CT扫描中的散射线分析

白金城，迟红卫，王淑萍，门 明，于冬梅，王 冲，陈艳芳，任进军

（河北医科大学附属华北石油管理局总医院医学影像科，河北 任丘 062552）

CT扫描中的散射线分析

白金城，迟红卫，王淑萍，门 明，于冬梅，王 冲，陈艳芳，任进军

（河北医科大学附属华北石油管理局总医院医学影像科，河北 任丘 062552）

目的：探讨CT扫描中散射线剂量与管电流、管电压的关系，以及散射线降到机房本底水平所需的时间。方法：首先记录扫描机房本底剂量水平，然后在CT检查床上放置体部水膜，按照A组140 kV、250 mA，B组120 kV、250 mA，C组140 kV、100 mA，D组120 kV、100 mA 4组条件进行扫描，曝光时间均为5.1 s。于距离扫描架2.5 m处利用辐射剂量仪连续记录不同时间散射线剂量，同时采用高频摄像机记录剂量仪的数字变化，每种扫描条件重复扫描10次，记录曝光开始后30 s散射线辐射剂量，以辐射剂量仪显示的第7秒的数字作为曝光结束后的散射线剂量。结果：曝光结束后5 s内散射线剂量最大，随时间延长逐渐减低。扫描时管电流、管电压值越大，散射线剂量越大，曝光结束后最初5 s散射线剂量各组比较差异有统计学意义。不同扫描条件曝光结束后散射线剂量达到机房本底水平的时间为曝光后20～23 s。结论：散射线剂量与扫描时管电流、管电压有关。采用低剂量CT扫描可降低散射线强度。曝光结束后5 s内机房散射线剂量最大，CT操作技师应做好散射线防护。

散射线；体层摄影术，X线计算机；辐射防护

目前，CT已成为临床工作中基本的检查手段。同时CT可能对人体造成辐射伤害越来越受到关注。X线辐射存在诱发癌症的潜在危险，1.5%～2.0%的肿瘤可能是由于CT扫描辐射产生的［1］。Naidich等［2］于1990年提出了低剂量概念，CT检查中使用低剂量扫描，以及低剂量扫描在头颈部、胸部、小儿等方面的应用已成为研究热点［3-5］。散射线是指穿透人体后的X线在作用过程中产生的方向不定，且比原来射线波长长的X线，既往文献对CT扫描中产生的散射线研究较少。本文对不同扫描条件下扫描结束后散射线剂量及消失时间进行统计分析，为CT检查中陪检人员及技师的射线防护提供帮助。

1 资料与方法

1.1 仪器选择 采用GE 64排CT。辐射剂量仪采用FLUKE 451P电离室巡测仪，每秒刷新一次数据显示，测量范围0～200 mSv/h。剂量仪数字变化情况采用高频摄像机记录。

1.2 方法 首先记录扫描机房本底剂量水平，然后在CT检查床上放置体部水膜，以不同kV、mA扫描，于距离扫描架2.5 m处（接近机房门口）利用辐射剂量仪连续记录不同时间射线强度，同时采用高频摄像机记录辐射剂量仪数字变化，便于统计学分析。每种扫描条件曝光时间均为5.1 s。CT扫描曝光、辐射剂量仪记录及对辐射剂量仪录像同时进行。每种扫描条件重复扫描10次，分别记录曝光开始后30 s辐射剂量，辐射剂量仪每秒刷新一次数据显示，以其显示的第7秒数字作为曝光结束后的散射线剂量，然后将高频摄像机拍摄的辐射剂量仪数字变化慢速回放，并记录相应的每秒辐射剂量。由于CT扫描常用的管电压为140 kV和120 kV，胸部等体层厚度较薄部位扫描管电流约100 mA，腹部等体层较厚部位扫描管电流约250 mA，所以本研究将140 kV、120 kV及250 mA、100 mA 2种管电压、管电流水平分别组合，分为4组：A组140 kV，250 mA；B组120 kV，250 mA；C组140 kV，100 mA；D组120 kV，100 mA。

1.3 观察指标 不同扫描条件曝光结束后散射线的剂量及散射线达到机房本底水平需要的时间。

1.4 统计学方法 应用SPSS 19.0统计软件包，计量资料以±s表示，比较各组检查的散射线剂量采用独立样本t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

