骨质疏松症是当今国内外最常见的代谢性骨病，随着人口老龄化，已成为一个日益重要的公共健康问题。双能X射线骨吸收测量仪(DXA)为世界卫生组织(WHO)首推的诊断骨质疏松的设备，现已广泛应用于临床。本研究中选用一台Radcal多功能剂量仪(1 800 cc体积电离室)，对该DXA的辐射场进行剂量测量，在一次曝光扫描下给出剂量和剂量率显示，主线束视野体表处的测量值代表受检者入射空气吸收剂量的估算(未考虑身体反散射校正)。选用一台451P巡测仪(加压电离室)，在周围散射线辐射场中距床模体中心1 m处的剂量测量值代表工作人员的剂量估算加以评价。本研究分别对美国Norland公司XR-800 DXA和美国Hologic公司Discovery A DXA使用一台Radcal多功能剂量仪和一台451P巡测仪进行辐射场中剂量检测，以期得到笔形束、扇形束扫描DXA临床常用几个身体扫描部位评价受检者和工作人员接受剂量的近似估算。

1.骨吸收测量仪器：美国Norland公司XR-800 DXA，笔形束扫描方式，管电压100/46.8 kVp，管电流1.3 mA。美国Hologic公司Discovery A DXA，扇形束扫描方式，管电压140/100 kVp，管电流2.5 mA。

2.剂量测量仪器：美国Radcal公司多功能剂量仪(1 800 cc体积电离室)，美国Fluke公司451P巡测仪(电离室型)。两台仪器均经初级标准剂量学实验室(国家计量院)校准，Radcal剂量仪给出空气中吸收剂量刻度(D_a，μGy)，451P巡测仪给出周围剂量当量(H₁₀^*，μSv)刻度，两者等效刻度系数接近1，因此对仪器读数值未进行刻度校正。Radcal剂量仪测量的空气吸收剂量，依据两台DXA扫描使用管电压不同，分别选用文献[1]中1.30和1.35反散射因子给出入射体表剂量(ESD)。

3.测量方法：以Radcal剂量仪测量Norland XR-800 DXA正位腰椎扫描指定位置上测量剂量为例：选择扫描类型为正位腰椎，激光定位常规腰椎扫描长度，设定标准扫描速度为130 mm/s、分辨率为1.5 mm×1.5 mm、测量扫描的宽度为16 cm。将Radcal剂量仪放置于扫描仪床面上，置于患者体表处空气中，使其平行于床面，激光对准标记点。Radcal剂量仪位于扫描视野中心的位置。扫描结束后，记录Radcal剂量仪的空气吸收剂量读数。重复上述步骤3次，取平均值。参考上述正位腰椎的测量方法，将测量扫描速度改为高速260 mm/s、分辨率为1.5 mm×1.5 mm、“测量扫描”的宽度为14 cm，测量Norland XR-800 DXA正位腰椎的空气吸收剂量。参考正位腰椎的测量方法，分别测量Norland XR-800 DXA髋关节、腕关节、下颌骨扫描的空气吸收剂量。参考Norland XR-800 DXA正位腰椎及髋关节的剂量测量方法，用Radcal剂量仪测量Hologic Discovery A DXA正位腰椎、髋关节扫描的空气吸收剂量。为了评价工作人员接受剂量，在床上使用模体制造散射场，在距检查床模体中心1 m和距地面高1 m处，用451P巡测仪对两台DXA的周围剂量当量率进行测量，重复测量3次取平均值。

1. Norland XR-800 DXA接受部位的空气吸收剂量：Norland XR-800 DXA各接受部位测量的空气吸收剂量均＜1.5 μGy，各部位测量条件及剂量数据列于表 1。

表 1(Table 1)

表 1 Norland XR-800 DXA测量条件及空气吸收剂量 Table 1 Measurement conditions of Norland XR-800 DXA and resultant air absorbed dose 扫描参数a 正位腰椎(L2~L4) 髋关节 腕关节 下颌骨 测量扫描 初扫描 测量扫描 测量扫描 初扫描 测量扫描 高速度(mm/s) 260 180 — — 160 — 扫描分辨率(mm×mm) 1.5×1.5 1.0×4.0 — — 1.0×1.0 — 宽度(cm) 16 12 — — 15 — 长度(cm) — 12 — — 9 — 空气吸收剂量(μGy) 0.33 0.18 — — 0.34 — 标准速度(mm/s) 130 — 90 120 — 90 扫描分辨率(mm×mm) 1.5×1.5 — 1.0×1.0 1.5×1.5 — 1.0×1.0 宽度(cm) 16 — 9 24 — 13 长度(cm) — — 9 6~12 — 6.5 空气吸收剂量(μGy) 0.56 — 1.3 0.31 — 0.48 总剂量(初扫+测量扫描)平均值(μGy) 0.56 1.48 0.31 0.82   注：“—”表示无数据; a扫描参数为管电压100/46.8 kVp、管电流1.3 mA，笔形束扫描

