2019, Vol. 39
近年来，多层螺旋CT的软、硬件技术发展迅速，导致CT检查的数量大大增加[1]。特别是16 cm宽度探测器的出现，使得CT的扫描速度显著提高，对于体积较大的单器官一次扫描得以实现[2]，甚至使无镇静作用下婴儿胸部成像具有可行性[3]。在缩短CT扫描时间的同时，有效地降低了患者的辐射剂量。然而对于不同扫描部位的探测器宽度的选择则尤为重要，其可能会对图像质量[4-5]和辐射剂量[6]造成影响。特别是在一些特殊患者(如儿童、重症以及需在CT引导下穿刺的患者等)的CT检查过程中，常常需要家属陪同或医护人员近台操作。本研究通过使用不同的探测器宽度对标准剂量模体进行扫描，用热释光剂量计(TLD)对z轴上散射线分布的差异进行测量，为临床防护及扫描参数设定提供相关依据。
材料与方法1.仪器：测量对象为GE revolution螺旋CT(美国GE Healthcare公司)，其探测器宽度最大16 cm，机架扫描孔中心水平面离地面距离约为115 cm。扫描时将标准剂量模体中心放置在照射野的中心。TLD为LiF(Mg、Cu、P)粉末，按标准程序退火后分装在纸袋中。
2.测量方法：在垂直于CT机架两侧各放置一根输液架，于两输液架间固定一根长绳，距地面高度为115 cm，使其与扫描孔洞中心轴(z轴)重合，并在长绳上按照一定间隔布放TLD，以扫描野中心为0点，两侧分别选取-270、-180、-130、-90、-60、-40、-30、30、40、60、90、130、180、270 cm处共14个TLD测量点(负坐标为头侧，正坐标为足侧)，保留2个TLD作为本底剂量。
使用Revolution宽体探测器CT对CT标准剂量模体进行扫描，扫描长度均为16 cm。逐层扫描时使用探测器宽度为4、8、16 cm，所对应的扫描圈数分别为4、2、1圈；螺旋扫描时探测器宽度为4、8 cm，扫描条件：管电压为120 kV，有效管电流为200 mAs，螺旋扫描时，螺距分别为0.984 :1、0.516 :1，所有扫描重复4次。
3.数据测量：每种扫描条件扫描4次后收回所有TLD，将曝光后的TLD进行退火处理(退火设备定期刻度，并有完善的质量控制)，读取剂量值，并把数值除以4。
4.统计学处理：采用SPSS 24.0软件进行数据分析。对不同扫描参数下，机架两侧辐射剂量采用Wilcoxon检验进行比较；对z轴上所有测量点在不同扫描条件下的散射线剂量采用Friedman检验进行比较。P < 0.05为差异有统计学意义。
结果1. z轴各个测量点散射线剂量值：不论扫描参数如何，z轴方向上靠近扫描野中心散射线剂量值大，随着远离中心，散射线剂量逐渐减小，如图 1。
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图 1 不同扫描方式、探测器宽度时z轴各个测量点的散射线剂量值 注：H为螺旋扫描；A为逐层扫描；4、8、16分别表示4、8、16 cm探测器宽度；P0.5、P1分别为螺距0.516 :1和0.984 :1 Figure 1 Scattered radiation dose at each measurement points on the z-axis when using different scanning modes and detector widths |
2. z轴两侧散射线剂量分布：不论探测器宽度大小，逐层扫描和螺旋扫描z轴方向人体头侧散射线剂量值均高于人体足侧散射线剂量值，见表 1。
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表 1 不同扫描参数下z轴两侧的散射线比较 Table 1 Comparison of scattered radiation doses on both sides of z-axis under different scan parameters |
