CT劑量指數及其衍生物,如容積CT劑量指數(CTDI vol ),是代表CT掃描儀輸出的常用劑量指標。但它們并不代表患者的劑量。體型特異性輻射劑量(SSDE)估計是以患者為中心的CT劑量度量(參見:CT輻射劑量相關知識入門),是在掃描范圍的中心處對特定尺寸的患者的平均吸收劑量。SSDE計算為CTDI vol 與尺寸相關轉換因子(fsize)的乘積。
等效水直徑(WED)是具有與特定患者相同的X射線吸收的水模的直徑,用于確定吸收劑量并為了計算SSDE。將相同的輻射輸出(即CTDIvol)輸送到等效吸收物體(即WED)將獲得等效的吸收劑量(即SSDE)。然而,X射線吸收取決于光子能量。因此,即使患者的身體尺寸和質量與檢查參數無關,患者的WED也取決于管電壓。
在臨床實踐中,使用一系列管電位設置(例如,70-150kV)。然而,使用患者數據尚未確定使用120kV以外的管電壓對WED和SSDE的影響,這使得這些指標是否適用于當前臨床實踐的問題懸而未決。
來自梅奧診所的學者最近在Radiology上發表文章,對這一問題進行了研究,目的是確定不同的管電壓用于頭部,胸部和腹部患者CT掃描時對WED和SSDE的影響。
(A)大型成人擬人腹部模型的橫截面CT圖像顯示填充有骨等效插入物(頂行)的圓柱形腔和填充有組織等效插入物(底行)的圓柱形腔。大的白色圓圈是模體的骨等效脊柱。左側圖像是原始圖像;右側圖像是骨分割后的圖像。(B) 用于掃描胸部的模體配置。將電離室縱向放置在胸部體模中的掃描范圍的中心(箭頭)。將類似大小的模型放置在每個胸部模型旁邊以提供足夠的散射介質以適應適合于每個尺寸和年齡類別中的典型患者的掃描長度。
這項回顧性研究使用了2013年3月至2017年6月期間獲得的250次CT平掃。所有CT檢查在SOMATOM Definition AS+,SOMATOM Definition Flash及SOMATOM Force(西門子醫療,福希海姆,德國)上完成。 對骨結構進行分割,并修改它們的CT值以反映70、90、110、130和150kV下的骨衰減。 由于可忽略的能量依賴性,軟組織CT數值未改變。 在擬人模型中測量每個管電壓的尺寸并擬合指數函數。 在所有管電壓下確定每位患者的WED和SSDE,相對于120kV的WED和SSDE進行回歸分析,并計算相對于120kV的平均差異。
成人和小兒頭部(A)等效水直徑(WED)值和(B)體型特異性輻射劑量估計 (SSDE)值,與120kV時的相應值作對比。
結果顯示, 在250名患者(中位年齡21.5歲; 四分位間距44歲; 130名女性)中,所有管電壓的WED與所有身體區域120kV的WED呈線性相關(R2=0.995-1.000)。 對于軀干檢查,管電壓對WED的影響可以忽略不計(Cohen d < 0.05)。 在頭部,在70kV下觀察到中等效應尺寸; 然而,WED的平均絕對差異很小(-0.49 ±0.08[SD]cm; P<0.001)。 對于管電壓和患者大小的常用組合,替代管電壓下SSDE相對于120kV SSDE的平均差異小于5%。
(A)成人胸部,(B)成人腹部,(C)兒童胸部和(D)兒童腹部在120kV下相對于相應值繪制的替代管電壓的成人和兒童體型特異性輻射劑量(SSDE)值。
研究發現,在250名成人和兒童患者中,管電壓對WED的影響可以忽略不計。對胸部和腹部CT的WED的影響可以忽略不計。在胸部和腹部CT中對WED的影響可以忽略不計,而在70kV的頭部CT中則影響很小(0.7cm)。此外,管電壓對體型特異性輻射劑量的影響很小。此外,管電壓對SSDE的影響很小,120kV的SSDE與70kV的SSDE之間的差異小于5%。在120kV的SSDE和普通CT方案的替代管電壓的SSDE之間的差異小于5%。
因此,作者認為,美國醫學物理學家協會報告204和293中公布的與尺寸有關的轉換系數的值適合CT掃描儀制造商使用,以計算臨床實踐中使用的光譜范圍的WED和SSDE。未來需要對造影劑增強檢查中的碘量百分比和碘衰減百分比進行研究,以確認這些發現適用于增強CT檢查。