儿童CT检查的放射防护

李磊 涂彧

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儿童CT检查的放射防护

    通讯作者: 涂彧, tuyu@suda.edu.cn

The radiological protection of the children CT

    Corresponding author: Yu TU, tuyu@suda.edu.cn
  • 摘要: 近几十年来,CT成为诊断疾病的重要影像学手段之一。但是,考虑到患儿的高辐射敏感性,行CT时应当慎重。可以通过对剂量指数、剂量长度乘积、扫描层厚和面积这些CT相关参数的控制来降低患儿受照剂量。在保证CT图像清楚的前提下,对管电流、管电压、螺距的控制,同样可降低患儿受照剂量。通过有效剂量和集体剂量评估患儿的受照剂量。应当在辐射防护三原则的基础上开展患儿CT检查工作。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-25
  • 刊出日期:  2012-01-25

儿童CT检查的放射防护

    通讯作者: 涂彧, tuyu@suda.edu.cn
  • 215123 苏州,苏州大学医学部放射医学与防护系放射医学专业

摘要: 近几十年来,CT成为诊断疾病的重要影像学手段之一。但是,考虑到患儿的高辐射敏感性,行CT时应当慎重。可以通过对剂量指数、剂量长度乘积、扫描层厚和面积这些CT相关参数的控制来降低患儿受照剂量。在保证CT图像清楚的前提下,对管电流、管电压、螺距的控制,同样可降低患儿受照剂量。通过有效剂量和集体剂量评估患儿的受照剂量。应当在辐射防护三原则的基础上开展患儿CT检查工作。

English Abstract

  • 不同的CT很好地适应了各种疾病诊断的需要,而CT在提供解决疾病诊断所需医学影像的同时,也给受检者带来一定的X射线辐射。因此,在充分利用CT诊断技术的同时,不能不关注其所产生的电离辐射对人体健康的影响,尤其是儿童正处于生长发育期,细胞增长旺盛,对X射线更加敏感,尤其对辐射敏感的组织(如骨髓(红)、结肠、肺、胃、乳腺、性腺等)危害更大;另外,儿童的预期生命比成人长,辐射的有害效应在儿童中表现出更大的潜在危害。据报道,接受同样剂量的辐射,儿童患癌症的风险远高于成人,且年龄越小危险性越大。X射线还可严重地影响人类的遗传性, 使受辐射的人群及其子女的寿命缩短[1]。所以,在临床诊断中,应根据放射防护的三原则来判断儿童是否有必要进行CT检查,并对接受CT检查的儿童进行必要的放射防护。

    • 儿童X射线检查所受的医疗辐射,必须遵循X射线检查的正当性和放射防护的最优化原则,在获得必要诊断信息的同时使受检儿童的受照剂量保持在可以合理达到的尽量低水平。对儿童施行X射线诊断检查时,首先,必须注意到儿童对射线的敏感、其躯体较小又不易控制体位等特点,从而采取相应有效的防护措施;其次,必须建立并执行X射线诊断的质量保证计划,提高X射线诊断水平,减少儿童受检者所受照射剂量;另外,各种用于儿童的医用诊断X射线机防护性能、工作场所防护设施及安全操作均须符合GB 130-2002《医用X射线诊断卫生防护标准》。

    • 由于儿童正处于生长发育阶段,细胞增殖旺盛,对X射线更加敏感,而且儿童的预期寿命更长,故其潜在危害也更大。年龄越小,辐射诱发癌症的可能性越大,并且儿童体积小,周径和前后径均较成人小,在相同的CT检查条件下,其接受照射剂量更多[3]

      行CT时,对患者最基本的要求是保持体位不动,但是儿童一般难以做到,这在一定程度上与儿童恐惧心理有关。若儿童在扫描时乱动,不仅会增加受照剂量,也会因图像不清楚而增加重复摄片数。有文献报道,为解除患儿的紧张恐惧情绪,配合检查,口服水合氯醛一般最为安全[4];静脉注射地西泮的报道甚少。做检查前,患儿家属和儿科医师也应积极与患儿沟通,减轻他们的恐惧心理,具体措施:对1岁以内婴儿采取自然入睡法;对1~3岁的儿童采取镇静剂入睡法;对4~7岁的儿童采取精神安慰、鼓励法;对7~14岁的儿童采取做思想工作法[5]

