在过去十年中，CT检查在欧洲约占50%的医学成像有效剂量，美国则超过60%。由于CT检查会导致大量医用辐射暴露，因此找到优化应用的方法非常重要。

　　近年来，在基于X射线的成像过程中，患者平面内或平面外屏蔽的常规使用受到了广泛关注，并继续成为激烈争论的焦点。与接触屏蔽的使用有关的担忧导致了各种出版物的出现，例如，国际辐射防护委员会（ICRP）和国际原子能机构（IAEA）批准了其使用，而欧洲和美国医学物理学家协会（AAPM）指南等其他出版物则不鼓励其使用。这种指南之间的不匹配也可以在实践中看到，因为根据调查，在临床CT实践中使用患者接触屏蔽存在差异。根据英国放射研究所（BIR）的定义，患者接触防护是指直接应用于接受X射线诊断程序的患者的辐射防护，但不包括成像设备或房间设计中内置的防护。有两种类型的接触屏蔽：放置在患者身上成像范围内部的铋屏蔽（平面内屏蔽），以及包裹在患者周围成像范围外部的铅屏蔽（平面外屏蔽）。

　　螺旋扫描要求对成像容积进行过扫描，以提供足够的数据来重建第一个和最后一个图像。过扫描的数量可能会超出图像容积相当大的非直观距离。过扫描的数量取决于制造商和扫描仪。在一些扫描仪中，有一种机械方法可以减少过扫描的影响（所谓的自适应或动态准直）。文献中几乎没有关于过扫描的确切数量的信息。在扫描之前或扫描期间，过扫描的长度不可见，因此在放置平面外屏蔽时无法将其考虑在内。因此，将平面外屏蔽物放置在成像体积之外不是一项简单且无误差的任务。

　　管电流调制（TCM）是在保持足够图像质量的同时优化CT中患者的辐射剂量的主要技术。扫描仪在x、y和z方向上调制管电流输出，以在整个图像容积上保持预定的图像噪声水平。TCM功能使用一个或两个定位图来测量由于患者解剖结构引起的X射线衰减（GE医疗和佳能使用的基于定位像的方法）。另一种方法使用相同的技术，但它也测量扫描过程中的衰减，更新之前180°旋转的信息，并相应地校正管电流（“近实时调制”）。西门子医疗和飞利浦医疗使用后一种方法（参见XI区：）。

　　来自芬兰的学者对不同机型使用和不适用屏蔽进行了模体扫描，研究了屏蔽对管电流的影响，我们一块学习一下。

　　使用来自三家不同供应商的六台不同的CT扫描仪对拟人化体模进行扫描。首先在没有任何屏蔽的情况下扫描胸部，然后在定位图内但在成像容积外使用平面外屏蔽。使用了每个扫描仪的所有螺距值。收集有和没有平面外屏蔽的管电流值，并用于评估过扫描和管电流调制（TCM）对患者辐射剂量的影响。

　　研究发现，对于大多数扫描仪，当使用平面外屏蔽时，可以观察到累积管电流的增加。在大多数情况下，仅使用基于定位图的TCM（通用医疗和佳能）的CT扫描仪效果显著，但在西门子SOMATOM go.Up中看不到。当使用1.388螺距时，使用佳能Prime SP扫描仪最小。定位图中的可见屏蔽似乎会影响扫描的mA调制功能，螺距也是如此。

　　不同扫描仪所有可用螺距使用TCM成像不同层面的管电流变化。这里展示了研究中测量的每个图像的平均mA值的最显著差异。位置0cm表示患者的上方向。（a）GE Optima 660，（b）佳能Aquilion Prime

　　在佳能Prime中检测到最早的管电流增加，螺距为1.388时从扫描容积结束前9.7cm开始。在这种情况下，最后一层容积的管电流差为323%，累积mA差为53%。然而，与累积mA值最显著的差异是使用另一台扫描仪。在解剖学上，单层mA值的第二长差异是GE Optima，为8.9 cm（螺距1.531），成像时使用的累积管电流增加了 217%。在z方向上，开始于0.8 cm后，但由于扫描仪相对于其TCM上限成像，因此明显更陡。最后层面的管电流差异为976%。

　　不同扫描仪管电流的增加范围。蓝色水平线表示体模中的解剖区域，该解剖区域暴露在定位图中没有和有平面外屏蔽的层面平均管电流之间超过20%的差异。成像容积的总长度为32 cm（垂直线 cm检测到最早的增加。