表 1 Norland XR-800 DXA测量条件及空气吸收剂量 Table 1 Measurement conditions of Norland XR-800 DXA and resultant air absorbed dose

2. Norland XR-800 DXA各部位的受检者ESD：用Radcal多功能剂量仪测量Norland XR-800 DXA 4个部位在不同扫描方式和不同扫描速度的受检者ESD，平均值均＜2 μGy，各部位剂量测量结果与机器操作手册给出数据基本一致，两者比较列于表 2。

表 2(Table 2)

表 2 Norland XR-800 DXA实测剂量与手册剂量比较(测量仪器为Radcal多功能剂量仪) Table 2 Comparison between Radcal dosimeter-measured doses and Manual-recommended doses in the case of Norland XR-800 DXA 扫描部位 扫描条件a(mm/s) 扫描方式 受检者体厚(cm) 空气吸收剂量(μGy) ESDd(μGy) 手册ESD(μSv) 正位腰椎(L2~L4) 260b 测量扫描 10~12 0.33 0.43 0.5 130c 测量扫描 10~12 0.56 0.73 1.0 髋关节 180b 初扫描 8~10 0.18 0.23 0.2 90c 测量扫描 8~10 1.30 1.70 1.2 腕关节 120c 测量扫描 3~5 0.31 0.40 — 下颌骨 180b 初扫描 6~8 0.34 0.44 — 90c 测量扫描 6~8 0.48 0.62 —   注：“—”表示无数据；a扫描参数为管电压100/46.8 kVp、管电流1.3 mA，笔形束扫描；b高速度；c标准速度；d入射体表剂量(ESD)=空气吸收剂量×反散射因子(1.30)[1]

表 2 Norland XR-800 DXA实测剂量与手册剂量比较(测量仪器为Radcal多功能剂量仪) Table 2 Comparison between Radcal dosimeter-measured doses and Manual-recommended doses in the case of Norland XR-800 DXA

3. Hologic Discovery A DXA接受部位的空气吸收剂量：Hologic Discovery A DXA接受部位测量的空气吸收剂量均＜66 μGy，各部位测量条件及剂量数据列于表 3。Radcal多功能剂量仪测量Norland XR-800 DXA、Hologic Discovery A DXA受检者的ESD比较列于表 4。

表 3(Table 3)

表 3 Hologic Discovery A DXA测量条件及剂量数据 Table 3 Measurement condition of Hologic Discovery A DXA and resultant air absorbed doses 扫描部位 扫描参数a(cm) 空气吸收剂量(μGy) ESDb(μGy) 手册ESD(μGy) 宽度 长度 正位腰椎 11.4 20.4 48.6 65.6 ＜70 髋关节 11.4 15.3 47.3 63.9 ＜70   注：a扫描参数为管电压140/100 kVp、管电流2.5 mA，扇形束扫描；b入射体表(ESD)=空气吸收剂量×反散射因子(1.35)[1]

表 3 Hologic Discovery A DXA测量条件及剂量数据 Table 3 Measurement condition of Hologic Discovery A DXA and resultant air absorbed doses

表 4(Table 4)

表 4 用Radcal剂量仪测量两台DXA受检者ESD比较(μGy) Table 4 Comparison of Radcal-measured ESDs between Norland XR-800 DXA and Hologic Discovery A DXA(μGy) 剂量仪 正位腰椎 髋关节(初扫+测量扫描) Norland XR-800a 0.43 1.93 Hologic Discovery Ab 65.60 63.90 比值 1/153 1/33   注：a扫描参数为管电压100/46.8 kVp、管电流1.3 mA，笔形束扫描；b扫描参数为管电压140/100 kVp、管电流2.5 mA，扇形束扫描

表 4 用Radcal剂量仪测量两台DXA受检者ESD比较(μGy) Table 4 Comparison of Radcal-measured ESDs between Norland XR-800 DXA and Hologic Discovery A DXA(μGy)

4. Norland XR-800和Hologic Discovery A的周围剂量当量率比较：在距床面模体中心1 m和地面上1 m处，正位腰椎扫描模式下，用451P巡测仪对Norland XR-800和Hologic Discovery A两台仪器测量的周围剂量当量率分别为0.12和7.8 μSv/h，两者比值为1/65。因测量本底水平为0.09~0.15 μSv/h可忽略，即以上测量数据均未扣除本底。

对两台DXA机器分别使用两种不同的X射线管电压和固定的管电流设置，分别记录两种不同光子能量下的衰减曲线^[2]。在低管电压时，骨骼的衰减比软组织的衰减程度要大，因此，可区分两种不同的组织：骨骼(羟基磷灰石)和软组织。在高管电压时，骨骼衰减和软组织的衰减程度是相当的。从扫描方式看，DXA也有3种不同的选择：一是笔形束扫描，是以点对点、前后移动扫描架的方式来进行；二是扇形束扫描，是以线对线、转动扫描架的方式来进行；三是锥形束扫描，X射线管在上，平板探测器在下，40 cm×40 cm宽度曝光。笔形束扫描辐射剂量最小，但扫描速度慢，分辨率低；扇形束扫描速度较快，分辨率较高，辐射剂量较高；锥形束扫描类似于X射线摄片的曝光剂量，速度最快，分辨率最高，辐射剂量亦最高。目前国内医院多使用前两种类型的DXA。