CT机房本底水平为0.05～0.07 μSv/h。不同曝光条件各组曝光结束后不同时间段散射线剂量见表1。采用不同kV、mA曝光结束后5 s内散射线剂量最大，散射线剂量随时间延长逐渐减低，散射线剂量与管电流、管电压关系较密切，mA、kV值越大，散射线越强（表1，图1）。100 mA时，采用140 kV和120 kV曝光结束后最初5 s的散射线剂量差异无统计学意义（P>0.05），其余各组曝光结束后最初5 s散射线强度比较差异均有统计学意义（均P<0.05）。曝光后6～10 s，A组与C、D组散射线剂量差异有统计学意义，其余各组差异无统计学意义（均P>0.05）。曝光结束后11～20 s各组散射线剂量比较差异均无统计学意义（均P>0.05）（表2）。各组曝光结束后散射线剂量达到机房本底水平的时间为曝光后20～23 s。

表1 不同曝光条件4组曝光结束后不同时间段散射线剂量（μSv/h，±s）

表1 不同曝光条件4组曝光结束后不同时间段散射线剂量（μSv/h，±s）

时间 A组 B组 C组 D组曝光后1～5 s 14.09±9.69 6.70±4.48 4.78±2.90 4.80±2.77曝光后6～10 s 0.78±0.29 0.66±0.26 0.59±0.23 0.57±0.23曝光后11～15 s 0.28±0.24 0.15±0.51 0.13±0.06 0.13±0.04曝光后16～20 s 0.17±0.06 0.07±0.03 0.06±0.03 0.06±0.02

表2 不同曝光条件4组散射线剂量统计学比较

图1 不同曝光条件曝光结束后不同时间段散射线剂量，

3 讨论

随着CT检查在临床工作中的大量应用，由其所致辐射已成为公众辐射的主要来源。如何降低患者接受CT检查时的X线辐射剂量，是目前普遍关注的问题。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和球管漏射线的照射。国内外已有研究［6-7］通过降低扫描时管电流、迭代重建等低剂量扫描技术减少CT扫描主射线辐射，对X线数字摄影中的散射线也有研究［8-11］，但对CT扫描中散射线的研究未见报道。

曝光时X射线遇到空气、防护墙及其他物体时会产生散射线，散射线的方向不定，且比原来射线波长长。散射线会对陪检人员及CT技师造成额外辐射。CT机的扫描参数（管电流、管电压）等决定了其辐射剂量［12］。本研究显示，散射线的辐射剂量也与扫描时管电流、管电压有关，管电流大、管电压高，散射线剂量高，与低管电流、管电压扫描产生的散射线剂量比较差异有统计学意义，所以在保证图像质量的前提下采用低剂量扫描十分必要。CT扫描时X线辐射剂量与管电流呈线性关系，散射线与管电流关系也较密切，当管电流降低到100 mA时，不同kV扫描的散射线强度比较差异无统计学意义。

不同扫描条件曝光结束后散射线剂量达到机房本底水平的时间为曝光后20～23 s。但曝光结束后5 s内机房散射线强度最大，CT技师及陪检家属应等到曝光结束5 s后进入机房。

根据国际辐射防护委员会（ICRP）的辐射防护标准，从事放射工作人员每年接受的职业照射有效剂量限制为20 mSv，公众接受照射的有效剂量限制为每年1 mSv。散射线强度达到机房本底水平的时间为曝光后20～23 s，实际工作中由于患者数量较多，CT技师不会等到曝光结束后20 s才进入机房为下一位患者检查，因此会受到不同程度的散射线辐射。假设CT技师每天检查100位患者，每次曝光结束5 s后进入机房，每年工作日为200 d，计算1年中曝光结束后5～20 s技师所接受的散射线剂量，累积剂量计算公式为 200×（15 s×100/3 600）×散射线剂量（μSv/h）。采用140 kV、50 mA扫描条件操作技师累积的散射线剂量为266.56～758.03 μSv，远低于国家标准，但由于CT机曝光时及曝光后5 s散射线强度非常大，对陪检人员及患者做好防护非常必要。

［1］Brenner DJ，Hall EJ.Computed tomography--an increasing source of radiation exposure［J］.N Engl J Med，2007，357：2277-2284.

