欧盟(EU)相关报告表明，CT检查占所有放射检查频次21%，但所致的辐射剂量占医疗辐射剂量的71%^[1]。2018年瑞士统计发现CT检查贡献了64.3%的辐射剂量，而检查频次仅11%^[2]。因此，CT检查中应严格遵守辐射防护的最优化原则^[3]。降低CT检查辐射剂量的常见方法有：降低管电流、设置屏蔽材料、自动管电流调制技术及基于器官的管电流调制(organ-based tube current modulation, OB-TCM)技术等^[4-7]。其中，OB-TCM通过降低身体前方一定角度内的管电流可针对性减少敏感器官辐射剂量。国内外研究已证实该技术在CT检查中可有效保护眼晶状体、甲状腺、乳房等敏感器官^[8-10]。但扫描参数对其保护作用影响的研究较少，尤其是垂直方向上扫描中心的偏差。各厂商该技术的名称不同，美国GE医疗公司的OB-TCM称为器官剂量调制(organ dose modulation, ODM)^[11-12]。本文旨在探究在头颅CT检查应用ODM技术时，扫描中心的变化会如何影响眼晶状体辐射剂量、图像质量以及ODM技术对剂量的降低率。

1. 实验材料：美国GE Revolution 256 CT机用于头颅螺旋扫描；采用日本岛津医疗公司PBU-60成年人仿真头部模体；北京光润意通有限公司提供的热释光剂量计(TLD)，LiF(Mg, Cu, P)探测器用于剂量测量，型号为GR-200A，分散性±3%；热释光剂量读出器型号为HR2000-D，用于TLD剂量的读取。采用Image J软件读取剂量信息和分析图像质量。

2. 扫描方法和参数：将头部模体放置于检查床的头部托架内，使模体两侧听眦线垂直于床面，两外耳孔到床面的距离相等。以扫描基线定位于外耳孔时为参考扫描等中心，并在定位后通过调整检查床的高度进行扫描中心的上下移位；分别以等中心及其上下2、4、6 cm作为扫描中心进行螺旋扫描；等中心以下(-2、-4、-6 cm)为扫描中心时检查床不断上移，等中心点以上(2、4、6 cm)为扫描中心时检查床不断下移。其他扫描参数保持一致，定位像扫描参数：管电压100 kV，管电流25 mA，定位像X射线管角度90°；螺旋扫描参数：管电压120 kV，开启Smart mA & ODM技术，智能管电流调制技术(Smart mA)范围10~400 mA，ODM应用于全扫描范围，噪声指数(noise index, NI)5，螺距0.984，探测器宽度40 mm，旋转时间1 s/圈，层厚以及层间距均为5 mm，图像重建采用卷积核标准算法，20%水平的自适应统计迭代重建算法(ASiR-V)，扫描范围为颅顶至颅底，长度155 mm。

3. 辐射剂量和ODM的剂量降低率：每次扫描前在左右眼表面各放置3个热释光剂量计(TLD)，扫描后及时取下并进行编号和密封，实验完成后利用热释光剂量读出器对TLD进行数据读取(读出器自动扣除本底值，乘以刻度因子并转换为剂量值)，计算左右眼晶状体剂量的平均值并作为眼晶体的辐射剂量值。利用Image J软件读取每次扫描后生成的剂量报告表并记录容积CT剂量指数(volume CT dose index, CTDI_vol)和剂量长度乘积(dose length product, DLP)。

每组扫描结束后，保证其他参数不变，关闭ODM技术再进行重复扫描，并将各扫描中心下开启ODM前后的CTDI_vol、DLP、TLD剂量值进行比较，计算不同扫描中心下启用ODM技术后各剂量值的降低率。

4. 图像质量评价: 在开启ODM技术的各组扫描中选取眼晶状体和脑实质组织均匀完整的第9、10层图像，利用Image J软件在两层图像的相同位置勾画共12个面积约为50 mm²的感兴趣区(ROI)，每层左右眼各1个，脑实质区域3个，背景空气1个，保证感兴趣区内密度均匀且无其他组织。测量各区域内所有ROI的CT均值和SD并将平均值定义为对应区域的数值，SD表示为相应区域内的噪声值。利用所得数据计算眼晶状体和脑实质的信噪比(signal noise ratio, SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio, CNR)，公式如下：SNR_ROI=CT_ROI/SD_ROI，CNR_ROI=(CT_ROI-CT_空气)/SD_空气。CT_ROI、CT_空气分别是感兴趣区和背景空气的平均CT值，SD_ROI、SD_空气则分别是感兴趣区和背景空气的CT标准差。