虽然国外对DXA辐射剂量已有大量报道，但在国内尚未有检测报道。既往测量受检者剂量多使用TLD测量法，元件放在受检者或模体表面，测量ESD；或者将TLD元件放在一种拟人模体内部一些主要器官的位置，测量器官平均剂量。选用国际放射防护委员会(ICRP)规定的一些器官的组织权重因子(W_T)计算全身的有效剂量(E)。应用ESD和E的数值大小对不同制造商生产的不同型号的DXA进行比较。然而，基于这类机器对患者所致剂量是非常低的(对笔形束)，必须对TLD元件连续曝光50~150次不等，才能达到其可检测剂量下限(约50 μGy)，测量费时费力且有较高的不确定性。本研究证实，曾使用两台点剂量测量仪(一台电离室为60 cc，一台半导体剂量探头)对Norland XR-800机器在模体上测量ESD，连续5次曝光均无读数指示。

Norland XR-800 DXA为笔形束扫描，有动态过滤及组织厚度补偿，因此ESD取决于受检者的厚度。用这种DXA检查时，受检者接受剂量是依赖于机器使用的参数，如源检测器的几何形状确定，焦点尺寸、源准直、扫描速度、管电流和源光谱等参数选择差别决定剂量大小。此外，操作人员改变扫描长度、宽度、速度及分辨率，对受检者的ESD影响明显^[3-4]。同样用Radcal多功能剂量仪测量正位腰椎扫描，标准速度130 mm/s扫描时的ESD为0.73 μGy；其他参数不变，选用高速扫描260 mm/s时的ESD仅为0.43 μGy，受检者接受剂量相差40%。因此，在保证图像质量的前提下，增加扫描速度可以减少受检者的ESD。

除临床上常用的扫描部位正位腰椎及髋关节外，本研究还测量了Norland XR-800 DXA手腕及下颌骨受检者的ESD。通过测量儿童腕骨骨矿物质密度(BMD)，可以间接推测儿童骨龄^[5]；腕骨BMD 3个月即可有较大变化，非常适合儿科及内分泌科临床随访。许多家长对儿童接受骨密度检查心存顾虑，认为该检查会对孩子造成过量照射。本研究采用最大射野24 cm，扫描分辨率1.5 mm×1.5 mm，ESD仅为0.40 μGy，为4个接受部位最低，远低于0.1 mGy的X射线摄片剂量。下颌骨由于每天都做咬合动作，它的骨转换比全身其他地方要快^[6-7]，最早6周即可发现骨密度的变化，因此是骨质疏松药物随访的最佳部位选择；但由于该区域扫描临近脑组织及甲状腺，许多受检者担心大脑及甲状腺受到过量辐射而拒绝做下颌骨骨密度检查。本研究测量发现，下颌骨初扫和测量扫描合计ESD约为1.06 μGy，约为每天接受天然本底照射剂量的1/6(按24 h/d为6.5 μSv计)，故尚无足够证据证明多次复测下颌骨骨密度对受检者的辐射危险。

笔形束DXA的散射剂量很低，离开检查床1 m外散射剂量为1 μSv/h以下(该剂量由制造商提供，Norland XR-800^TM X-Ray Bone Densitometer Operator′s Guide 435D 109 Rev.A：28-29)^[8-9]。本研究在床上加散射模体，以451P巡测仪测得Norland XR-800 DXA离开检查床中心1 m和距地面上1 m周围剂量当量率为0.12 μSv/h，Hologic Discovery A DXA在相同距离上测量周围剂量当量率为7.8 μSv/h，扇形束DXA的周围剂量当量率约为笔形束DXA的65倍。工作人员工作场所天然辐射本底值为0.09~0.15 μSv/h。因此，对于笔形束DXA扫描，工作人员只要离开检查床1 m以外，所接受剂量可忽略不计；而对于扇形束DXA扫描，在离床1 m以外，虽然工作人员接受的剂量＜20 mSv/年的个人剂量限值，但是，为安全应离床至少3 m以外或加以防护屏蔽。

为减少受检者接受的剂量，应选择最小的扫描射野。腕关节等扫描可默认扫描长度，机器将自动缩小扫描路径定位受检者骨组织的宽度，从而减少剂量。在保证诊断质量的前提下，腰椎扫描选择高速、低mA扫描，亦可减少受检者的接受剂量。绝经前的妇女髋关节扫描尽量不选用扇形束DXA而选用笔形束DXA，以减少卵巢受到的照射剂量。下颌骨扫描起始点定位于下颌骨最下方最外侧点以避开甲状腺。操作者应充分训练，定位准确，避免重复启动和终止扫描；同时应固定人员进行日常操作，而不是轮流操作。