辐射的剂量是通过一物体后到达另一物体每单位的电离辐射能。根据辐射防护的要求，对剂量又有不同的划分和定义。

是与X线管的毫安秒大小有关的人体软组织某一点的剂量当量，单位是 μSv/100mAs。

又称皮肤剂量或表面剂量，是与射线曝光量有关的人体表面软组织某一点的剂量当量，单位是μSv。

是假定全身各处的照射量一致时，各部位和器官剂量当量的平均值，单位是 μSv。

是相关器官或组织由一加权数WT相乘后，平均剂量当量的总和，单位是μSv。

局部剂量与测量的条件相关，在规定条件下通常以100mAs X线管电流为准值，并且局部剂量的大小与被照射物体的散射大小、扫描层的厚薄、mAs和kV值有关，物体的散射越小、层厚越薄、mAs和kV值越小，局部剂量越低。

剂量单位可分为吸收剂量、照射剂量和剂量当量三种。

是物质对电离辐射能吸收的物理量，以戈瑞（Gy）表示。它们的换算方式为：1Gy＝10 ³mGy＝10 ⁶μGy。

是电离辐射通过空气后电荷的物理量，以库伦/千克（C/kg）表示。旧单位是伦琴（R），C/kg和 R之间的换算关系是：1C/kg＝3.88×10 ³R。

吸收剂量被一系数相乘后称作剂量当量，单位是希奥特（Sievert，Sv）。

CT检查通常都用较高的扫描条件，如120～140kVp，200～300mA，所以必须对患者的辐射剂量进行监测，以保证患者射线剂量的安全。有关剂量测量有很多方法，如我们经常使用的热释光射线剂量仪或使用X线胶片测量，此处将讨论较为准确和实用的电离室测量法。

电离室由一个薄壁、密封的气室组成，薄壁通常是采用几乎不吸收X线的材料，它能精确地定量射线的量。测量时，当高能光子X线与密封气室内的空气撞击时，气室内的空气分子被电离，即分子中的电子被分离成为自由电子，然后该自由电子被一个导通的电路根据电荷数测量，被测量的电荷数与空气分子电离量、入射X线量成正比。由X线电离后产生的电子计量单位是库仑（Q），一库仑＝1.6×10 ¹⁹电子。

由电离室测量的射线平均剂量（MSAD）的计算方法如图1-5-1A所示。在CT扫描时，如前所述一次扫描将得到一个铃形的曲线，然后检查床移动相应的距离，那么全部扫描完成后的曲线相加，得到的则类似于示波器上所看到的是一个连续的波形。此处，所有的曲线都是重叠的，是全部扫描总剂量的和。根据峰值和峰谷的平均值，我们能用数学方法计算出射线的平均剂量（图1-5-1B）。

在计算平均剂量时，我们还必须要引入CT剂量指数这一概念。CT剂量指数（CTDI）根据美国FDA所下的定义，是与扫描层厚有关的、一次连续扫描14层所测得的局部剂量率D（z），并由式1-5-1表示：

式中SW是标称层厚，单位mm，D（z）是一次扫描射线分配剂量， z是沿患者纵轴方向的距离。该公式看上去有些复杂，但实际并非如此，积分符号实际是用来计算全部扫描平均剂量的。如图1-5-2所示，图中的阴影部分即为积分值，计算结果即为CT剂量指数。由此我们可知，当曲线的宽度（层厚）增加，CT指数增加；射线的强度（曲线的高度）增加，CT剂量指数也增加，同时患者的射线剂量增加。

扫描的平均剂量除与上述有关以外，还与床移动指数（层距）有关。根据数学计算公式则平均射线剂量等于层厚与床移动指数乘以CT剂量指数：

式中BI是床移动指数或层距，SW是层厚。因为床移动指数通常是已知的，所以通过求得射线剂量积分即可得到射线平均剂量。因为现在的剂量测量都采用笔形电离室，可分别测得每次扫描的剂量，故测量的积分计算并不困难。根据上式我们可以看到，床移动指数位于分母位置，所以床移动指数越大，两次扫描间的距离越大，患者所受的射线剂量越少，反之则患者所受的射线剂量越多。当层厚等于床移动指数（层距）时，射线平均剂量等于CT剂量指数。严格地说，射线平均剂量测量方法，仅在一组扫描的中间处才是有效的，在扫描的两头略有些高估，但总体而言，射线平均剂量测量方法还是准确的。