［2］Naidich DP，Marshall CH，Gribbin C，et al.Low dose CT of the lungs：preliminary observations［J］.Radiology，1990，175：729-731.

［3］Aprile I，Ottaviano I，Buono E，et al.Low-dose brain computer tomography sensitivity：a comparative study with a conventional technique［J］.Neuroradiol J，2012，25：151-162.

［4］Gnannt R，Winklehner A，Goetti R，et al.Low kilovoltage CT of the neck with 70 kVp：comparison with a standard protocol［J］. AJNR Am J Neuroradiol，2012，33：1014-1019.

［5］朱晓华，李士骏，薛永明.胸部CT低剂量扫描的图像质量与吸收剂量关系分析［J］.中华放射学杂志，2003，37（10）：945-950.

［6］洪国斌，陈凯，包仕亮，等.16层螺旋CT低剂量扫描在腰椎检查中的初步应用［J］.中华放射医学与防护杂志，2010，30（5）：609-610.

［7］郑余泽，唐颖，汤伟军，等.迭代重建技术在256层CT腰椎低剂量扫描中的应用［J］.中国医学计算机成像杂志，2014，20（2）：195-199.

［8］傅强，张琳，徐克，等.数字X射线摄影机床边胸部摄影时周围散射线量测量［J］.生物医学工程与临床，2010，14（4）：300-302.

［9］张桂芳，唐峰，王鹏程，等.数字X线摄影中原发射线和散射线的实验研究［J］.中国医学物理学杂志，2007，24（4）：240-242.

［10］武乐斌，宋少娟.影像质量与辐射防护［J］.中国医学装备，2005，2（4）：20-24.

［11］顾磊，刘涛.距离及屏蔽对数字床旁X射线摄影散射线防护的影响［J］.中国辐射卫生，2013，22（5）：577-578.

［12］王鸣鹏.CT检查技术学［M］.上海：复旦大学出版社，2004：74-76.

Analysis to the scattered radiation in CT scan

BAI Jincheng，CHI Hongwei，WANG Shuping，MEN Ming，YU Dongmei，WANG

Chong，CHEN Yanfang，REN Jinjun.Department of Radiology，Huabei Petroleum Administration General Hospital Affiliated HeBei Medical University，Renqiu，062552，China.

Objective：To study the relationship between the scattered radiation dose and the scan tube voltage and current in CT scan，and to study the time required of the scattered radiation dose down to the background levels of the CT room.Meth-ods：The background dose level of CT scan room was recorded first.Then the water model was placed on the CT examination bed.Four conditions A：140 kV，250 mA；B：120 kV，250 mA；C：140 kV，100 mA；D：120 kV，100 mA were used in CT scan and the exposure times of every scanning conditions was 5.1 seconds.The scattered radiation dose was continuous recorded using the radiation dosimeter in 2.5 meter distance to the gantry，while the digital changes of the radiation dosimeter was recorded using high-frequency camera.Every scanning conditions was scanned 10 times repeated and the scattered radiation dose was recorded for 30 seconds from the exposure starting.The digital of the radiation dosimeter displayed in the seventh seconds was as the scattered radiation dose after the end of exposure.Results：The scattered radiation dose was attained the maximum within 5 seconds after the end of exposure and decreased gradually with time.When scanning the tube voltage and current larger the greater the scattered radiation dose.There were significant differences of the scattered radiation dose in each group after the end of exposure in the first 5 seconds.The time that the scattered radiation dose after the end of exposure reduced to the background level in different scanning conditions was 20-23 seconds.Conclusion：The scattered radiation dose is related with tube voltage and tube current.Low-dose CT scans can reduce the intensity of the scattered radiation dose.The dose of scat-tered radiation is maximum within 5 seconds after the end of exposure.CT technicians should be prepared scattered radiation protection.

Scattered radiation；Tomography，X-ray computed；Radiation protection

2016-09-22）

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.02.016

中国石油华北油田公司2015科研资助项目（2015-HB-G11-06）。

迟红卫，E-mail：chihongwei1970@163.com。