    • CT剂量指数(CT dose index, CTDI):其包括CT剂量指数100(CTDI100)、加权CT剂量指数(weighted CTDI, CTDIW)以及容积CT剂量指数(volume CTDI, CTDIVol)。CTDI100反映的是标准测量模体中某一点所沉积的X射线能量;CTDIW描述的是CT在某一断层面上的平均剂量状况;而CTDIVol则是描述多层螺旋CT在整个扫描容积范围内的平均辐射剂量,与螺距密切相关。由于CTDIW不考虑层厚因数,所以并不代表患者接受的总体辐射。辐射能量植入值却直接与层厚、总的CT扫描层切面数成正比。单个层面的辐射能量植入是CTDIW与受照射层面质量的乘积,在扫描参数不变的情况下,增加或减少扫描范围,会相应地增加或减少患者接收的辐射剂量[6]。儿童患者体型小,接受照射时X射线衰减程度小,在相同的扫描参数条件下,小儿的CTDI明显高于成人[7]

      剂量长度乘积(dose-length product, DLP):是一种间接推算辐射植入能量的方法,DLP能够比CTDIW更好地评价放射致癌风险性[7]。CT沿z轴的扫描长度显著影响受检者所接收的辐射剂量,引入DLP能更好地评价多层螺旋CT的电离辐射风险。国际辐射防护委员会在第87号出版物《控制CT扫描中的患者剂量》中,把一次完整的CT实践的DLP(单位:mGycm)表达为:

      DLP = inCTDIW × nT × N × C [8]

      式中,i为CT序列数;N为旋转圈数;nT为每旋转一圈的标称限束准直宽度(cm);C为X射线管每旋转一周的管电流与曝光时间之积(mAs);而nCTDIw则表示与所用管电压和总标称限束准直宽度相对应的归一的CTDIW(mGy·mA-1·s-1)。在出现多层螺旋CT和引入CTDIVol后,DLP也可更方便地表达为CTDIVol与沿z轴的扫描长度(L)之积[9]

      DLP = CTDIVol × L

      有效剂量:是指各组织、脏器接受的辐射剂量及各器官对射线相对敏感性的乘积之和,因此被认为是最能准确地反映CT检查中辐射危害的量化指标, 由DLP乘以特定的转换系数(k)便可方便地估算出受检者所受的有效剂量,即:

      有效剂量= k × DLP

      式中,与受检者身体不同部位有关的特定转换系数k可以由实验研究而得出。欧盟关于CT的质量标准指南中就列出了此转换系数k与受检者身体不同部位之间的关系[10];也有基于蒙特卡罗方法,通过建立估算模型而求得的[11]

      集体有效剂量(collective effective dose):用于衡量给定的辐射实践导致的群体健康总危害的指标,其表达式为有效剂量与受照人数之积[12]

      多层扫描平均剂量(multiple scan average dose):表征X射线CT多层扫描所致受检者剂量的量[13]

      以上5种辐射剂量参数对评价儿童CT检查可能存在的辐射危害,具有定性、定量的作用。辐射防护的目的,就是在可合理做到的情况下,尽量降低患者的受照剂量。多层螺旋CT可进行快速扫描和大范围容积扫描,与单层螺旋CT相比,其特有的参数可能增加或减少受检者接收的剂量。早期研究表明,多层螺旋CT所致受检者的接收剂量高于单层螺旋CT,但是目前越来越多的研究表明,两者剂量相似,甚至多层螺旋CT所致的剂量较低[14]

      由此可见,降低CT参数可以降低患儿接受的辐射剂量。只有控制好CT参数,才能从根本上降低患儿接受的不必要的辐射剂量。

    • 管电流量:管电流量的降低主要影响CT图像低对比度分辨力,而对高对比度分辨力的影响甚小[15]。管电流量降低对图像质量的直接影响是图像均匀性下降,噪声水平增加;同时,降低管电流量可使患儿所受辐射剂量减少,因此,在保证图像质量的前提下,应尽可能的降低管电流量。有研究表明,把采用最小的剂量并确保满意的图像质量作为选择扫描条件的标准,那么,新生儿头颅CT检查参考条件应当选择120 kVp、160 mAs;2个月~2岁、3~8岁和9~14岁儿童头颅CT检查,在峰值管电压相同的情况下,管电流量应当分别选择180 mAs、200 mAs、240 mAs比较合适[16]

      峰值管电压:峰值管电压的增加同样会增加患儿所接受的辐射剂量。患儿由于体型小,相对缺乏自我过滤,球管电压对患儿所接受的辐射剂量有显著影响[17]。Cody等[18]报告,同样采用120 kVp扫描,年龄越小,表面剂量值越高,峰值管电压为80~140 kVp时,有效剂量会增加5倍;其他条件不变时,从120 kVp降到80 kVp可以降低65%的辐射剂量,但是存在射线硬化伪影,会影响诊断,因此,应该谨慎选择kVp值。稍微降低扫描电压对图像质量的影响是可以被临床医师所接受的。