如已知CT剂量指数，也可得到射线平均剂量。CT剂量指数测量的积分计算，可简单地采用笔形电离室从一次扫描中得到。那么，由于电离量等于入射射线量，则有式1-5-3：

式中Q是一次扫描得到的单位电荷量库仑，C _f是电离室测量仪的定标系数。电离室的测量方法如图1-5-3所示，电离室的放置必须平行于患者的纵轴，与X线束垂直。另外，为使测量的结果有参考价值，电离室须放置在专用的模体内测量。图1-5-4A为头颅模体（直径16cm），B为体部模体（直径32cm），每个模体都有五个插孔，每次需依次分别测量，然后取平均值作为一次扫描的剂量，这是因为在模体或实际扫描中各部位的射线剂量并不相同。

1）选择技术条件和参数，如千伏值（kVp）、毫安秒（mAs）、层厚、层距、X线管的滤过等。

2）根据所选技术条件和参数选择模体。如头颅扫描条件采用头颅模体，脊柱、腹部等采用体部模体。

3）将模体置于患者扫描位置，调整模体的长轴，使之与患者的长轴平行。头颅模体可放置于头颅扫描架上，体部模体则可放置于检查床上，然后调节床的高低并移动床面，将测量模体送入扫描野中心。

4）根据测量的要求，将电离室放入相应的孔内，其他孔则放入有机玻璃棒，连接电荷测量仪，并选择充电方式。

5）对模体扫描后并记录电荷量，单位为库仑（Q）。由于较早期的CT扫描机机架的旋转和扫描有两种方式，一种是机架顺时针旋转，X线曝光并采集数据，然后机架再逆时针回复到起始位，作第二次顺时针旋转曝光采集数据，逆时针回复旋转不曝光和采集数据；另一种扫描方式顺时针和逆时针旋转都曝光和采集数据。故对于第一种情况而言，只需做一次测量即可，而第二种情况，则需分别做两次测量，并将两次测得的数值相加取平均值。

6）射线平均剂量：

式中f为伦琴（R）与库仑戈瑞（cGy）的转换系数（CT扫描的射线能量其转换系数为0.94cGy/R）。C _f是电离室测量仪的定标系数，一般由测量仪厂家标定。

7）根据上述方法依次测量模体上的其他测量点，注意电离室在工作时不要随意移动和取下正在充电的电离室。如需要可改变扫描条件或变换不同的模体，以取得完整的数据。

影响辐射剂量的因素有：

千伏值决定着原发X线束的能量分布。管电压的改变会引起CT剂量和噪声、对比度的明显变化。对于儿童和体型较小的成人，降低千伏值可降低剂量，从而获得与高千伏值相当的对比度噪声比。大多数CT检查使用120kVp或140kVp，很少使用较低的能量。近来的报道建议在CT血管造影和腹部CT中使用较低千伏值（80～100kVp）可明显降低剂量。还建议婴儿和儿童的对比增强腹部MDCT也使用低千伏值（80～100kVp）。电压降低后，剂量降低，对比度保持不变，而小尺寸模体的影像噪声仅有很小程度的增加。千伏值的降低可以使得影像噪声显著增加，如果患者体型过大或者管电流不够大不足以补偿低电压引起的较低光子流量，影像质量就会受到影响。当千伏值降低，mAs相应增加以补偿噪声时，剂量有所降低。低千伏值扫描时，必须根据不同的患者尺寸来选择适当的毫安秒。对于体型非常大的患者，需要较高的管电压。

