放射色胶片用于宽探测器 CT 剂量测量:揭示剂量真相,精准评估辐射风险

【字体: 时间:2025年03月08日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究放射色胶片 LD-V1 用于宽探测器 CT 剂量测量的可行性,研究人员开展相关研究,发现 CTDI100低估辐射剂量,给出校正因子,为评估辐射剂量提供参考。

  # 放射色胶片在宽探测器 CT 剂量测量中的研究:精准评估辐射剂量的新突破
在现代医学中,CT 检查就像医生的 “透视眼”,能帮助发现许多疾病。然而,随着它的广泛应用,其带来的辐射剂量问题逐渐引起人们的关注。目前,医学辐射诊断成为集体总剂量的主要来源,其中 CT 检查贡献了约 50% 的医疗辐射。传统用于表征 CT 扫描仪输出剂量的 CT 剂量指数(CTDI),通常使用 100mm 长的铅笔形电离室和特定体模测量,得到的 CTDI100在 X 射线束宽增加时,因无法完全检测原射线和散射线,会显著低估辐射剂量。而且,对于宽探测器 CT(最大轴向 X 射线束宽可达 160mm ,一次扫描覆盖范围大,常用于心脏成像、全脑灌注等临床场景)的剂量测量方法研究较少,难以满足现代 CT 扫描仪的新功能需求。所以,找到一种更准确的 CT 剂量测量方法迫在眉睫。
为了解决这些问题,蚌埠医学院医学影像学院等机构的研究人员开展了一项关于放射色胶片用于宽探测器 CT 剂量测量的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。这项研究意义重大,它不仅验证了一种新的剂量测量方法,还为临床更准确地评估患者在 CT 检查中的辐射剂量提供了关键依据,有助于平衡 CT 检查的诊断价值和辐射风险。

在研究中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先,利用 256 排 CT 扫描仪(Revolution CT)进行辐射剂量测量,扫描不同的体模(头模和体模)来模拟患者的实际情况。其次,选用 LD-V1 放射色胶片作为测量工具,这种胶片专为辐射诊断中的质量保证和剂量验证设计,能适应不同的实验需求。在实验过程中,通过切割胶片并将其放置在体模的特定位置,获取不同条件下的辐射剂量数据。最后,运用软件(如 Origin 2021、ImageJ)对实验数据进行处理和分析,得出关键的研究结果。

研究结果


  1. 胶片校准曲线评估:以头模和体模中心孔为例,使用 Origin 2021 软件拟合得到校准曲线,其决定系数(R2)分别为 0.99 和 0.97 ,表明胶片的响应与辐射剂量之间有良好的相关性,可用于后续剂量测量。
  2. 不同准直条件下 CTDI100测量比较:研究人员用 ImageJ 软件将胶片的轴向灰度值变化转换为剂量分布,计算出 CTDI100。对比胶片和电离室测量的 CTDI100发现,两者差异总体波动在 -8% 到 +4% 之间,体模中的差异波动更明显,在 140mm 准直时,头模中最大差异达 -12.38%。
  3. 宽 X 射线束准直下控制台显示 CTDIvol的校正因子:研究发现,对于较宽的射线束,控制台显示的 CTDI 会显著低估辐射剂量,CTDIvol,200在 140 和 160mm 束宽时更接近控制台读数。通过计算胶片测量的 CTDI 与控制台读数的比值,得到不同束宽下的校正因子,如头模中 80mm 束宽时校正因子为 1.299,体模中为 1.566 等。
  4. CTDI100测量效率随束宽的变化:总体上,CTDI100的测量效率随轴向束宽增加而降低,头模的测量效率高于体模,体模周边孔的测量效率高于中心孔,且体模周边孔和中心孔测量效率的差异比头模更显著。

研究结论与讨论


本研究表明,LD-V1 放射色胶片可用于宽探测器 CT 在头部和胸部扫描过程中的剂量测量。研究证实,使用 100mm 积分区间的 CTDI100会低估宽探测器 CT 的辐射剂量。研究人员给出了不同束宽下头模和体模中 CTDIvol,300与控制台读数的比值,即校正因子,可用于校正显示值,为 CT 检查中辐射剂量的综合评估提供参考。

不过,该研究也存在一些局限性。比如,获取胶片校准曲线时仅进行了单次曝光,后续可重复实验取平均值以减少不确定性;本研究结果仅基于一台 CT 扫描仪,不同厂家的设备可能存在差异;实验仅在 120kV 管电压下进行,结论不能完全适用于其他情况 。未来可在更多 CT 扫描仪上开展实验,获取更普适的校正因子,更精准地评估宽探测器 CT 的辐射剂量。

这项研究为宽探测器 CT 的剂量测量提供了新的思路和方法,校正因子的提出对准确评估患者在 CT 检查中的辐射剂量至关重要,有望推动临床合理使用 CT 检查,在保障诊断效果的同时,最大程度降低辐射对患者的潜在危害。

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