CT防护标准讲述

对“X射线计算机断层摄影放射卫生防护标准”的评述

内容一概述二术语定义三CT防护性能要求四CT机房防护要求五CT安全操作要求

一概述

GBZ165-2005“X射线计算机断层摄影放射卫生防护标准”于2005年3月17日发布，于2005年10月1日实施，其目的是在加强X射线计算机断层摄影的放射卫生防护管理，保障X射线CT中有关工作人员，受检者和患者的健康与安全，促进X射线CT的合理应用。从三个层面上阐述并规定了该标准的全部要求：——X射线CT的防护性能要求；——X射线CT的机房设施的防护要求；——X射线CT的安全操作要求。该标准适用范围较广泛，它不仅包括对X射线CT的生产过程设备的防护性能要求，也包括了对使用这种装置的机房设施和安全操作中防护要求。二术语和定义

虽然该标准只列出了二个术语和定义，但被该标准引用的其他文件有许多重要术语，尤其是引用YY0309和GB/T17589中适用的一些术语，在此也一并加以介绍。1.CT扫描装置CTscanner全称为X射线计算机体层摄影设备，简称CT。这种X射线诊断设备是对同一个轴面以不同的角度在X射线曝光下，用计算机重建在身体中X射线衰减数据产生出一种身体横断面的图像。2.CT运行状态CTconditionofoperation主导CT扫描装置运行的所有可选择的那些参数，包括标称体层切片厚度、螺距因子，滤过、X射线管峰值电压、X射线管电流、加载时间和电流时间积。3.剂量分布doseprofile以位置作为函数沿一条直线所表示的剂量。4.灵敏度分布sensitivityprofile沿垂直于体层平面的一条直线上以位置作为函数表示的X射线扫描装置的相对响应值。

5.CT剂量指数100,Computedtomographydoseindex100(CTDI100)

沿垂直于体层平面一条直线上剂量分布除以X射线管在单次轴扫描时产生的体层切片的数目N和标称切片厚度T的乘积从-50mm到+50mm的积分。式中：D(z):沿体层平面垂直线z的剂量分布，这个剂量用空气吸收剂量表示；

N：X射线管在单次轴扫描时产生的体层切片的数目;T：标称体层切片厚度。注释：(1)CTDI100术语比美国食品药品管理局（FDA）法规规定的从-7T到+7T的积分CTDIFDA术语更具有代表性。

(2)这个剂量表示空气的吸收剂量。这一规定是为了避免目前存在混乱。一些CT扫描装置生产厂商以空气吸收剂量表示该剂量，而另一些生产厂商是用聚甲基丙烯酸酯（PMMA）的吸收剂量表示该剂量。尽管CTDI100用空气吸收剂量表示，但对于实用目的，在一个PMMA材料制成的剂量模体中评估空气吸收剂量近似等于在这个模体中用电离室测量的空气比释动能。(3)该定义中设定剂量分布是以z=0为中心。(4)对单次轴扫描通常为X射线管旋转360º一圈。

6.CT螺距因子CTpitchfactor

简称CT螺距，在螺旋扫描中X射线管每转一圈时患者床在水平方向上的行程距Δd除以体层切片的数目N与标称体层切片厚度T的乘积：CT螺距因子=Δd/NT式中：Δd：X射线管每转一圈时患者床在水平方向上的行程距，N:体层切片的数目,T:标称体层切片厚度。螺距:在螺旋CT扫描中,机架每旋转一圈患者移动距离与CT扫描标称宽度的比值。7.体层切片tomographicsection单次轴扫描中所收集到的X射线衰减数据的体积。注：沿Z轴由多层探测器单元构成的一台CT扫描装置，对单个采集道（所选择的一组探测器单元）所收集的X射线衰减数据的体积称为体层切片，这并不等于整个受照射的体积。8.体层切片厚度tomographicsectionthickness在一个体层切片的等中心上所获得的灵敏度分布的最大半高全宽（FWHM）。9.标称体层切片厚度nominaltomographicsectionthickness在CT扫描装置的控制面板上选择和指示的体层切片厚度。注：在螺旋扫描中，一幅重建图像的厚度取决于螺旋重建的算法和螺距，而这个厚度不等于该术语定义的标称体层切片厚度。这个重建图像的厚度在螺旋扫描前选择和在面板上表示出来。