不同于传统X线摄影，CT影像不会因为过度曝光而感觉太黑或太亮。如果对于瘦弱患者而不降低毫安秒，患者将接受不必要的高辐射剂量。CT操作者一项基本职责是根据患者体型来选择影响辐射剂量的扫描参数，最基本的参数是毫安秒。应该向操作者提供类似于普通摄影和透视时根据患者体型来选择毫安秒的技术表格。管电流、曝光时间和管电压都可以改变患者的照射剂量，管电压和机架旋转时间是最经常规范化的。使用最快的旋转速度可使运动模糊和伪影最小化，适合患者体型的最低管电压可获得最大的影像对比。尽管扫描参数可根据不同的患者进行调节以降低剂量，但要注意一些特定的警告。有些部位比如头颅的尺寸在正常的人群中不会变化很大，扫描参数就没必要变化。胸部CT扫描中患者体型、影像噪声和毫安秒之间具有弱相关性。引起这种失常的因素有几个，肺野对X线的吸收非常少（与体型无关）、具有复杂的解剖界面和运动方式、特殊的重建算法。如果扫描参数根据患者体型预设，体型与毫安秒之间的弱相关性可能会导致过高的辐射剂量，尤其是体型健壮的患者。大量研究发现，根据患者体型调整毫安的做法应该与感兴趣区解剖部位的整体衰减或整体厚度相关，而不是患者体重，体重与腰围呈正相关。但头部CT例外，其衰减程度一般取决于年龄，因为起主要衰减作用的颅骨的结构跟年龄相关。毫安调整影像的临床评估表明，对于体型较小与较大患者的可接受噪声水平，不同放射医生对于体型较小患者倾向于噪声较低的影像，因为器官和组织表面缺乏脂肪组织，以及解剖结构的尺寸较小。对于婴儿的体部CT成像，与成人技术相比毫安至1/5～1/4，仍可以接受；对于肥胖患者，增加两倍比较合适；同样，新生儿头部CT的毫安秒至2/5～1/2比较合适。在头部成像中，年龄是头颅衰减的首选指标。而体部成像中，当给定具体年龄后，患者体部横径是衰减的首选指标，相同年龄的患者其尺寸和引起的衰减程度有很大不同。

投影角度和解剖部位会造成X线的衰减程度发生很大程度的变化。具有最大噪声的投影会对最终影像的噪声水平起着决定性作用，所以在其他角度的投影可以降低剂量而不增加最终影像的噪声。这一概念在1981年被提出，1994年有一家生产商推出一款商业化自动曝光控制（AEC）系统——毫安调制系统，可在体部扫描时将平均管电流降低8%～13%。有人报道使用自动毫安调制可在椭圆形体部区域降低40%的剂量。多种附加的毫安调制产品在2001年末开始出现，当时公众对于剂量更加关心，降低剂量技术成为购置CT系统的优先考虑因素。对于所有的AEC，设计思想都是剂量的降低正比于各扫描部位平均毫安秒的降低。不能准确反映出位于特定解剖位置的某器官的剂量降低，因此，有效剂量可能不与毫安秒的降低呈线性关系。使用AEC时，需要理解一些概念，比如噪声指数、参考毫安秒和参考图像以有效发挥AEC的作用。6岁儿童使用成人螺旋扫描方案和AEC系统时，相对管电流随时间和身体部位而变化，例如参考有效毫安秒预设为165，扫描结束后计算出的平均有效毫安秒为38。

扫描过程中对X线管电流的调制是CT剂量管理的一个非常有效的方法。调制可发生在患者的不同投影角度，沿患者长轴方向，或者两者同时进行。成像系统必须用多种算法中的一种来自动调整电流以获得想要的影像质量。

角度毫安调制是针对围绕患者不同位置的X线衰减程度不同而设计，通过改变围绕患者旋转（比如前后位与侧位方向）的X线管电流来保持探测器的光子流量一致。纵向毫安调制是针对沿患者长轴不同解剖区域对X线衰减的不同，是沿患者 z轴不同位置上改变毫安（比如肩部、腹部、骨盆）。

