乏互动性,技师不负责诊断,医师不负责操作,形式上分工明确,造成放射技师诊断水平较低,使CT检查过程机械化,为防止漏诊,放射技师可能采用扩大范围进行检查,怀有“宁滥毋缺”的检查心理,造成CT辐射剂量不应有的增加。部分放射技师不区分受检者状况和检查目的采用相同扫描方案检查,不实行个性化扫描方案,例如复诊患者和初诊患者扫描方案就不应该相同,复诊患者就诊时带有老片,检查应该更有针对性,扫描范围可以适当缩小,多期强化可适当减少扫描次数,这样患者所接受的X射线辐射剂量就会相应降低。
2.3 对检查适应证掌握不严临床医师热衷用CT诊断一切,这对多层螺旋CT检查的适应症掌握存在偏差,造成越来越多地将多层螺旋CT应用于普通疾病的诊断。放射CT诊断医师也只想要质量最好的图像,过分追求高分辨高对比,为获得高清晰图像一味的追求高分辨、薄层、多时相、高mAs和大范围CT扫描,用过量的辐射X射线来获取CT影像,却没认识到x射线辐射所致的代价。
3 多层螺旋CT降低辐射剂量策略:为达到多层螺旋CT检查应用合理化,在CT检查诊断给受检者带来利益的同时,我们要控制其所致的x射线辐射危害,策略应从以下三大方面解决。
3.1 CT设备的软硬件的开发及质量控制当今CT的研发机构和生产方已意识到CT检查x射线电离辐射对人体的危害性,围绕合理降低受检者辐射剂量,研发了高性能硬件,如高频高压发生器、高容量的x射线CT球管及高效率的CT探测器等; 研发了保证图像质量情况下多种降低辐射剂量的软件,如图像重建算法软件、自动剂量调制软件、降噪和伪影抑制软件等。GE公司生产的“宝石” CT能谱成像就是得益于对探测器材料及图像重建技术的重大突破,在同一mAs的扫描条件下,能谱成像的图像质量等同于常规CT 120kV的图像质量,但辐射剂量只有常规CT扫描的76.1%[6]。西门子生产商针对多层螺旋CT推出SAFIRE(原始数据域迭代重建)算法,经FDA认证,可以在改善图像质量的前提下,降低54% ~ 60%的剂量要求[7]。西门子多层螺旋CT设备均使用了自动剂量控制CareDose4D技术,相比不选择该技术的CT设备,在同等图像质量的前提下可减少约40%辐射剂量。
为确保CT设备始终处于最佳状态运行,对新安装的CT设备严格进行验收检测,做好日常运行中的维护保养,定期进行状态检测和稳定性检测,主要对辐射剂量、扫描层厚、CT值、设备噪声、图像均匀性、高对比度分辨力、低对比度分辨力、扫描架倾角及X射线管电压等性能参数检测,保证获得最佳的成像质量。
3.2 制定个性化扫描方案医院根据自身CT设备条件,以ALARA(as low as reasonably achievable)理论作为CT辐射剂量控制原则,探索适合自己设备的个性化扫描方案,针对被检者年龄、体型、检查部位、检查目的及扫描范围采用个体化设置扫描参数(kV、mAs和螺距等)。有研究表明,选择适当的mAs,在其它参数不变的情况下,mA在80 ~ 180之间时,mAs每递增10%,辐射剂量长度乘积DLP增加6.2 ~ 12%[8]。对于鼻咽部、肺部高对比的部位,由于组织间本身存在着良好密度差别和气体对X射线的低吸收率,一定程度的组织噪声的增加不会使组织对比度明显下降,可采用低剂量扫描方案。肺部肿瘤患者,采用120 kV、30 mAs低剂量CT扫描引导穿刺活检,在保证穿刺准确率的同时,其辐射剂量仅为120 kV、120 mAs常规扫描方式剂量的1/3。
3.3 做好辐射安全文化建设面对CT检查x射线辐射危害日益突出问题,通过提高医院医务人员和社会公众的辐射安全文化素养,减少CT检查频率来降低整体人群的剂量负担,是最有效的控制CT检查x射线辐射危害的方法。我们CT放射医务人员、临床医师及医院管理人员应该具有正确的思维态度、丰富的辐射卫生常识和强烈的责任心,严格完成与CT辐射安全实践有关的任务。结合医院实际情况成立由院级领导、医务科主任、科室主任及放射工作人员组成放射诊疗安全与防护管理领导小组,负责辐射安全管理,明确每个人对辐射防护与安全的职责,制定CT室工作制度、辐射事故应急预案,规范CT检查流程,设立辐射安全兼职管理员,定期进行人员辐射防护安全知识培训、设备检测和个人剂量检测,张贴醒目清晰的辐射标识、CT检查注意事项、辐射危险告知宣传画,设置CT设备工作警示标志灯,置备必需的防护用品。形成CT检查辐射危害告知制度,普及公众的辐射危害的相关知识及辐射安全的防护意识; 经常性地临床科室与CT室之间交流,用合理规范的、行之有效的CT检查方法来制约滥用CT检查的行为,对患者是否进行CT检查应根据临床适应证和防护原则进行斟酌分析,确有正当理由方可进行,保证CT检查利益最大化。平时工作中教育公众充分认识有关CT检查的风险和益处,使受检者能做出有利于自己健康的明智决定。