10.加权CT剂量指数（CTDIW）weightedCTDI100

在实际检测中分别测量CTDI100（中心）和CTDI100（周边）值，对这二种测量值加权求和得到CTDIW:CTDIW=1/3CTDI100（中心）+2/3CTDI100（周边）式中：CTDI100（中心）：在CT剂量模体中心孔用笔形电离室测量的CTDI100，CTDI100（周边）：在CT剂量模体表面下10mm四个孔上用笔形电离室测量的4个CTDI100值的平均。11.容积CTDIWVolumeCTDIW(CTDIVol)对在所选择的CT运行状态下所扫描过的总的体积的平均剂量的一种描述，对于螺旋扫描时，其表达式为：CTDIVol=CTDIW/P式中：

P:螺距因子。注：由CT生产厂商提供的CTDIVol的显示值仅是某一种扫描模式的代表值，并不是在CT扫描装置上实际的测量值。

12.Z轴方向的几何效率εg,geometricefficiencyinz-directionz轴方向的几何效率εg是指灵敏度分布的最大半高全宽（FWHM）与剂量分布的最大半高全宽（FWHM）的比值，即：εg=FWHMSSP/FWHMDP•100%理论上，εg接近100%，当这个值低于70%应引起用户重视。14.验收检测acceptancetest验收检测是X射线诊断设备安装完毕或重大维修后，为鉴定其影响影像质量的性能指标是否符合约定值而进行的检测。15.状态检测statustest状态检测是为评价X射线诊断设备状态而进行的检测。16.稳定性检测constancytest稳定性检测是为确定x射线诊断设备或在给定条件下形成的影像相对于一个初始状态的变化是否符合控制标准而进行的检测。17.基线值baselinevalue基线值是X射线诊断设备功能参数的参考值。是在验收或状态检测合格之后，由最初的稳定性检测得到的数值或由相应的标准给定的数值。三、X射线CT的防护性能技术要求这一节包括该标准的核心内容和关键技术指标、检测与评价方法。但是，这些具体要求并没有在该标准中指出，而是在该标准的规范性引用文件的条款中指出，因此，为便于大家了解，把这些引用文件的重要条款加以阐述。在该节中提出的三项防护性能技术要求：1.X射线CT中的X射线源组件和X射线管组件应有足够铅当量的防护层，使距焦点1m远处漏射线空气比释动能率小于1.0mGy/h（4.1.1条款）。（引自GB9706.11和GB9706.12标准）。检测方法：在组件的窗口处用不小于10个半值层铅屏蔽块遮挡，在最高电压和最大管加载条件下距焦点1m处球面上测量。2.X射线CT在给定条件下，CTDIW不应超过下列值：头部50mGy,腰部35mGy和腹部25mGy（4.1.2条款）。(这是引自GB18871国家安全基本标准对CT的诊断指导水平要求)。检测方法：使用国际标准的CT电离室CTDI100（中心）和CTDI100（周边）测量，利用公式计算出CTDIW值，体模的测量结果可分别代表患者提部和头部的CTDIW值，必须注意在测量时要正确选择头部、腰部和腹部的CT运行状态是在临床的条件下。3.X射线CT符合Y0309和GB/T17589要求（4.1.3条款）。这一条技术要求太笼统，而这二个国标的内容又很丰富，有些条款并不适用于该标准，因此，有必要较详细地介绍下这二个国标中符合该标准要求的一些相关内容。(一)YY0309标准简介它是一个医药行业标准，于1998年5月21日由原国家药品监督管理局发布的，它是等同采用IEC60601-2-44:1998国际电工委员会一个标准。这个标准内容涉及X射线CT的安全的专用要求，这种安全除包括对不需要的或过量的电离辐射的危害的安全防护要求外，还包括对电气危险，对机械危险，对易燃麻醉混合气体点燃危险和对超温得危险的安全防护要求。

需要指出的是IEC60601-2-44:1998标准已有二个修改版本，即IEC60601-2-44:2001和IEC60601-2-44：2002，后者为最新版本。由于引用国标YY0306未注明日期，因此，这个最新版本是适用的，而下面介绍的一些内容是引用这个新版本文件中的第五篇X射线辐射防护,包括以下8方面内容:1.X射线辐射的紧急停止

在靠近患者床或机架附近电路中配置容易识别和可触及的一种装置，实现紧急中断供电和终止X射线管加载；操作状态的指示，应在控制台上提供准备状态的绿色灯光指示和加载状态的红色灯光指示。应配置一种外部连锁装置能够中止x射线发生器发出X射线辐射和阻止X射线发生器开始发射X射线辐射。