3.不同扫描参数下各点散射线剂量比较结果：逐层扫描时，不同探测器宽度的散射线分布均为探测器4 cm时最大，16 cm时最小(χ2=28.000，P < 0.05)，其中坐标30 cm处散射线相差最大，其差值为67.5 μGy(测量值分别为665.50和598.00 μGy)，相差11.29%。螺旋扫描时，不同探测器宽度的散射线分布均为探测器宽度8 cm时最大，4 cm时最小，螺距0.516 :1时(Z=-3.233，P < 0.05)，坐标-30 cm处散射线相差最大，其差值为97.67 μGy(测量值分别为786.98和689.31 μGy)，相差14.17%。螺距0.984 :1时(Z=-2.982，P < 0.05)，坐标-30 cm处散射线相差最大，其差值为75.25 μGy(测量值分别为742.75和667.50 μGy)，相差11.27%。螺旋扫描相同探测器宽度时，螺距为0.516 :1时高于螺距为0.984 :1的散射线，4 cm探测器宽度时(Z=-3.296，P < 0.05)，坐标40 cm处散射线相差最大，其差值为22.86 μGy，(测量值分别为424.36和401.50 μGy)，相差5.69%，8 cm探测器宽度时(Z=-3.296, P < 0.05)，坐标30 cm处散射线相差最大，其差值为49.95 μGy，(测量值分别为762.95和713.00 μGy)，相差7.01%。相应测量点差值见表 2。
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表 2 不同扫描条件下同一测量点的对应差值(μGy) Table 2 Difference on the same measurement points under different scan parameters(μGy) |
讨论
随着CT设备不断更新换代、软硬件技术迅速发展，在临床检查中被大量应用，目前，CT扫描已成为最大的医源性人工辐射来源[7]。如何降低患者接受CT检查时的X射线辐射剂量，是目前普遍关注的问题。在临床工作中，应时刻遵循国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection，ICRP)提出辐射防护最优化原则(as low as reasonably achievable，ALARA)，即在满足临床诊断需求的前提下最大限度地降低辐射剂量[8]。
患者接受CT扫描时，除了受到主射线照射外，还受到机房内散射线的照射。此外对于脑出血、肺栓塞、主动脉夹层等危重症患者，常常需要家属留在机房内，儿童在接受CT检查时，也需家长在旁陪同，而对于需要行CT引导下穿刺的患者，其穿刺医生更是要近台操作。目前对于CT机房内散射线已有一些研究。白金城等[9]研究表明低剂量CT扫描可降低散射线强度，及散射线剂量与管电流、管电压有关，且曝光结束后5 s内机房散射线剂量最大。夏春潮等[10]测量并绘制了128层螺旋CT常规头部扫描时CT机房内的辐射场分布图，及水平面和立面的辐射场分布类似“8”字形。但对于现在所流行的高端宽体探测器CT不同探测器宽度对散射线的影响研究较少。本研究选用宽体探测器CT为研究对象，选取z轴方向为患者通常所受散射线的方向，探讨在不同扫描模式、不同探测器宽度时z轴的散射线分布规律，以此为临床防护提供依据。
研究结果显示逐层扫描时，4 cm探测器宽度散射线最大，分析原因可能为扫描长度均为16 cm，使用4 cm探测器宽度时X射线管需旋转4圈以完成扫描，将4个钟形曲线相互叠加，使用8 cm探测器宽度时X射线管需旋转2圈已完成扫描，使得每圈均有散射线叠加，从而导致所用探测器宽度越窄而散射线剂量越高。螺旋扫描长度同样为16 cm，当螺距相同时，8 cm探测器宽度的超范围扫描>4 cm探测器，故8 cm探测器宽度散射线最大。在探测器宽度和有效mAs均相同时，螺距小者其超范围扫描的剂量较大，所以螺距为0.516 :1的散射线高于0.984 :1的散射线。
本研究还有一些局限性：①本研究只对z轴方向上的辐射分布进行了测量，不能模拟整个CT室内的辐射场分布，可继续开展下一步实验予以完善。②扫描时所选管电压、管电流单一，不同的扫描参数可能会对辐射场的分布有一定影响。③本研究只考虑散射线剂量，而对图像质量考虑不足。不过有研究显示辐射剂量一致时，16 cm轴扫描模式的颅脑图像对比度噪声比(CNR)高于4 cm轴扫描模式、而噪声更低，且扫描速度缩短95%[11]。与本研究所示逐层扫描时尽量选用较宽探测器的结果一致。
综上所述，在使用宽体探测器CT时，在满足具体的临床需求的前提下，逐层扫描应尽量选择与扫描长度相当的宽探测器，螺旋扫描可适当选择窄探测器、大螺距，从而降低受检者、近台操作医务人员以及陪护人员的辐射剂量。
利益冲突 全体作者无利益冲突，进行该研究未接受任何不正当职务及财政获益，并对本研究的独立性和科学性予以保证作者贡献声明 郭森林负责研究设计、实验操作、结果统计分析、论文撰写；任悦负责协助实验操作及数据采集；牛延涛负责指导研究思路及论文修改
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