剂量的定义和剂量的控制

剂量的定义和剂量的控制

图像质量和剂量控制一直是矛盾的混合体，影像科医生终日忙碌于如何在两者之间寻求平衡。而要把个性化扫描参数和简化流程联系起来，更无疑是从一个繁琐世界走入另一个非理性的想象。但人工智能主机（Smart Console）的出现，让一切不可能成为现实。

CT的发明为放射科医生带来了全新的诊断技术，让无数人受益于CT带来的直观图像。当认识到射线剂量所带来的潜在危害，又让我们不得不在射线剂量和图像质量的利弊权衡中疲惫的思索。要利用好X射线，第一关键因素是要了解它。

1. 剂量的定义

CT实际应用中人们提出了CT剂量指数CTDI（CT Dose Index）的定义，CTDI测量了X射线在标准的CTDI模具中产生的电离量。通常电离室的长度为100mm，也就是常用的CTDI100。为了体现头部扫描和体部扫描的不同，模具又分为直径为400px和800px两种。另外为了反映X射线剂量在体内的不均匀性，人们提出加权剂量指数(CTDIW)的概念。加权剂量指数CTDIW是电离量在模具中心和边缘测量质的加权平均:

CTDIW =(1/3)CTDI100（中心）＋2/3 CTDI100（边缘）  (1)

随着螺旋CT的引入，人们又进一步把剂量指数的概念拓广到容积剂量指数CTDIvol：CTDIvol(mGy)=CTDIW /pitch   (2)

从以上的定义大家可以看出CTDIW，CTDIvol并不是个体病人剂量的直接测量，而是更多地反映了CT扫描仪和扫描技术的剂量使用，是在特定的模具中的剂量。但是它提供了一种很好的标准来评价不同的CT扫描仪和不同的扫描程序，也间接地反映了对病人的相对剂量。

但是临床应用中大家真正关心的实际上是辐射造成的生理损伤的危险性有多大。因此Jacobi于1975提出了有效剂量（Effective Dose: ED）的概念。

ED (mSv) = CTDIvol×L×W = DLP×W    (3)  （W是权重因子）

目前使用得比较多的不同部位的权重因子来自于“欧洲对CT质量标准指导性文件”。

2.影响剂量的扫描参数

l   降低mAs：mA与剂量成正比关系，mAs降低一半，相应的剂量也会降低一半。

l   降低kV： kV与剂量呈非线性关系，举例来说，如果kV从120降至100（降低了16.5%），剂量大约会降低40%。

l   旋转速度（Rotation Time）加倍：与剂量成正比关系，速度减少一半，剂量降低一半。

• 增加扫描长度：扫描覆盖范围越大，总射线剂量增加

• 增加螺距：与剂量成反比关系，螺距增加，床速增加，扫描区域的剂量降低

• 增加噪声指数：与剂量呈非线性关系。噪声与mA的平方根成反比关系，当噪声增加，剂量会降低，GE的3D 剂量自动调节技术可用噪声指数（NI）帮助用户设定检查所需的噪声水平

• 重建算法：图像的噪声与选择的重建算法相关，使用柔和的算法图像噪声更少。

• 过滤器：通过减少低能射线来降低剂量

• 探测器效率：探测器利用X-线的效率越高，所需的剂量就越低，探测器效率由DQE（探测光子效率）来衡量

• 光束滤过：前置滤线器使中心射线的强度降低，并减弱患者外周的无用射线

3. 剂量的控制（低剂量技术）

放射检查中应该遵循“合理使用低剂量(as low as reasonably achievable，ALARA)”原则。即以最低剂量来获取满足临床需要的诊断性影像的原则。

目前，控制CT扫描的剂量一个方法是使用基于投影数据空间的迭代重建技术，比如ASiR和Veo等技术。另一个方法是智能个性化扫描技术，例如自动管电流调节技术（Automatic Tube Current Modulation）和人工智能主机（Smart Console）。 自动管电流调节技术（Automatic Tube Current Modulation）能够帮助我们在预先设定噪声参数（Noise Index）的情况下最佳化球管的电流输出。

GE公司最新开发的人工智能主机（Smart Console）包含平扫模式、心脏模式和能谱模式（KV Assist、Snap Shot Assist、 GSI Assist）。以KV Assist为例，智能主机通过Scout 扫描中穿透患者身体的光子数量计算出每个患者的eBMI，从而推荐最适合当前患者的kVp扫描值和窗宽窗位等。虽然患者体型和临床检查类型存在差异，但通过kV Assist技术，可实现在保证图像质量的前提下，减低辐射剂量，同时明显加快扫描流程。人工智能主机（Smart Console）的出现，把个性化扫描和简化流程联系起来，让个性化CT扫描成为临床常规！