2.提供剂量测量相关信息和资料

（1）使用CT剂量头模和体模测量下述几种剂量学的量：CTDI100（中心值），CTDI100（周边值），加权CTDI100（CTDIW）,容积CTDIW（CTDIVOL）。（2）在CT运行状态中的控制台上必须显示出CTDIW和CTDIVOL的数值。（3）在头部和体部CT剂量模体的中心位置测量剂量分布和灵敏度分布，并在随机文件中给出三种标称体层切片厚度（最小、最大和中间）的这二种分布图的资料。（4）提供Z轴方向的几何效率的相关数据，当Z轴方向的几何效率低于70%的切片，必须在操作台上显示出这些数值，以提醒用户引起关注。3.CT扫描装置在设计结构上应保证焦点至皮肤距离不小于150mm。4.对过量X射线辐射提供自动中止的安全防护措施，包括对计时器失效、CT扫描装置功能失效、在CT检查期间运行状态发生任何意外事故都应自动地中止X射线的照射。5.要求X射线CT控制台上应清楚显示某一扫描程序所使用的CT运行状态的各种技术参数；要求对辐射开始照射时能显示患者进入和移出初始线束的状态，并在控制台有音响指示。

6.对X射线CT辐射质要求，是通过对其总过滤的第一半值层进行评价，照射到患者处的X射线束的第一半值层不小于下表所给出最小允许值。

X射线管电压（kVp）最小允许第一半值层*（mmAl）<6060708090100110120130140>140线性外推求出1.92.12.42.73.03.43.84.24.6

线性外推求出**

此值与2.5mmAl总滤过相对应

7.X射线照射野范围限定和指示

（1）提供一幅定位像，设定要获取的体层切片，当机架在垂直位置时，所指示切片的基准值与真实位置不应大于2mm。（2）应配置用于标记体层切片的位置的光野器械，它在周围光照度为500lx条件下光野能清晰可见，光野中心和体层切片中心的一致性在2mm内。（3）患者床移动的距离准确性在135kg负载条件下往返运动30cm范围，扫描距离的偏差不超过1mm。

8.X射线CT的杂散辐射防护

X射线CT周围的剂量分布称为杂散辐射，它由患者和CT周围物体发出散射线和X射线管泄漏辐射造成的。（1）测量条件：必须在导致能产生单位电流时间乘积（mAs）最大局部剂量的负载和选择最高的X射线管电压条件下测量，使用一个圆柱形散射模体（水或PMMA材料）,其尺寸为Φ32cm,14到20cm长。测量区域包括在机架和患者床周围3m*3m的矩形空间，CT运转中心高度的水平面上测量。（2）测量单位用mGy/mAs或μGy/mAs表示，有关测量数据应在随机文件上给出。（二）GB/T17589标准简介

该标准《X射线计算机断层摄影装置影像质量保证检测规范》规定了医用X射线CT的影像质量保证的检测项目与要求，及其检验方法。适用于CT机验收检测和使用中状态检测及稳定性检测，但不适用于CT机生产中的质量控制。严格讲，这个标准的一部分内容适用于该GBZ165标准的对设备安全防护技术性能要求范围；按另一部分内容适用于该GBZ165标准对CT临床操作中质量控制检测要求范围。对CT设备安全防护性能要求检测项目包括：1.定位光精度检测；2.患者诊断床定位精度检测；3.扫描架倾角检测；4.CT剂量指数100（CTDI100）检测，包括头模、体模中心和周边；

对于CT临床操作中质量控制检测项目包括：1.层厚偏差检测；2.水CT值、噪声及均匀性检测；3.高对比分辨力检测；4.低对比分辨力检测；

对以上各个检测项目使用的主要检测设备包括：CT影像质量性能检测模体；CT剂量检测仪器（包括笔形电离室和静电计单元）；CT剂量模体（头模和体模）。CT剂量指数测量工具NewCT-SD16

ProgramandApplicationTack...CT-SD16长杆探头（

320mm

）新型探头有两个细的固体探头，固定位置安装。

在床移动扫描时，整个探测器受到照射，但通常情况下两个探测器不是被同时照射的，探测器D1用于触发测量系统，D2用来采集剂量指数。它可在X射线束的每个位置进行剂量测量。软件支持一种“门式”静电计，通过选择一个延迟，等候触发，然后采集剂量，并在可选择的区段进行积分。这样就得到的是剂量分布的曲线。

为得到准确的扫描速度，用两个探测器之间的距离(160mm)

