随着我国经济条件的好转，CT的使用越来越广泛，CT检查指证把握不严导致了过量的、不必要的照射。ICRP在其第102号出版物中引述文献指出，CT所致器官组织的吸收剂量常常可以接近或超过已知增加癌症概率的水平^[1]。双源CT由两个X射线球管、和两组128层探测器构成，且均相互呈95°角，可同时以两套球管和探测器对受检者进行扫描，其采集时间窗比传统扫描模式缩短50%，辐射剂量也只有常规的一半^[2]。双源CT出现时间较晚，其球管布置及扫描模式特殊，国内对其扫描所致有效剂量报道较少，现有的文献^[3]主要采用DLP乘以K值法，未见使用体模法测量有效剂量的报道。本文拟采用在仿真人体内布放热释光剂量计的方式估算不同扫描模式下双源CT受检者所受有效剂量。

1 材料与方法 1.1 主要仪器设备 1.1.1 双源CT机

本研究测试所用双源CT为德国西门子公司生产，型号为Somatom Definition Flash。

1.1.2 仿真人体模

仿真人体模由美国奥尔德森生产，模拟身高175 cm，体重73.5 kg成年男性。该体模采用组织等效材料制成，其质量密度对应于人体相应组织。模体分为头颈、胸腹和臀部，水平分为34个部分，每部分厚2.5 cm。每一部分横断面上都分布有小圆孔，用于布放热释光剂量计。

1.1.3 热释光剂量监测系统

读出器为北京防化研究院生产的RGD-3B型热释光剂量仪。剂量计为BR-1000，成分LiF(Mg, Cu, P)，片状。分散性厂家标称为＜1%，经实测为3%。退火炉为TLD2000B远红外精密退火炉。读出器和剂量计均经中国计量科学院检定并在检定有效期内。

1.2 测试方法与步骤 1.2.1 扫描模式分组

共分两种扫描模式，分别为胸部双源双能及头部双源双能。所选扫描模式均为临床诊断常用条件，图像质量均能达到诊断质量要求。所有扫描模式均启用care dose模式。具体扫描参数见表 1。

1.2.2 热释光剂量计的布放

参照ICRP103号出版物建议的组织、器官，在体模横断面的小孔中放入经过退火的热释光剂量片，每孔一个^[4]。唾液腺部位预留孔上面无覆盖物，故以胶布覆盖。具体分布情况为：脑4个、唾液腺2个、甲状腺2个、肺10个、食道1个、乳腺2个、肝5个、胃3个、结肠2个、膀胱2个、睾丸2个、骨骼54个(头颅骨11个、颌骨3个、颈椎2个、肱骨3个、肩胛骨3个、胸骨3个、肋骨10个、胸椎4个、腰椎4个、骶椎3个、下肢骨4个及骨盆4个)、其他组织9个(眼晶状体2个、胸腺1个、脾1个、胰腺1个、肾2个、小肠2个)、皮肤5个(面部、后颈部、胸部、背部及臀部各1个)，共计103个。另外，实验前预留3个作为本底。

1.2.3 实验过程

将布放好热释光剂量计的成年男性奥尔德森体模平放在双源CT诊断床上，面部朝上。按照表 1条件分别进行扫描，每种扫描模式以相同条件扫描3次，给热释光剂量计足够能量，以得到充足和可靠的结果。扫描完毕后取回剂量计，编号，带回实验室测量。

1.2.4 有效剂量估算 1.2.4.1 仿真人体模器官或组织的吸收剂量D_T

$ {{D}_{\text{T}}}\approx {{K}_{\text{T}}}={{K}_{\text{air}}}\cdot \frac{{{({{\mu }_{\text{en}}}/\rho )}_{\text{T}}}}{{{({{\mu }_{\text{en}}}/\rho )}_{\text{air}}}} $

1)

公式(1)中，D_T为仿真人体模内器官或组织T的吸收剂量，其国际制单位为戈瑞(Gy)；$\frac{{{({{\mu }_{\text{en}}}/\rho)}_{\text{T}}}}{{{({{\mu }_{\text{en}}}/\rho)}_{\text{air}}}}$为对于单能光子，肌肉、骨骼、脂肪与空气的质量能量吸收系数比^[5]，有用线束能量估计值(keV)取有用线束管电压平均值(kVp)的1/2^[6]；K_air=X_i·C_f，C_f为刻度因子，X_i为仪器测量值减去本底后除以3(每一扫描模式3次曝光)。

1.2.4.2 骨髓吸收剂量

$ {{D}_{红骨髓}}=\sum {{D}_{\text{T}}}\cdot {{F}_{\text{i}}} $

2)