角度和纵向毫安调制的组合在X线管旋转和患者纵向穿过X线束时改变毫安。操作者必须要预设影像质量水平。这是最全面的CT剂量降低的方案，X线剂量根据患者所有三个平面上的衰减进行调整。这种三个平面的剂量调制方法对于纵向剂量调制来说，患者衰减在一个方向上测量（前后或左右），然后根据一幅CT定位像使用数学算法在垂直方向上进行估算。这些衰减轮廓包含了患者尺寸、体型和每一 z轴位置上的衰减。以此轮廓为基础，计算出扫描架每周旋转的管电流值。管电流的调整根据用户定义的影像质量参考水平，以保持纵轴方向上预期影像质量的稳定。这一点与单纯的纵向调制过程相同。然后，根据患者的角度衰减轮廓（即使用 x， y调制的算法）来调制X线管旋转每周时的 z轴管电流值。不同的检查类型和默认影像质量下，CTDI可降低40%～60%。如果影像质量设定适当，适应临床任务，那么除肥胖患者外均能降低患者剂量。对于肥胖患者，剂量会增加以提高影像质量。

螺距、线束准直、层厚都与用于MSCT扫描仪的探测器性能相关。一般情况下，较宽的X线束可以产生较高的剂量效率，因为超宽线束仅占可探测X线束的一小部分。对于小于16数据通道的MSCT系统来说，较宽的线束宽度会限制最薄的重建层面。这样的系统中，窄线束宽度会由于超宽线束而降低剂量效率，但能够重建出较薄的层厚。线束宽度必须根据特定的临床需求进行仔细选择。在单排探测器CT中，增加螺距会降低剂量而不影响图像噪声（尽管螺旋伪影和影像厚度在螺距较大时会增加）。在MSCT中，螺距的增加会提高图像噪声。因此，管电流必须进行调整以保持适当的图像噪声。在MSCT中增加螺距时不会显著节省剂量，除非使用较低管电流和较高图像噪声水平。绝大多数扫描仪允许用户不使用毫安或毫安秒自动调节。通常，在心脏MSCT中使用很小的重叠螺距（0.2～0.35），使得在一个或更多心脏周期中在相对固定的位置重建影像。一些CT扫描仪也可根据心率自动调整螺距，可以降低有效辐射剂量达30%～50%，心率较高时剂量节省的程度越大。

MSCT扫描时间缩短，产生了增加扫描长度以包括多个身体区域的倾向。避免重复性扫描、不正确解剖部位的申请或非医学必需的适应证而产生的额外辐射。超范围射线束在感兴趣区扫描起始和终止产生额外辐射，因此在可能的情况下尽量使用单次连续螺旋扫描，但有些情况下例外，如颈部和胸部、胸部和腹部。

影像重建、降低噪声算法等的影响。

影像空间（即重建影像）和sinogram空间（即原始投影数据）的平滑滤波器可以减少影像噪声，使得用户以较低剂量获得较低噪声，但同时会降低空间分辨力。近来，有人报道使用噪声降低同时保持边缘的滤过技术在今后的肝脏CT扫描中会降低剂量。同时，影像重建算法领域的持续研究有望降低噪声和剂量。

CT影像应该总是在最低患者剂量下获得临床检查目的。多相位检查应该限制在用于必要诊断的最少时相。影像厚度不应该小于必要值，以减少影像噪声，从而避免为补偿增加的噪声水平而增加辐射剂量。对于儿童和体型较小患者，千伏值应该尽可能低，AEC应该作为常规使用。对于没有配置AEC的CT，应该在有经验物理师的支持下制订一份技术表，并用于所有患者。这一点对于儿科患者CT尤为必要。诊断参考水平是患者剂量管理的一个很好工具。CT成像服务提供者应该将不同患者体型和检查类型的剂量水平和影像质量测量值与诊断参考水平或等同标准进行对照，以确保他们在适当低剂量水平下提供高质量检查。