除以双峰之间的可以时间，可以计算床的速度为160mm/3.22s=49.7mm/s。即可以测量轴扫描的CTDI100，还可以测量多排螺旋的CTDIvol，并通过实时采集的波形判断出FWHM和散射指数。当探头放置在模体周围的四个孔中时，因为距离管球的位置发生变化，在得到该位置CTDI的同时，会得到有波峰的图象，两个波峰的间隔时间就是CT扫描一周的时间Catphan600性能模体Catphan600性能模体

四、X射线CT的机房的防护要求

该标准提供四条机房防护要求，除一条需要进行数学计算或进行必要的检测外，其他3条都是一般性的，它们是：1.CT机房的使用空间面积不应小于30平方米,机房内不应堆放无关杂物（5.1条款）。2.CT机房门外应张贴辐射警示标志，安装工作状态指示灯（5.3条款）。3.CT机房应保持良好通风（5.4条款）。4.CT机房的墙壁应有足够的防护厚度。机房高度以及门窗应符合放射防护要求（5.2条款）。

对5.2条需要展开如下讨论。

CT机房的防护屏蔽设计对于CT机房防护屏蔽主要是考虑患者和CT扫描机附近物体所致的散射辐射的贡献，不必考虑CT扫描机的主射线束和漏射线的贡献。本文将阐述对CT机房墙壁的屏蔽厚度设计要求的基本思路，供大家参考。以下按步骤说明：第一步：先设定一个剂量约束限值P,此值可以按职业人员年剂量限值的某一份额或者按公众的年剂量限值的某一份额，通常此值用每周剂量限值计算；第二步：由生产厂提供待评价CT机房所选定类型CT机呈45º角放置距机架等中心1米处归一化空气的比释动能率（Xs），单位mGy/mA•min。此值可由生产厂提供。第三步：计算所选定CT机的工作负荷W，其单位为mA.min/week；计算方法为：1.每一患者检查时使用扫描层面平均数目Rs；2.每天8小时检查患者平均数目Rp;3．每次扫描使用mAs的平均值Q。利用公式给出W为：W=Rs•Rp•Q/12=（Rs个扫描层面/每个患者）•（Rp个患者数目/每天）•（mAs/每个扫描层面）•（1min/60s）•（5天/周）=（Rs•Rp•Q）/12（mA•min/周）

第四步：确定机房屏蔽墙外某一点距机架等中心点距离d（米），不同方向的墙壁外某一点有不同的d值，这必须根据每一个机房面积大小而定。第五步：利用公式计算透射函数B（mGy•m2/mA•min）:B=墙壁外d点空气比释动能（通常用限值P表示）/墙壁外d点未设置屏蔽时空气比释动能=P•d2/Xs•W•T•U(mGy•m2/mA•min)式中：P:按职业人员考虑取0.1mSv/周（相当于5mSv每年）或按公众人员考虑取0.006mSv/周（相当于0.3mSv每年）；

Xs：距CT机机架等中心1米处归一化空气比释动能率（mGy/mA•min）；

W：为选定CT机的工作负荷（mA.min/week）；

T:居留因子，包括全居留T=1,部分居留T=1/2或1/4，偶尔居留=1/10或1/20；

U：线束占用因子，对于散射辐射U=1。第六步：求出B后，可利用下式计算出所需Pb厚度（t）：

t=（1/αγ）ln[(B-γ+β/α)/(1+β/α)]式中：t:屏蔽体厚度（Pb为毫米，其他材料为厘米）；B：屏蔽体的透射函数；

α，β，γ：为一组常数，由下表查出。

屏蔽材料 α βγ 120kVp140kVp 120kVp140kVp120kVp140kVp铅（Pb）2.73942.766713.22910.85500.62040.4628混凝土0.39160.3422 0.94291.02811.17921.1691

以上这个方法称之为mA.min/week（毫安分/周）工作负荷方法，这个方法近年受到了挑战，因为相同曝光参数下，对于多层面扫描机，扫描一个360º旋转圈的2厘米总层面宽度所需的mA.min/week工作负荷，仅为一台单层面扫描A机采集一个360º旋转圈的1厘米层面宽度所需mA.min/week的工作负荷的1/2。但是，这二种扫描的散射空气比释动能近似相同，因