公式(2)中，D_T为骨组织的吸收剂量；F_i为骨组织内红骨髓占全部红骨髓的百分含量，根据文献^[7]，头颅骨13.1%、上肢带8.3%、胸骨2.3%、肋骨7.9%、颈椎3.4%、胸椎14.1%、腰椎10.9%、骶骨13.9%、下肢带26.1%。

1.2.4.3 有效剂量

$ E=\sum {{\omega }_{\text{T}}}{{H}_{\text{T}}}=~\sum {{\omega }_{\text{T}}}{{\omega }_{\text{R}}}{{D}_{\text{T}}} $

3)

公式(4)中为有效剂量，Sv；ω_T是与组织、器官相对应的组织权重因子；ω_R为辐射R的辐射权重因子，本实验体模置于X射线辐射场中，在X射线能量范围内，ω_R=1。

1.2.4.4 根据AAPM推荐K值估算有效剂量

AAPM推荐有效剂量估算方法^[8]：ED=DLP×K，ED为有效剂量，DLP为CT扫描的剂量长度乘积，由CT机自显示，K值为AAPM推荐值，成年人头部扫描取0.0021，胸部扫描取0.014。

2 结果

不同扫描模式下不同器官组织的吸收剂量列于表 2。其中头部双源双能模式扫描眼晶状体吸收剂量较突出，高达120.82 mGy。

两种扫描模式扫描体模估算有效剂量分别为胸部双源双能3.66和头部双源双能2.98 mSv。经由AAPM推荐K值计算有效剂量两种扫描模式分别为2.81和1.55 mSv，均低于经体模扫描估算的有效剂量。

3 讨论

X射线计算机体(断)层扫描(CT)技术发展迅速，从单排CT到多排CT再到最新的双源CT，尤其是近些年来多排螺旋CT不断投入使用，越来越高的空间分辨力以及可达到亚毫米超薄层厚和亚秒级快速扫描，在临床诊断和肿瘤放疗定位中发挥了巨大作用。另一方面，CT扫描又是一种可使受检者接受相对高辐射剂量的影像学检查。据联合国原子辐射效应科学委员会(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation UNSCEAR)2000年报告书称，尽管全世界CT检查仅占所有医用诊断X射线检查约5%，其所致公众集体剂量却高达34%左右；美国的CT检查频率占其放射学检查约11%，而其剂量贡献却占到总剂量的67%^[9]。ICRP的60号文件报道10 mSv的辐射剂量可能导致1/2000的癌症发生率。

以往大部分多层螺旋CT的冠脉检查辐射剂量高达16~20 mSv，平均19 mSv^[10]。Zelikman M研究了四种64排CT机的有效剂量，结果胸部扫描有效剂量为5.84~7.98 mSv。Definition Flash采用了诸多新技术以控制辐射剂量，如智能自动管电流调节技术、精确扫描范围、care dose技术、第二代迭代重建算法(SAFIRE云迭代)^[11]。本研究所估算扫描模式所致人体有效剂量均较低，说明这些新技术的引入对减少受检者的辐射危害确实起到了较大作用。

CT扫描所致受检者不同器官的吸收剂量目前尚难以直接测量，大部分的研究是通过建立数字人体模型或CT扫描所得体素模型用蒙特卡罗(MC)运算方法来间接估算^[12-13]，但运算前需要对模型进行相对复杂的数学及图像处理，运算时还需要相应的专业软件。本研究通过在仿真人体模内布放剂量计来模拟测量不同部位X射线CT扫描所致受检者的器官吸收剂量及有效剂量，该方法相对直接且准确可靠。研究同时采用了两种方法估算有效剂量，从结果可看出，由AAPM推荐K值计算得到的有效剂量均低于体模法得到的有效剂量，与Zelikman M^[14]结论一致，原因可能是DLP乘以K值估算法没有将散射所致剂量贡献考虑进去。

从本研究可看出，器官吸收剂量跟扫描部位有关，接受扫描部位的器官吸收剂量较高，如胸部扫描时吸收剂量高的器官有甲状腺、肺、食道、乳腺、肝和胃等；头部扫描时吸收剂量高的器官则为脑、唾液腺和甲状腺等，其中眼晶状体吸收剂量高达120.82 mGy，提示在头部CT扫描时对眼的防护十分重要。

本研究不足之处是在以体模法估算双源扫描条件下的各组织器官吸收剂量时只使用了单能光子的质量能量吸收系数比，对最终有效剂量的估算有一定影响，导致经体模法估算的有效剂量偏低。下一步本课题组将用两次单独扫描来模拟单次双源扫描，以进一步明确双源模式下的有效剂量。