5. 统计学处理：采用SPSS 26.0统计软件进行数据分析，各扫描中心下ODM对CTDI_vol、DLP及TLD剂量值的降低率分别进行方差齐性检验，3组数据都满足Shapiro-Wilk正态性检验，则采用单样本t检验进行组内比较分析。P < 0.05为差异有统计学意义。

1. 不同扫描中心的辐射剂量：扫描中心上下移动时，开启ODM后的CTDI_vol和DLP值相对等中心的最大变化率分别为2.46%(0.34/13.84)、2.43%(6.22/255.45)。TLD测量的眼晶状体剂量随扫描中心的上移(检查床不断下降)而不断增大；等中心下方6 cm(检查床最高处)为扫描中心时，眼晶状体剂量相对等中心减少了35.91%；等中心上方6 cm(检查床最低处)为扫描中心时，眼晶状体剂量相对增加了39.02%(图 1)。

注：CTDIvol. 容积CT剂量指数；DLP. 剂量长度乘积；TLD. 热释光剂量计测量值 图 1 不同扫描中心下各剂量值相对等中心的变化率 Figure 1 Rate of change of each dose quantity relative to that of the isocentre at different scan centres

2. 不同扫描中心下ODM的剂量降低率：由图 2可知，不同扫描中心下，ODM技术对CTDI_vol和DLP值的剂量降低率的最大偏差分别为0.66%和0.7%；对眼晶状体辐射剂量降低率的最大偏差为8.05%，等中心下方4 cm为扫描中心时的剂量降低率最高(26.14%)，等中心次之(24.73%)。

注：CTDIvol. 容积CT剂量指数; DLP. 剂量长度乘积; TLD. 热释光剂量计测量值；ODM. 器官剂量调制 图 2 不同扫描中心下ODM对各剂量值的降低率 Figure 2 Reduction rate of each dose quantity at different scanning centres

统计学分析发现，3组数组均满足方差齐性；各扫描中心下，ODM技术对CTDI_vol和DLP剂量降低率的组内差异均无统计学意义(P＞0.05)；ODM对眼晶状体剂量的降低率之间的差异则具有统计学意义(t=-2.70，P＜0.05)。

3. 不同扫描中心下的图像质量：扫描中心上移，眼晶状体区域的噪声逐渐减小、信噪比逐渐增大；等中心上方6 cm为扫描中心时，噪声相对等中心减少12.33%，信噪比相对增加39.35%。脑实质区域的噪声为6.85~7.96，等中心上方6 cm为扫描中心时相对等中心最大增加了11.25%；信噪比为3.08~4.19，等中心点为上方4 cm扫描中心时信噪比最大。眼晶状体和脑实质区域的对比噪声比变化趋势相似，且等中心点为扫描中心时两区域的对比噪声比最大，见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 不同扫描中心下眼晶状体和脑实质的客观评价结果 Table 1 Objective evaluation results of eye lens and brain parenchyma at different scanning centers 扫描中心(cm) 眼晶状体 脑实质 SD SNR CNR SD SNR CNR -6 7.78 0.83 193.51 6.87 3.80 197.26 -4 7.38 0.89 219.62 6.85 3.89 223.99 -2 7.27 1.03 221.12 7.65 3.08 224.61 0 6.79 1.18 239.79 7.15 4.07 244.79 2 6.68 1.26 224.98 7.85 3.88 229.85 4 6.29 1.53 220.17 7.68 4.19 225.07 6 5.95 1.65 212.89 7.96 3.89 217.33 注：SD.噪声；SNR.信噪比；CNR.对比噪声比

表 1 不同扫描中心下眼晶状体和脑实质的客观评价结果 Table 1 Objective evaluation results of eye lens and brain parenchyma at different scanning centers

在多数头部CT检查中，辐射敏感器官眼晶状体受到过度照射而发生视力模糊、眼球混浊和白内障等辐射损伤^[13]。因此，在获得满足诊断要求的图像质量的前提下，进一步降低受检者眼晶状体剂量尤为重要。诸多研究表明，在头部CT检查中开启ODM可在保证图像质量的同时有效降低眼晶状体剂量^{[8, 12, 14]}。本研究也证实了这一结论，发现在智能管电流调制基础上启用ODM技术可进一步使眼晶状体的剂量降低24.73%，同时使CTDI_vol和DLP降低8.34%，且眼晶状体和脑实质区域的图像噪声分别增加了4.3%、10.3%。眼晶状体表面剂量的降低幅度明显高于CTDI_vol和DLP，这说明在CT检查中ODM技术能有效地降低浅表敏感器官的剂量并实现对其的保护。张永县等^[15]的研究同样证实这一结论，在胸部CT检查中启用ODM技术后发现乳腺区域辐射剂量的下降幅度大于CTDI_vol的下降幅度。

