范怡涵1 , 秦天1 , 王梦廷2 , 梁保辉1
1. 蚌埠医科大学 安徽省 蚌埠市
2. 安徽省胸科医院 安徽省 合肥市
【摘要】目的 有数据表明,CT检查频次占全部影像学检查频次的比例不足20%,但占影像学检查总剂量的60%,因此越来越多的人关注到CT辐射剂量的评估。在实际测量中,计算机断层扫描剂量指数(CTDI)通常使用一个100mm长的指形电离室和由聚甲基丙烯酸甲酯圆柱体组成的标准剂量体模进行。宽束CT在轴向的射线束宽度不低于40mm,上述长度的电离室不足以完全检测到主射线束和散射线,造成辐射剂量被明显低估。鉴于免洗胶片的尺寸可以任意裁剪,在宽束CT辐射剂量测量方面具备一定优势,本实验的目的是探究利用胶片测量宽束CT辐射剂量的可行性,并讨论积分范围对测量结果的影响,以对患者实际接收到的辐射剂量进行更准确地评价,从而提出更有效的防护措施。
方法 使用的实验装置有:免洗胶片、扫描仪、GE Revolution CT、100mm的指形电离室、两个直径16cm、高度15cm的头部体模。首先需要得到胶片在体模孔中的校准曲线,以中心孔为例:将裁剪好的胶片(尺寸:15cm×1cm)置于中心孔,橙色面朝向光源,将胶片定位在机架的等中心。选择头部扫描方案,管电压、射线束准直设置为120kV、40mm,在胶片剂量敏感范围内(1-200mGy)通过改变管电流对胶片多次曝光,曝光后的胶片经扫描仪读取得到数字图像,经ImageJ软件分析,提取红色通道的数据,感兴趣区ROI设置为(2cm×3cm)。经以下公式计算胶片反射密度的净变化:RDnet=log10(PVunexp/PVexp),其中,PVunexp和PVexp为未曝光和曝光胶片样品的平均像素值。在同样的条件下,将电离室置于中心孔,以获得确切的吸收剂量。利用Origin 2021软件拟合对应的RDnet和吸收剂量值,即可得到中心孔的校准曲线。依据上述方法,得到剩余周围孔的校准曲线。为了验证该拟合曲线是否可以应用于宽束CT辐射剂量的测量,同时为了研究积分范围对CTDI测量值的影响,将两个头部体模首尾连接,同时将加长的胶片条(尺寸:30cm×1cm)置于体模孔中,选定头部扫描协议,管电压、管电流设置为120kV、200mA,调整射线束准直80-160mm,同样将胶片定位在等中心时进行曝光,胶片经扫描仪读取得到数字图像,再利用ImageJ和拟合的校准曲线得到剂量分布,利用以下公式计算CTDI:CTDI=Pdim*/W, 其中Pdim为像素尺寸(0.127mm),W为射线束准直,Di为相应位置的剂量分布值。通过选取不同的积分范围得到CTDIw,100和CTDIw,300。 胶片实验结束后,将电离室置于体模孔中,在相同的条件下得到CTDIw,100,比较使用电离室和胶片测量得到的CTDIw,100的差异,同时利用CTDIw,100/CTDIw,300求得测量效率。
结果 1、120kV下拟合的胶片校准曲线:
y=55.051*[exp(7.81538*x)-1](中心孔)
2、80-160mm准直下,利用校准曲线得到的CTDIw,100和用电离室得到的CTDIw,100的误差范围为0.41%-4.76%,测量效率分别为73.83%、72.86%、69.19%、62.64%、59.18%。
结论 经胶片的校准曲线测得与使用100mm指形电离室测得的CTDIw,100误差范围在0.41%-4.76%,随着轴向射线束宽度增加,可以看到测量效率是呈下降趋势的,与其他人的研究结果一致,进一步说明CTDI100会低估宽射线束的辐射剂量,需加强防护手段,同时也证明利用免洗胶片测量宽束CT辐射剂量分布的可行性,可应用于更大积分范围的CTDI测量。