4 多层螺旋CT电离辐射安全防护我们国家高度重视辐射安全防护工作,颁布了《职业病防治法》、《放射性同位素与射线装置放射防护条例》、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》、《CT检查操作规程》等若干专项法规和标准,来指导辐射安全防护工作的管理。为保障公众、受检者和放射工作人员及其后代的健康和安全,我们要做好多层螺旋CT检查X射线电离辐射的安全防护。
多层螺旋CT电离辐射防护应遵循1990年ICRP建议中给出放射防护三项基本原则,即辐射实践的正当化,辐射防护的最优化和个人剂量限值。进行CT检查必须具有适应证,在保证CT受检者诊断质量的前提下,CT辐射剂量应尽可能地保持在合理的最低水平; 个人剂量限值是为保护个人ICRP制定的防护剂量水平,是与人相关的,为了防止有害的确定性效应,任一器官或组织所受的年剂量当量不得超过下列限值:眼晶体150 mSv,其他单个器官或组织500 mSv[9]。
做好多层螺旋CT扫描前的准备工作,取得受检者的配合,尽量缩短CT扫描时间,避免重复扫描,扫描时工作人员和陪护者离开扫描室,确实要陪护时要穿上防护衣,尽量远离CT球管,受检者非扫描部位应用铅巾、铅帽等防护用品遮盖防护,尤其是对眼晶状体、腺体(甲状腺、性腺、乳腺)等部位遮盖防护。扫描室防护工程,由专业厂家设计施工,门窗、主屏蔽墙应≥4 mm铅当量防护厚度,侧壁和天花板应≥3 mm铅当量防护厚度。
针对多层螺旋CT检查给受检者带来诊疗利益的同时,其所产生的X射线辐射危害必须引起重视。CT设备生产厂家在每一项新技术的研发和应用时,必须考虑到多层螺旋CT的辐射对人体的危害性。我们CT放射医务人员不仅要在技术层面上控制辐射剂量,还要普及提高医务人员和公众的辐射安全防护文化水平,做到优化合理使用多层螺旋CT检查,把辐射危害风险降至最低。
[1] |
徐志荣, 徐汀, 李晶, 等. 多层螺旋CT电离辐射的探讨[J]. 中国医学装备, 2011, 8(12): 20-22. DOI:10.3969/j.issn.1672-8270.2011.12.004 |
[2] |
Dendy P. Low dose radiation risk[J]. BJR, 2005, 78: 1-2. DOI:10.1259/bjr/16783587 |
[3] |
Golding S J. Shrimpton.PC Radiation dose in CT: are we meeting the challenge[J]. Br J Radio, 2002, 75: 1-4. DOI:10.1259/bjr.75.889.750001 |
[4] |
ICRP. ICRP Publication 87, Patient Dose in computed Tomography[M]. Oxford: Pergamon Press, 2001.
|
[5] |
CEC. Quality Criteria for Computed Tomography, European Guidelines[M]. Luxemboug: Commission of the European Communities, 1999.
|
[6] |
沈云. 宝石CT能谱成像原理及其扫描射线剂量[J]. 中国医疗设备, 2012, 27(9): 13-16. DOI:10.3969/j.issn.1674-1633.2012.09.003 |
[7] |
Beister M, Kolditz D, Kalender W A. Iterative reconstruction methods in X-ray CT[J]. Phys M ed, 2012, 28(2): 94-108. |
[8] |
李振飞. CT检查中mAs与辐射剂量的比较分析[J]. 现代中西医结合杂志, 2007, 16(33). |
[9] |
张文启. 实用放射防护指南[M]. 南京: 江苏科学技术出版社, 1992: 65.
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