64层螺旋CT不同探测器宽度对颈椎扫描剂量的分析

李晓娜 彭志刚 马晓晖 崔建岭 孙英彩

多层螺旋CT已成为颈椎损伤患者主要的检查工具。但多探测器的排列导致Z轴过度扫描产生剂量问题，本研究选用水模模拟颈椎损伤患者去分析2种CT探测器宽度下辐射剂量。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2009年11至12月，使用标准西门子水模模拟进行扫描。

1.2 检查方法 使用西门子Somatom Sensation 64螺旋CT扫描。获得整个模体侧位标绘图，选择水模区，扫描长度30mm。扫描参数:pitch=0.9、FOV=300mm、电压 =120 kV、电流采用自动毫安技术(CARE Dose 4D;有效 mAs/质量参考 mAs=150)。根据64层螺旋CT颈椎不同探测器宽度分为2组，64×0.6mm组、20×0.6mm组，读取记录两种探测器宽度的剂量数据，包括平均容积剂量CTDIvol、扫描时间。其中选择64×0.6mm组采集方式扫描30次;选择20×0.6mm采集方式30次，检查结束后，扫描控制台显示整个检查的平均容积剂量指数CTDIvol、扫描时间、每幅图像显示的局部有效mAs和平均有效mAs。

1.3 统计学分析应用SPSS 13.0统计软件，计量资料以表示，采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 64层螺旋CT 2种颈椎探测器宽度的扫描剂量，见表1。

2.2 2组平均容积剂量差异有统计学意义(P ＜0.05)。20×0.6mm组平均容积剂量比64×0.6mm 组低 21.922%(2.03mgy)。扫描时间20×0.6mm 组(3.39 s)＞64×0.6mm 组(7.36 s)。

表1 2组颈椎探测器宽度的扫描剂量 n=30，

表1 2组颈椎探测器宽度的扫描剂量 n=30，

注:与64 ×0.6mm 组比较，*P ＜0.05

采集模式 平均容积剂量(mGy)剂量长度(mGy.cm)平均有效剂量(mSv)64×0.6mm 组9.26 ±0.11 28.34 ±0.32 0.0878 ±0.0120 ×0.6mm 组 7.23 ±0.09*22.12 ±0.28 0.0686 ±0.01

3 讨论

多层螺旋CT为容积扫描，每旋转一次Z轴方向扫描覆盖的范围为激活的探测器排数与准直的乘积，使得Z轴覆盖面积的增长，导致受检者接受Z轴过度扫描，产生不必要的辐射剂量增长，所以不得不考虑选择适当的CT准直器及探测器的宽度，去减少辐射剂量的产生［1］。国内外尚未见多层螺旋CT不同探测器宽度辐射剂量的有关报道，本研究利用西门子公司64层螺旋CT的两种探测器宽度进行扫描，探讨分析两者之间的辐射剂量等相关因素。每次容积的扫描辐射剂量是根据CT机在轴向扫描所测量的剂量指数值CTDIvol确定的［2］。CTDIvol和器官剂量相差不大，可直接采用CTDIvol估算CT扫描区域内的组织或器官的吸收剂量［3］。国际电工委员会在2002年9月给容积剂量指数CTDIvol作了如下定义:CTDIvol=CTDIw/CT pitch factor(CTDIw表示断层扫描平面的平均剂量的加权剂量指数，CT pitch factor为螺距因子)。根据国际电工委员会的定义将螺旋CT的螺距因子定义为:螺距因子=每圈移床量/(探测器排数×断层准直)。在多螺旋CT中，每旋转一次Z轴方向扫描覆盖的范围为激活的探测器的排数与准直的乘积。所以CTDIvol与多螺旋CT的探测器和准直器有关。本项研究螺距一致P=0.9。64×0.6mm组由于探测器与断层准直乘积数值为 19.2mm，CTDIvol为 9.26mgy;20 ×0.6mm 组此乘积数值为 12mm，CTDIvol为 7.23mgy，同64 ×0.6mm 组比较明显降低21.92%。

有效剂量E指的是扫描范围内各器官接受的剂量以及身体其他部位接受剂量的加权和，可粗略估算出平均有效剂量E=CTDIvol×(扫描长度+准直层厚)×转换系数［4］。欧洲CT质量标准具体给出了颈部是 0.0031 mSv/mGy.cm［5］，由以上公式可计算出平均有效剂量:64×0.6mm组平均有效剂量是0.0878 mSv;20 ×0.6mm 组平均有效剂量是 0.0686 mSv。64×0.6mm组和 20×0.6mm组在相同准直器宽度下，20×0.6mm组比 64 ×0.6mm 组平均有效剂量降低 24.62%(0.0192 mSv)。

螺旋模式采集数据时，CT机在扫描开始和结束时需要额外的扫描或数据采集以便在扫描设定范围内获得重建图像所需的足够多的数据。当MDCT系统的总探测器宽度增加或总的扫描长度减少时，额外扫描所占比例将增多。多层螺旋CT图像的层厚的调节依靠Z方向上探测器的结构决定的，并可以根据准直器组合设置进行不同层厚的重建［6］，往往与数据采集层厚不同，重建层厚只能大于采集层厚，不能小于采集层厚。如采用64×0.6mm的采集方式，可以获得0.6mm层厚的图像也可以重建为1，3和5mm的图像。在多层螺旋CT上可以将薄层采集的图像进行厚层重建，这样即使不用较高的剂量也可以减小了噪声，并获得较高的图像分辨率。在容积扫描时，可以采用各种层厚和层数的组合。多层螺旋CT系统为了更好地平衡图像质量和剂量效率，最薄的层厚覆盖整个探测器是最理想的［7］。

当放射工作人员对外伤后颈椎进行多螺旋CT检查扫描时，应遵循低剂量ALARA(as low as reasonably achievable principle)原理［8］，在满足诊断要求下，尽可能地去减少患者的辐射剂量。本研究表明64层螺旋CT 20×0.6mm的神经模式进行颈椎扫描能够有效的减少对颈椎损伤患者施加的的辐射剂量。

1 Deak PD，Langner O，Lell M，et al.Effects of adaptive section collimation on patient radiation dose in multisection spiral CT.Radiology，2009，252:140-147.

2 郭洪涛，刘勇，袁淑华.CT剂量指数(CTDI)测量研究.中国测试技术，2007，33:33-36，108.

3 贾明轩，张煊，刘为，等.CT检查所致病人剂量的简便估算方法.中华放射医学与防护杂志，2001，21:374-376.

4 Rogers LF.Dose reduction in CT:how low can we go?AJR，2002，179:299.

5 Menzel HG，Schibilla H，Teunen D.Guideline on radiation dose on the patient.European guidelines on quality criteria for computed tomography，2006，113:1305-1310.

6 Klingenbeck-Regn K，Schaller S，Flohr T，et al.Subsecond multislice computed tomography:basics and applications.Eur J Radiol，1999，31:110-124.

7 王巍.多排螺旋CT与多层螺旋CT的应用价值研究.医疗卫生装备，2007，28:54-55.

8 Stovis TL.The ALARA Concept in Pediatric CT:Myth or Reality?Radiology，2002，223:5-6.