      螺距:螺距增加,辐射剂量下降,螺距从1:1增加到1.5:1时,辐射剂量可以下降33%,而不影响图像诊断信息[19]

      扫描厚度、扫描时间、扫描容积等也是影响患儿CT图像质量的因素[20]

    • 为防止不必要的照射,在引入任何伴有辐射的实践之前,都必须权衡利弊,只有当带来的利益大于所付出的代价(包括对健康损害的代价)时,才能认为是正当的,那么该实践才为正当性实践[21]。为了做到儿童CT检查的正当性,临床医师应严格掌握儿童CT检查的适应证,避免不必要的检查,防止盲目滥用或泛用CT检查[2]

    • 遵循辐射防护的最优化原则:即在进行辐射实践时,在考虑了经济和社会因素之后,应保证将辐射照射保持在可合理达到的尽量低水平,也就是辐射防护的“可合理达到的尽量低”原则[21]。对儿童行CT检查时,应专门制定最优化的照射计划,选择最佳的物理技术条件,并采取适当的屏蔽防护措施,使儿童接受尽可能低的照射剂量。

    • 典型的成人受检者CT的X射线剂量指导水平是:头、腰椎、腹部的多层扫描平均剂量分别为50 mGy、35 mGy、25 mGy[13];若用成人的扫描条件做儿童CT检查,其接受的辐射剂量至少为成人的2倍[22]。有文献报道,儿童CT检查中,头部扫描所占比例最大,头部所接受的辐射剂量对于全身接受总剂量的贡献是最大的,且男孩比例显著高于女孩[12]。对于不同扫描部位的估算结果可以看出,尽管头部扫描CTDI及DLP相对较高,但有效剂量的结果却是腹部及骨盆部位最高,这主要是由于腹部及骨盆处所含的辐射敏感器官较多所致。儿童CT检查的有效剂量已达到年天然本底辐射的数量级(2.4 mSv),且随着年龄的增加,其有效剂量的变化趋势是不断增加的。因此,应采取相应的防护措施来降低儿童受检者的受照剂量。

      行头部CT检查时,减少眼晶体最有效的方法是采取合适的角度,CT只旋转270°,除去额部的90°,这会使眼晶体接受的剂量最小化[8]。进行儿童颅脑扫描时,当颈部所受辐射为(1.21±0.30)mGy且甲状腺所受照射剂量达到0.20 mGy以上时,就可能引起放射性甲状腺良性结节、慢性放射性甲状腺炎、放射性甲状腺功能减退甚至急性放射性甲状腺炎等[23]。因此,在对儿童行CT颅脑检查时,对颈部进行适当的防护是很有必要的,在实际工作中,可以用铅皮或防护围脖来防护儿童的颈部,以便降低散射线对甲状腺的辐射[19]。在对腰椎、腹部、骨盆、髂部、骶骨、尾骨、尿路、小肠和大腿上部等处行CT检查时,应注意屏蔽睾丸和卵巢。由于卵巢位置多变,因此在对卵巢实施屏蔽时,应尽量扩大屏蔽的范围。对人体表浅器官的防护(如:甲状腺、乳腺、眼晶体、性腺等),可使其受照剂量降低30%~60% [8]

    • 近年来,对于儿童CT检查受照剂量和辐射危害的评价仍在进行,比较一致的结果是:若用成人的扫描条件给儿童做CT检查,其接受的辐射剂量至少为成人的2倍,而目前普遍的情况是医师并未针对儿童采取最优化的扫描条件[24]。目前,研究较多的项目是适用于儿童CT检查的低剂量扫描方案的定义和制定。儿童行头颅CT时所接受的辐射剂量较大,对儿童敏感组织(如:甲状腺、眼晶体等)的辐射危害大,因此,对这方面的辐射防护研究也颇多。但是,国内仍没有针对儿童而设置出一定的最佳扫描条件,或是规定适合不同年龄段儿童的CT检查参数。由于这方面的研究认识还比较局部、零散,且并未真正的系统化,所以参考价值也大大降低。目前比较一致的做法还停留在一些屏蔽防护方面。接受过放射防护培训的医师、X射线工作者,他们可能会有意识地调节扫描参数,降低儿童不必要的受照剂量。但是,大部分医师并没有这方面的防护知识,这对儿童来说,无疑增加了他们受照后的潜在辐射危险。

      希望可以通过各方面的努力,将儿童CT检查参数标准化,使儿童CT检查更加规范化、标准化、最优化!

参考文献 (24)

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