CT设备厂商的不同，OB-TCM技术对敏感器官前方的管电流调制范围也各不相同。GE医疗公司的ODM技术在可分别减少头部CT前90°和体部CT中前180°扇形角度范围内的管电流，而剩余范围内的管电流保持不变^{[7, 11]}。这种管电流调制范围的限制就要求在扫描前的摆位中需将患者准确定位于A/P方向(即扫描野SFOV的等中心)的中心；而垂直方向上扫描中心的不正确定位可能会对辐射剂量、图像质量以及ODM技术对剂量的降低率产生影响。本研究通过在开启ODM技术的头颅螺旋CT检查中设置不同的扫描中心发现，扫描中心的偏差对CTDI_vol和DLP的影响相对较小，两者相较对等中心最大变化率仅为2.46%、2.43%。刘丹丹和牛延涛^[16]利用双源CT进行的类似实验也表明不同扫描中心对CTDI_vol的影响相对较小，最大变化仅3%。而分析发现扫描中心的偏差对具体的器官剂量影响较大，本研究中眼晶状体剂量随着扫描中心的上移而逐渐增大，等中心上、下方6 cm为扫描中心时，眼晶状体剂量相对等中心分别增加了39.02%、减少了35.91%。Lai等^[17]的研究结果同样符合这一发现，随着扫描中心的上移，检查床最低处的眼晶状体剂量增加了18%，乳房剂量增加了1倍。一是因为扫描中心上移导致床高下降而眼晶状体逐渐远离ODM的管电流衰减区，二是检查床的下移导致敏感器官逐渐接近能量高的中心射线束。本研究中，不同扫描中心下ODM技术对CTDI_vol和DLP的降低率最大偏差仅0.7%，各组内的差异均不具有统计学意义，基本不受扫描中心偏差的影响；ODM技术对眼晶状体剂量降低率的最大偏差为8.05%，且各扫描中心下剂量降低率的差异具有统计学意义；因此，扫描中心的偏离会对该技术降低眼晶状体剂量的效率产生一定的影响。结合图像质量来说，以外耳孔为扫描中心时眼晶状体和脑实质的对比噪声比值最高；而ODM对眼晶状体的剂量降低率仅比最高处低了1.41%。因此，在启用了ODM技术的头颅CT平扫中，综合考虑辐射剂量，图像质量以及ODM的剂量降低率应将外耳孔作为最适扫描中心。

本研究也存在着一定的局限性：首先，本研究中头颅模体组织的完整性与人体存在一定差异，仅选取了完整且均匀的组织对图像质量进行了客观评价。其次，TLD测量的是眼晶状体表面的辐射剂量，与真实的器官剂量存在一定的差异，在后续研究中，可以采用蒙特卡罗模拟方法计算更为精准的器官剂量以进一步探究相关影响。最后，本研究只选择了头颅螺旋扫描进行研究，就图像质量方面来说，头颅轴扫优于螺旋扫描；但考虑到巨大的病流量、患者的检查需求及配合程度，螺旋扫描更快速，对于脑部疾病、急诊外伤以及配合度不好的患者更具优势，螺旋扫描的比重在逐渐增大；选择头颅螺旋CT扫描具有一定的研究价值；此外，后续研究也会对轴扫及不同扫描方式下扫描中心对ODM性能影响的差异进行分析。

综上所述，扫描中心的偏离会对头部CT扫描中眼晶状体的辐射剂量和图像质量产生显著影响，扫描中心上移会造成敏感器官的剂量增加，下移则会导致图像质量下降；ODM技术对眼晶状全剂量的降低率同样也受到了一定的影响。因此，在头颅CT扫描的前期摆位准备中应尽可能保证扫描等中心的准确性，并推荐将外耳孔作为扫描中心。

利益冲突  本研究不存在任何形式的潜在利益冲突，所有作者对署名排序无异议，作者对研究的独立性和实验数据的准确性予以保证

作者贡献声明  王梦廷负责实验数据采集和分析、文章撰写；梁保辉负责论文选题、指导论文写作；王静负责数据测量及数据分析；王浩祥负责实验操作并协助整理数据