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第二节 合理辐射剂量CT扫描技术
一、CT扫描所涉及的特殊的剂量参数——CTDI
在CT扫描中，被扫描的身体断层会受到辐射（直接辐射），但是不仅被扫描部位有辐射，其他的部位也会受到因散射带来的辐射，由散射带来的辐射也应该被计入吸收剂量D之内。
CT剂量指数（computed tomography dose index，CTDI）反映患者在纵轴方向上单个扫描平面内的辐射剂量，单位是mGy（1mGy =1/1000Gy）。用来计算每个扫描断层上直接辐射和散射的剂量之和，目前普遍使用的CTDI 100，表示辐射层面两侧50mm长度内的累计辐射剂量。计算CTDI的具体方法很多，其中一种是考虑到患者体部周边以及中心接受到的绝对辐射剂量的差异，通过中心以及周边CTDI值加权平均，加权剂量指数CTDI（CTDI w）的计算公式如下：
CTDIw=1/3CTDI100（中心）+2/3CTDI100（边缘）
二、CT扫描的有效剂量
CT扫描的有效剂量（effective dose）包含了扫描容积中所有器官受到的直接辐射和散射辐射。目前无法对每一个患者准确计算其辐射剂量，但可以根据蒙特卡罗模拟的方法，估算出一个标准患者所受的辐射剂量。
对于不同的扫描范围，有效剂量E可以通过DLP估算。
E = DLP•f
其中，f为人体不同部位的平均权重因子（男性与女性模体的平均值）：
头部： f =0. 0021mSv/（mGy•cm）
颈部： f =0. 0059mSv/（mGy•cm）
胸部： f = 0. 014mSv/（mGy•cm）
腹部及骨盆： f =0. 015mSv/（mGy•cm）
三、CT扫描时辐射剂量的主要影响因素
（一）螺旋扫描模式时螺距选择对辐射剂量的影响
容积CT扫描在一次螺旋扫描过程中连续覆盖了多个层面，螺距的选择是关系辐射剂量的重要因素，螺距降低会导致X线束重叠增加，X线辐射剂量加大。在螺旋扫描状态下，CTDI vol被重新定义为：
CTDIvol= CTDIw•1/pitch
（二）管电压和管电流对辐射剂量的影响
管电压与X线的穿透力有关，管电压增加可以增强X线穿透力及空间分辨率，在不考虑其他扫描条件时会使辐射剂量同步增加，在保证一定穿透力的情况下降低kV，不但可以有效降低患者的辐射剂量，还可以增加组织的密度分辨率。CT检查中可选电压变化一般为80kV、100kV、120kV、140kV四种，由于kV值的极小变化，可能引起CT值的较大改变并影响图像质量，因此常规CT检查中电压预设为120kV。
管电流代表X线的量，与X线光子数目有关，增加管电流可使到达探测器的X线光子数目增加，也可以使扫描辐射剂量增加。CT图像噪声主要包括X线量子噪声、电气元件及测量系统噪声以及重建算法噪声，部分量子噪声由收集到的X线光子数的统计不确定性引起，受扫描参数变化的影响较大，实验表明，量子噪声的平方分别与管电流、扫描层厚成反比，因此，在扫描时应该根据临床实际需求平衡管电流调整所带来的益处（改善图像质量）和弊端（增加X线辐射剂量）。
（三）扫描范围对辐射剂量的影响
为了计算CT检查绝对辐射总剂量，扫描的长度当然要考虑。剂量长度积（dose length product，DLP）就是CTDI vol与扫描范围的乘积，可以用公式表示如下。
DLP = CTDIvol•L
上述公式中DLP单位是mGy•cm，完成扫描后CTDI vol以及DLP数值会自动保存于患者检查数据之后供操作技师查阅。
（四）患者体型对辐射剂量的影响
在实际工作中患者体型也与绝对辐射剂量有关，如果患者体型比用来估计体CTDI标准数值的模体瘦弱，那么患者的实际X线吸收剂量高于设备所提供的DLP数值，也就是说患者实际的吸收剂量被低估；如果患者体格健硕，那么患者的实际X线吸收剂量低于设备所提供的DLP数值，也就是说患者实际的吸收剂量被高估。
四、多层螺旋CT的低剂量技术
个体化的发射参数组合是降低辐射剂量的主要措施，这样可以避免发射多余的X线，对人体造成伤害。早期的个体化发射参数调节，主要是球管电流的调节，当前的主要研究则把重点放到了管电压的调节方面。一方面是因为球管电流调节的技术已经相当成熟，另一方面是因为降低管电压与降低球管电流相比，降低管电压可以更大幅度地降低辐射剂量，目前有些CT设备已经具备根据患者体型自动调节扫描电压和电流功能，大大降低了CT扫描所带来的辐射损伤。
除了上述方法外，各CT厂商采用了一系列技术用于降低辐射剂量，改善图像质量，例如：飞焦点技术可以增加1倍的数据，大大提高了图像的空间分辨力，因此在保持CT图像质量的前提下，可以适当地降低发射剂量；在女性胸部扫描中，采用前上方120°不发射X线的技术（X-care），可使乳腺减少40%的辐射剂量；在心血管成像扫描中，前置心电门控是降低发射剂量的有效技术；新型高效探测器的应用、重建算法的改革也是比较常用的低剂量技术。
总之，随着工业材料制造工艺的革新、计算机技术的发展，CT扫描技术将会带给人类更安全、高效的诊断方式。
（徐永彦 李旭文）