醫療CT輻射已成最大非自然放射源 ，如何降低CT輻射水平
2017-12-11
自從X射線發現后，醫學上就開始用它來探測人體疾病。但是，由于人體內有些器官對X線的吸收差別極小，因此X射線對那些前后重疊的組織的病變就難以發現。于是，科學家開始了尋找一種新的東西來彌補用X線技術檢查人體病變的不足。
1963年，美國物理學家科馬克發現人體不同的組織對X線的透過率有所不同，在研究中還得出了一些有關的計算公式，這些公式為后來CT的應用奠定了理論基礎。1967年，英國電子工程師亨斯菲爾德(Hounsfield)在并不知道科馬克研究成果的情況下，也開始了研制一種新技術的工作。首先研究了模式的識別，然后制作了一臺能加強X射線放射源的簡單的掃描裝置，用于對人的頭部進行實驗性掃描測量，這就是后來的CT機最早的雛形。后來，他又用這種裝置去測量全身，獲得了同樣的效果。
早期的醫學X射線探測裝置
早期的CT掃描儀雛形
1971年9月，亨斯菲爾德又與一位神經放射學家合作，在倫敦郊外一家醫院安裝了他設計制造的這種裝置，開始了頭部檢查。1971年10月4日，醫院用它做了第一次全面檢查病人的這試驗。這次試驗非常成功，患者在完全清醒的情況下朝天仰臥，X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉動，同時在患者下方裝一計數器，使人體各部位對X線吸收的多少反映在計數器上，再經過電子計算機的處理，使人體各部位的圖像清晰、完整的從熒屏上顯示出來。1972年4月，亨斯菲爾德在英國放射學年會上首次公布了這一結果，正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動，CT的研制成功被譽為自倫琴發現X射線以后，放射診斷學上最重要的成就。因此，亨斯菲爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學或醫學獎。而今，CT已廣泛運用于醫療診斷上。
現代醫學CT掃描機
從技術上來看，CT是一種利用計算機技術對被測物體斷層掃描圖像進行重建獲得三維斷層圖像的掃描方式,其工作原理是：根據被測物體各部分對射線的吸收與透過率不同，利用X射線束（或者γ射線束）對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X射線（或者γ射線）信號后將其轉變為可見光，再由光電轉換模塊將其轉變為電信號，電信號經模擬/數字轉換器轉為數字并輸入計算機處理。根據所采用的射線不同，CT掃描可分為：X射線CT（X-CT）以及γ射線CT（γ-CT)。
雖然從醫學發展的角度來講，CT掃描是一個飛躍性的進步，但是，但是CT掃描帶來的危害也必須引起重視。CT主要的危害來自于射線源，高能射線源能對人體組織及環境造成不可逆轉的破壞，即使是醫用的X射線CT，多次的累積使用，X射線依然會對患者被照組織產生一定的影響。雖然CT從早期高輻射CT進化為現在的微輻射CT，但據相關統計數據顯示，自1980-2006年，醫學輻射卻從人均0.53mSv增至3.1mSv，其中一半源自CT，CT已成為最大的非自然輻射。
醫學診斷照射的典型有效劑量表
一方面，CT提供了腫瘤等的重要依據。它能使人體內的器官以立體、高分辨率的形式顯示出來，更真實、清晰地顯示病變的部位，協助醫生診斷病因。另一方面，X射線能夠損傷人體組織，有可能誘發癌癥等疾病，且危險性與接受的射線多少呈正相關。根據國際輻射防護委員會的研究結果估算，以一個1000萬左右人口的城市為例，每年大約會有350人可能因照射X線誘發癌癥、白血病或其他遺傳性疾病。
不同輻射劑量下射線對兒童健康的影響
個人年均輻射接觸按理限值標準
有報道指出，牛津大學和英國癌癥研究中心的科學家在對15個工業國家的統計數據分析研究后發現，英國每年診斷出的癌癥病例中有0.6%是由X線檢查所致；在德國，1.5%的癌癥患者是由X線導致的；在X線和CT檢查更為普遍的日本，每年新增癌癥病例中有3.2%是由這兩項檢查造成的。
專家認為，目前仍然缺乏大樣本的科研數據證明CT致癌與否、致癌的計量大小，因此各醫院應當通過更新設備降低CT輻射劑量，嚴格控制CT使用的適應癥來達到最優化的原則：以最小的代價和最小的輻射量來獲得有價值的醫學影像。
既然CT輻射對人體有一定影響，那我們應如何降低CT輻射影響？
降低CT輻射措施一：降低管電流（mA）。管電流與輻射劑量之間呈線性相關。保持管電壓不變，降低管電流，是目前降低輻射劑量的主要方式之一。
降低CT輻射措施二：增加螺距（Pitch）。其他掃描條件不變時，Pitch增加，患者接受輻射劑量降低。但Pitch加大，層面敏感性曲線增寬，使影像在Z軸的空間分辨率下降，故增加螺距降低輻射劑量在可行性方面受到限制。
