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医疗CT辐射已成最大非自然放射源 ,如何降低CT辐射水平

时间:2017-12-11 11:50
摘要:自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾
自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。但是,由于人体内有些器官对X线的吸收差别极小,因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是,科学家开始了寻找一种新的东西来弥补用X线技术检查人体病变的不足。
1963年,美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不同,在研究中还得出了一些有关的计算公式,这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。1967年,英国电子工程师亨斯菲尔德(Hounsfield)在并不知道科马克研究成果的情况下,也开始了研制一种新技术的工作。首先研究了模式的识别,然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置,用于对人的头部进行实验性扫描测量,这就是后来的CT机最早的雏形。后来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。
早期的医学X射线探测装置
早期的CT扫描仪雏形
1971年9月,亨斯菲尔德又与一位神经放射学家合作,在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置,开始了头部检查。1971年10月4日,医院用它做了第一次全面检查病人的这试验。这次试验非常成功,患者在完全清醒的情况下朝天仰卧,X线管装在患者的上方,绕检查部位转动,同时在患者下方装一计数器,使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理,使人体各部位的图像清晰、完整的从荧屏上显示出来。1972年4月,亨斯菲尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式宣告了CT的诞生。这一消息引起科技界的极大震动,CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后,放射诊断学上最重要的成就。因此,亨斯菲尔德和科马克共同获取1979年诺贝尔生理学或医学奖。而今,CT已广泛运用于医疗诊断上。
现代医学CT扫描机
从技术上来看,CT是一种利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像的扫描方式,其工作原理是:根据被测物体各部分对射线的吸收与透过率不同,利用X射线束(或者γ射线束)对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线(或者γ射线)信号后将其转变为可见光,再由光电转换模块将其转变为电信号,电信号经模拟/数字转换器转为数字并输入计算机处理。根据所采用的射线不同,CT扫描可分为:X射线CT(X-CT)以及γ射线CT(γ-CT)。
虽然从医学发展的角度来讲,CT扫描是一个飞跃性的进步,但是,但是CT扫描带来的危害也必须引起重视。CT主要的危害来自于射线源,高能射线源能对人体组织及环境造成不可逆转的破坏,即使是医用的X射线CT,多次的累积使用,X射线依然会对患者被照组织产生一定的影响。虽然CT从早期高辐射CT进化为现在的微辐射CT,但据相关统计数据显示,自1980-2006年,医学辐射却从人均0.53mSv增至3.1mSv,其中一半源自CT,CT已成为最大的非自然辐射。
医学诊断照射的典型有效剂量表
一方面,CT提供了肿瘤等的重要依据。它能使人体内的器官以立体、高分辨率的形式显示出来,更真实、清晰地显示病变的部位,协助医生诊断病因。另一方面,X射线能够损伤人体组织,有可能诱发癌症等疾病,且危险性与接受的射线多少呈正相关。根据国际辐射防护委员会的研究结果估算,以一个1000万左右人口的城市为例,每年大约会有350人可能因照射X线诱发癌症、白血病或其他遗传性疾病。
不同辐射剂量下射线对儿童健康的影响
个人年均辐射接触按理限值标准
有报道指出,牛津大学和英国癌症研究中心的科学家在对15个工业国家的统计数据分析研究后发现,英国每年诊断出的癌症病例中有0.6%是由X线检查所致;在德国,1.5%的癌症患者是由X线导致的;在X线和CT检查更为普遍的日本,每年新增癌症病例中有3.2%是由这两项检查造成的。
专家认为,目前仍然缺乏大样本的科研数据证明CT致癌与否、致癌的计量大小,因此各医院应当通过更新设备降低CT辐射剂量,严格控制CT使用的适应症来达到最优化的原则:以最小的代价和最小的辐射量来获得有价值的医学影像。
既然CT辐射对人体有一定影响,那我们应如何降低CT辐射影响?
降低CT辐射措施一:降低管电流(mA)。管电流与辐射剂量之间呈线性相关。保持管电压不变,降低管电流,是目前降低辐射剂量的主要方式之一。
降低CT辐射措施二:增加螺距(Pitch)。其他扫描条件不变时,Pitch增加,患者接受辐射剂量降低。但Pitch加大,层面敏感性曲线增宽,使影像在Z轴的空间分辨率下降,故增加螺距降低辐射剂量在可行性方面受到限制。
降低CT辐射措施三:降低管电压(KV)。降低管电压使辐射剂量下降的同时也使X线质量降低,其后果是射线穿透力降低、吸收辐射比例增加,导致患者接受辐射量和图像质量之间的平衡关系被破坏,改变影像质量。因此,应慎用降低管电压方法进行CT低剂量扫描。

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