正当性是临床申请医生和放射科医生的一份共同责任。仅有医学从业者才可以提出CT检查申请，这一点非常重要。对MSCT适用性和功效的知晓有助于正当性的提高。放射医师应该接受CT检查患者剂量管理方面的培训和技能训练，应该具有可替代成像方法或实验室技术的相关知识。CT检查实施前，应该根据临床可能收益对辐射剂量的正当性进行评估。临床医生和放射医生需要建立一份规范，或者采用已经存在的权威部门的规范，以确保CT扫描在适当临床指征下进行。临床医生应该遵循这些规范来关心患者，放射医生和物理师应该知晓可替代的非辐射或低辐射成像方法以获得适当的诊断信息。放射医师应该与医学物理师密切合作以确保正确的草案投入使用，辐射剂量的使用应该基于患者年龄、尺寸、临床指征以及先前进行的辐射检查次数。临床规范必须提前准备好，全国性的最为理想，以就CT检查的适当性和可接受性向申请医生和放射医生提供建议。如果没有全国性的一致规范，应该制定地方性的规范。此规范有助于放射医生和临床医生区分患者进行超声、MRI，甚至常规摄影检查，能够排除不必要的CT检查，同时应该包括CT检查的临床指征列表。北美放射学会制定了适当成像方式的建议规范（ACR2000），欧盟和英国皇家放射学院制定了«成像指导规范»（EC，2000b；RCR，2003）。CT检查的正当性包括给定临床指征的正当性和将临床指征分为所需不同噪声（剂量）水平两个方面。患者行CT扫描前对于对比剂和辐射可能危害的知情同意介绍，有助于引起患者、CT检查申请医生和放射医生对辐射剂量的强烈关注。目前，绝大多数单位不将辐射危害的信息作为患者行CT检查前知情同意的内容进行告知。根据美国总统顾问委员会关于卫生保健产业消费者保护和质量方面的权利和职责（USPAC，1997），卫生保健专业人员必须与消费者或患者讨论所有的危害、益处和治疗或非治疗的后果。文中指出，尽管放射诊断检查方式致癌的风险很低，但仍有必要告知患者检查的益处和辐射致癌的风险。例如，使用线性非阈值假设，并对儿童使用成人剂量水平，儿童行腹部CT扫描后造成的终生癌症死亡风险估计为0.18%。另一个近期的调查显示，在美国小于15%的放射科向患者通知可能的辐射风险，仅9%的放射科通知患者CT的替代方案。

近期的调研发现，申请医生对于CT辐射剂量的理解严重缺乏。不同CT检查中心的扫描草案和辐射剂量具有显著差异。申请医生必须被告知CT扫描的最佳适应证、可替代的成像技术以及与CT扫描有关的辐射风险，从而使他们可以权衡CT检查和可能的健康危害。放射医生和操作者必须接受基于临床指征的CT扫描技术的培训（比如肝转移的标准剂量；筛查、儿童和肾结石检查的低剂量），并评估使用不同扫描参数的相关辐射剂量。随着MSCT技术的不断更新，熟悉从一台扫描仪向另一台扫描仪的扫描参数的推断或适应非常重要。

大多数低剂量CT研究聚集在降低管电流的使用上，要么固定管电流要么使用AEC。这些研究都是在患者尺寸基础上适配管电流（比如体重与固定管电流，衰减轮廓与AEC技术），或者基于患者指征（低电流用于筛查、肾结石和胸部CT）。剂量降低的评估还使用较高的螺距、较低的千伏值、运用特殊技术（比如使用二维或三维非线性噪声降低滤波器）。尽管本节提供的一些剂量降低的草案大多数针对4～16层MSCT，但相同的原理可以运用到32层、40层和64层等其他MSCT中。这些草案的目的不是提供实际的辐射剂量，而是帮助用户使用这种方法来建立他们所使用CT设备的低剂量扫描方案。当前，关于32～64层MSCT的剂量降低研究的数据很不充分，还不能形成统一的共识。此外，本书中有关特定检查类型的剂量管理方面的结论不能作为MSCT的常规应用于临床。

对X线辐射防护在于防止发生有害的非随机效应，并将随机效应的发生率降低到最低水平。具体的防护除了CT扫描机房固有的防护外，还需注意个人防护。

（1）CT检查的正当化。因为X线对人体有一定的伤害，尽可能避免一些不必要的检查。

（2）扫描中尽可能取得患者的合作，减少不必要的重复扫描。

（3）扫描时尽可能让陪伴人员离开，必要时应让陪伴人员穿上铅防护衣并尽可能离X线管远一些。

（4）扫描时，在不影响诊断的情况下，尽可能缩小扫描野，降低扫描剂量。

（5）对被检查的患者，应做好扫描区以外部位的有效的屏蔽防护。

（6）定期检测扫描机房的X线防护和泄漏等情况。