降低CT輻射措施三：降低管電壓（KV）。降低管電壓使輻射劑量下降的同時也使X線質量降低，其后果是射線穿透力降低、吸收輻射比例增加，導致患者接受輻射量和圖像質量之間的平衡關系被破壞，改變影像質量。因此，應慎用降低管電壓方法進行CT低劑量掃描。
1963年，美國物理學家科馬克發現人體不同的組織對X線的透過率有所不同，在研究中還得出了一些有關的計算公式，這些公式為后來CT的應用奠定了理論基礎。1967年，英國電子工程師亨斯菲爾德(Hounsfield)在并不知道科馬克研究成果的情況下，也開始了研制一種新技術的工作。首先研究了模式的識別，然后制作了一臺能加強X射線放射源的簡單的掃描裝置，用于對人的頭部進行實驗性掃描測量，這就是后來的CT機最早的雛形。后來，他又用這種裝置去測量全身，獲得了同樣的效果。
1971年9月，亨斯菲爾德又與一位神經放射學家合作，在倫敦郊外一家醫院安裝了他設計制造的這種裝置，開始了頭部檢查。1971年10月4日，醫院用它做了第一次全面檢查病人的這試驗。這次試驗非常成功，患者在完全清醒的情況下朝天仰臥，X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉動，同時在患者下方裝一計數器，使人體各部位對X線吸收的多少反映在計數器上，再經過電子計算機的處理，使人體各部位的圖像清晰、完整的從熒屏上顯示出來。1972年4月，亨斯菲爾德在英國放射學年會上首次公布了這一結果，正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動，CT的研制成功被譽為自倫琴發現X射線以后，放射診斷學上最重要的成就。因此，亨斯菲爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學或醫學獎。而今，CT已廣泛運用于醫療診斷上。
從技術上來看，CT是一種利用計算機技術對被測物體斷層掃描圖像進行重建獲得三維斷層圖像的掃描方式,其工作原理是：根據被測物體各部分對射線的吸收與透過率不同，利用X射線束（或者γ射線束）對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X射線（或者γ射線）信號后將其轉變為可見光，再由光電轉換模塊將其轉變為電信號，電信號經模擬/數字轉換器轉為數字并輸入計算機處理。根據所采用的射線不同，CT掃描可分為：X射線CT（X-CT）以及γ射線CT（γ-CT)。
雖然從醫學發展的角度來講，CT掃描是一個飛躍性的進步，但是，但是CT掃描帶來的危害也必須引起重視。CT主要的危害來自于射線源，高能射線源能對人體組織及環境造成不可逆轉的破壞，即使是醫用的X射線CT，多次的累積使用，X射線依然會對患者被照組織產生一定的影響。雖然CT從早期高輻射CT進化為現在的微輻射CT，但據相關統計數據顯示，自1980-2006年，醫學輻射卻從人均0.53mSv增至3.1mSv，其中一半源自CT，CT已成為最大的非自然輻射。
一方面，CT提供了腫瘤等的重要依據。它能使人體內的器官以立體、高分辨率的形式顯示出來，更真實、清晰地顯示病變的部位，協助醫生診斷病因。另一方面，X射線能夠損傷人體組織，有可能誘發癌癥等疾病，且危險性與接受的射線多少呈正相關。根據國際輻射防護委員會的研究結果估算，以一個1000萬左右人口的城市為例，每年大約會有350人可能因照射X線誘發癌癥、白血病或其他遺傳性疾病。
有報道指出，牛津大學和英國癌癥研究中心的科學家在對15個工業國家的統計數據分析研究后發現，英國每年診斷出的癌癥病例中有0.6%是由X線檢查所致；在德國，1.5%的癌癥患者是由X線導致的；在X線和CT檢查更為普遍的日本，每年新增癌癥病例中有3.2%是由這兩項檢查造成的。
專家認為，目前仍然缺乏大樣本的科研數據證明CT致癌與否、致癌的計量大小，因此各醫院應當通過更新設備降低CT輻射劑量，嚴格控制CT使用的適應癥來達到最優化的原則：以最小的代價和最小的輻射量來獲得有價值的醫學影像。
既然CT輻射對人體有一定影響，那我們應如何降低CT輻射影響？
降低CT輻射措施一：降低管電流（mA）。管電流與輻射劑量之間呈線性相關。保持管電壓不變，降低管電流，是目前降低輻射劑量的主要方式之一。
降低CT輻射措施二：增加螺距（Pitch）。其他掃描條件不變時，Pitch增加，患者接受輻射劑量降低。但Pitch加大，層面敏感性曲線增寬，使影像在Z軸的空間分辨率下降，故增加螺距降低輻射劑量在可行性方面受到限制。
降低CT輻射措施三：降低管電壓（KV）。降低管電壓使輻射劑量下降的同時也使X線質量降低，其后果是射線穿透力降低、吸收輻射比例增加，導致患者接受輻射量和圖像質量之間的平衡關系被破壞，改變影像質量。因此，應慎用降低管電壓方法進行CT低劑量掃描。
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