　　胸部扫描的累积管电流值，以及定位图中是否使用平面外屏蔽（在扫描容积之外）进行扫描的信息。这两个值之间的差异、它们的相对差异以及的位置 20%的管电流沿z轴增加（扫描的起点为0 cm，扫描的终点为32 cm）。

　　研究发现，在仅使用基于定位图的TCM方法（在本研究中，GE医疗和佳能医疗）的扫描仪进行螺旋扫描时，使用平面外屏蔽（将接触屏蔽放置在定位图内但扫描容积外）可能会增加管电流。这种效果似乎与螺距值有关，因为使用较大的螺距值时，图像重建算法需要来自主要兴趣解剖范围外部区域的更多信息，并且TCM算法倾向于尽早增加管电流以保持足够的图像质量。使用近实时TCM的扫描仪（在本研究中为西门子医疗），即使使用了平面外屏蔽并且在定位器图像中可见，也没有检测到管电流增加。

　　类似的研究环境中，Begano等人观察到，屏蔽增加了母亲和胎儿的有效剂量，即使使用基于定位图和前半轮X射线管衰减测量值校正TCM值的扫描仪。然而，在他们的研究中，这种增加是由于散射辐射造成的。在优化CT患者剂量时，过扫描是一个相关因素。供应商之间的差异很大。对于某些扫描仪，很难找到制造商特定的过扫描细节。所需的过扫描甚至可以是两次旋转。因此，根据线束准直和螺距，过扫描量可能会在z方向上超出检查范围相当大的非直观距离，达到或在某些情况下甚至超过16cm。本研究结果表明，即过扫描量不适用于西门子CT设备。在使用固定管电流进行剂量测量的情况下，散射辐射与扫描区域边缘的距离呈指数关系，患者接触屏蔽节省的剂量也是如此。与检查的总剂量相比，使用屏蔽节省的剂量可能非常小。对于仅使用基于定位图的TCM的扫描仪，可能有必要将接触屏蔽放置在过屏蔽区域之外，过屏蔽区域甚至可以延伸到所用准直宽度的两倍乘以与主扫描平面边缘的螺距的距离。如果使用患者接触防护罩，剂量减少可能不会超过伪影的潜在风险。TCM仅在螺旋扫描中可用。人们可能希望使用轴向成像，以便能够在某些检查中应用平面外屏蔽。使用轴向采集可以精确定位平面外屏蔽。然而，在临床环境中，螺旋扫描的好处是扫描时间更快，并且使用轴向采集可能会导致运动伪影。

　　两款佳能扫描仪（Prime和Prime SP）的结果差异显著。佳能Prime是一款较老的型号，从结果中可以清楚地看到平面外屏蔽、管电流调制、螺距和过扫描的综合效果。对于较新型号的Prime SP，带屏蔽和不带屏蔽的管电流差异更加模糊。这可能是因为新的图像重建算法，并且更好地观察和利用了主动准直的信息。螺距0.637和0.813以及螺距1.388的Prime SP结果的微小差异可能是由于X射线管相对于治疗床的放置。

　　如果在扫描仪中没有实现自适应或动态屏蔽，平面外屏蔽可能会减少由于过扫描而导致的辐射暴露。不幸的是，TCM算法使用来自成像范围之外的定位图数据，这增加了mA，尽管这对于恒定的图像质量来说可能不是必需的。临床协议对TCM使用较低的最大mA水平。因此，在临床扫描中，过扫描对TCM的影响可能较低，因为在某些情况下达到了TCM的mA上限。

　　这项研究存在局限性。本可以用热致发光或辐射光致发光剂量计更准确地测量剂量，而不是使用扫描仪指示的管电流值。然而，在这种情况下，管电流与剂量成正比，因此在评估平面外屏蔽对患者剂量的影响时适用。使用这种剂量计还可以使我们能够测量自适应或动态准直的效果，而我们现在无法做到这一点。由于体模的解剖形状，接触屏蔽的放置可能会有一些波动，但对结果的影响很小。临床方案中使用的准直变化为2.24–8 cm。由于我们比较了每个扫描仪的扫描仪特性，而不是扫描仪之间的特性，因此我们认为这不是必要的。如果我们多次重复扫描，在扫描开始时，由于X射线管相对于检查床的放置而导致的TCM差异将没有那么大意义。

　　根据本研究结果，如果使用仅适用于基于定位图的TCM的扫描仪，建议不要在螺旋CT胸部扫描中应用平面外屏蔽（虽然这项研究的结果仅限于使用胸部方案的体模扫描，但它们也可能适用于其他解剖结构的扫描）。

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