此，美国NCRP不再推荐这种方法。

NCRPNO147报告采用CT扫描机常用的二个剂量学的量CTDI100和DLP各乘一个常数，给出距机架等中心1米处散射空气比释动能近似关系，根据所检查患者周人数和使用曝光技术因子，计算出相应工作负荷和在待测d点上的每周次级空气比释动能数值，根据上述B透射函数定义，求出在待测d点上B值，通过查相应Pb(或混凝土)厚度与B关系曲线得到屏蔽材料厚度（mm）。将上述这二种方法分别称为CT机剂量指数100（CTDI100）工作负荷法和CT剂量长度乘积（DLP）工作负荷法。

新的GBZ/T180-2006“医用X射线CT机房的辐射屏蔽范围”是采用英国标准提供的一种CT散射线等剂量曲线图方法,这种方法必须利用CT生产商所提供的CT机的完整数据。它是利用总层面宽度(Tb)和相关技术参数(kVp和mAs等)进行归一化实现的。五、X射线CT的安全操作要求这一部分共有11条款，可以概括三种照射类型：职业照射、医疗照射和公众照射，体现三种不同人员照射和不同的防护要求。（一）对职业人员照射有三条1.X射线CT工作人员所受职业照射的个人年剂量限值应符合GB18871的规定（见6.1条款）。通常的CT检查，操作人员在控制室，不会受到扫描期间X射线照射，但是在CT透视介入放射学程序中，工作人员往往靠近患者床受到较高散射线照射，尤其是医生的手部受到高剂量照射。有报道在一次完整的CT透视程序中医生手部受到主线束照射剂量达120mGy,这样将限定医生只能每年做4次这种程序就会达到职业人员手部年剂量限值500mSv。2.X射线工作人员应接受严格的上岗前培训并取得相应资格，熟练掌握专业技能和防护知识（见6.2条款）。3.在X射线CT检查的教学实践中，要求注意对学员的放射防护，并认真执行GB18871有关规定（6.11条款）。实际对于在放射科实习的学员应按职业人员标准要求，因为他们是在其工作过程中受到照射。（二）对公众照射的条款只有一条4.在X射线CT机房与周围环境的防护要求应符合GB18871的规定（见6.1条款），这已在上述机房设计中按公众年剂量限值分额考虑（每年0.3mSv），可以达到这一要求。（三）对受检者和患者医疗照射的条款有七条1.对X射线CT受检者和患者所受医疗照射的防护符合GB18871的规定（见6.1条款）。这一条太原则化，实际上GB18871在第7章医疗照射的控制中，并没有对CT设备的患者或受检者防护的专门论述，但一些防护原则都包括在放射诊疗设备和放射诊断操作等各项条款的论述中。2.X射线CT工作人员和有关临床医师应加强X射线CT检查的正当性判断，严格掌握适应症，并注意查阅有关各种检查资料，避免不必要的检查，合理应用X射线CT诊断（见6.3条款）。在临床CT检查中，认真贯彻这一条非常重要，这是CT工作者和临床医师必须承担的一项责任和义务。目前存在一种普遍的倾向是（1）医师滥用CT检查；（2）医院间重复做CT检查；（3）用CT检查作为体检的一种常规方法，这些都是不正当的。3.X射线CT工作人员应针对临床实际需要，正确选取并优化设备的工作参数，在满足诊断需要的同时，合理减少受检者与患者所受照射（见6.5条款）。各国开展的CT剂量调查表明，任何一种特定部位CT检查，患者接受的剂量变化范围在10-40倍，甚至更高，造成如此大的原因就是不同的CT操作人员采用扫描参数不同所致，包括对管电流（mA），扫描长度，层厚度（准直），每旋转360度床的步进距（螺距），管电压（kVp）以及使用造影剂附加扫描等选择差别，因此，对它们严格的控制和认真优化选择，才能保持患者的剂量处于合理低水平。4.对孕妇和儿童的X射线CT检查应慎重进行，儿童受检者要采取固定措施。对受检者与患者均应注意非检查部位的防护（6.9条款）。已有报道对妇女做盆腔CT检查，其子宫所受吸收剂量达到80mGy,因此，在通常情况下，对孕妇进行腹部或骨盆检查时应认真考虑它的正当性，但在急诊情况下，并不反对孕妇做这些部位的CT检查，但这时应通过使用监视器密切观察CT机主射线束的准直，能准确控制相关位置，尽量避开子宫位置是可能的。

对于女孩或年轻妇女做胸部CT检查应进行正当性分析，因为这一年龄组群体因辐射引起乳腺癌风险较高。调查表明对于成年妇女胸部CT检查所致乳房平均剂量为20-50mGy，相当于10-25次双侧单个投照方向的乳腺摄影检查腺体平均剂量。