螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 本 研 究 目 的 在 探 討 不 同 C 檢 查 時, 螺 轉 C 與 傳 統 C 輻 射 劑 量 之 差 異 以 筆 型 游 離 腔 (RI Electronics AB WDC 0 ) 輔 以 C 專 用 假 體 (PMMA phantom)

中 華 放 射 醫 誌 Chin J Radiol 007; 3: -9 螺 轉 C 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 黃 俊 喬 許 世 明 藍 功 堯 陳 雅 慧 楊 維 姍 陳 為 立 國 立 陽 明 大 學 生 物 醫 學 影 像 暨 放 射 科 學 系 振 興 復 健 醫 學 中 心 放 射 診 斷 科 本 研 究 在 探 討 不 同 電 腦 斷 層 攝 影 (Computed omography,c) 檢 查 時, 螺 轉 C 與 傳 統 C 輻 射 劑 量 之 差 異 使 用 0 cm 長 筆 型 游 離 腔 及 美 國 物 理 師 學 會 推 薦 之 C 專 用 假 體, 實 際 臨 床 量 測 C 檢 查 時 參 考 劑 量 對 於 螺 轉 C 及 傳 統 C 系 統 之 參 考 劑 量 則 分 別 以 C 加 權 劑 量 指 標 及 劑 量 長 度 乘 積 評 估, 透 過 Cdosimetry 軟 體, 進 行 比 較 螺 轉 C 及 傳 統 C 其 有 效 劑 量 之 差 別 6 切 的 螺 轉 C 其 胸 腔 及 腹 腔 檢 查 時, 對 器 官 所 造 成 的 全 身 有 效 劑 量 較 4 切 的 螺 轉 C 及 單 切 C 低 了 3 倍 ; 而 頭 部 檢 查 時 螺 轉 C 及 傳 統 C 其 全 身 有 效 劑 量 值 皆 在 實 驗 誤 差 範 圍 以 內 研 究 結 果 顯 示 螺 轉 C 與 傳 統 C 相 比, 其 確 實 能 縮 短 檢 查 時 間 提 供 好 的 影 像 品 質, 且 能 降 低 受 檢 者 之 輻 射 劑 量 抽 印 本 索 取 者 : 陳 為 立 國 立 陽 明 大 學 生 物 醫 學 影 像 暨 放 射 科 學 學 系 臺 北 市 北 投 區 立 農 街 二 段 55 號 970 年 代, 電 腦 斷 層 攝 影 儀 (computed tomography,c) 的 問 世, 在 臨 床 醫 學 影 像 診 斷 領 域 造 成 重 大 的 影 響 由 於 科 技 的 進 步 及 軟 硬 體 不 斷 的 改 良, 使 得 電 腦 斷 層 攝 影 儀 一 再 地 改 善 其 攝 影 之 影 像 品 質 及 縮 短 攝 影 檢 查 的 時 間, 成 為 今 日 臨 床 上 主 要 的 診 斷 工 具 之 一 根 據 聯 合 國 原 子 能 輻 射 效 應 科 學 委 員 會 報 告 (United National Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation,UNSCEAR)[], 醫 用 診 斷 輻 射 劑 量 約 佔 全 部 人 造 輻 射 劑 量 的 98.%, 而 醫 用 診 斷 劑 量 中 又 以 進 行 電 腦 斷 層 攝 影 檢 查, 造 成 最 多 的 輻 射 劑 量 ;Mettler 及 Shrimpton 研 究 指 出 [, 3], 電 腦 斷 層 攝 影 儀 佔 各 國 家 臨 床 醫 用 輻 射 劑 量 的 比 率, 在 美 國 高 達 67%, 英 國 則 為 40%, 在 越 先 進 的 國 家 其 佔 醫 用 輻 射 劑 量 的 比 率 越 高, 而 我 國 電 腦 斷 層 攝 影 檢 查 的 數 量 亦 逐 年 增 加 由 於 電 腦 斷 層 攝 影 造 成 國 民 所 受 的 醫 用 輻 射 集 體 劑 量 十 分 可 觀, 而 不 同 醫 院 在 進 行 相 同 診 斷 檢 查 時, 其 受 檢 者 的 輻 射 劑 量 卻 有 所 差 別, 此 差 別 在 於 醫 院 間 的 診 斷 設 備 及 所 設 定 的 攝 影 條 件 不 同 (kvp mas pitch 等 ); 為 有 效 達 到 電 腦 斷 層 攝 影 儀 之 劑 量 評 估, 國 際 原 子 能 總 署 (International Atomic Energy Agency,IAEA) 建 議 以 多 片 掃 描 的 平 均 劑 量 (multiple scan average dose,msad) 作 為 電 腦 斷 層 攝 影 儀 的 劑 量 指 標 [4], 而 國 際 電 工 技 術 委 員 會 (International Electrotechnical Commission,IEC) 美 國 食 品 藥 物 管 理 局 (US Food and Drug Administration) 及 歐 洲 共 同 組 織 (European Communities) 則 推 薦 使 用 電 腦 斷 層 攝 影 儀 劑 量 指 標 (computed tomography dose index,cdi) 作 為 主 要 的 劑 量 評 估 參 考 指 標 [5, 6, 7] CDI 所 描 述 的 是 單 一 旋 轉 切 片 情 況 下 之 劑 量, 而 MSAD 則 是 用 於 描 述 螺 轉 式 電 腦 斷 層 攝 影 儀 劑 量, 其 二 者 之 間 的 關 係, 在 於 切 片 距 (pitch, 又 稱 切 片 重 疊 因 子 ) 的 大 小 ; 單 一 切 片 的 掃 描 下, 不 具 切 片 距 故 其 劑 量 只 與 準 直 照 野 大 小 有 關, 而 多 切 掃 描 平 均 劑 量 和 切 片 距 有 相 關 性, 當 切 片 距 為 時, 電 腦 斷 層 攝 影 劑 量 指 標 和 多 切 掃 描 平 均 劑 量 相 等 ; 切 片 距 若 大 於 時, 多 切 掃 描 平 均 劑 量 比 電 腦 斷 層 攝 影 單 一 切 片 劑 量 大, 當 切 片 距 小 於, 則 反 之

螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 本 研 究 目 的 在 探 討 不 同 C 檢 查 時, 螺 轉 C 與 傳 統 C 輻 射 劑 量 之 差 異 以 筆 型 游 離 腔 (RI Electronics AB WDC 0 ) 輔 以 C 專 用 假 體 (PMMA phantom) 進 行 臨 床 電 腦 斷 層 攝 影 儀 的 吸 收 劑 量 測 量, 透 過 Imaging Performance Assessment C scanning(impac) 所 發 展 的 Cdosimetry 軟 體 (http://www.impactscan. org/), 模 擬 計 算 電 腦 斷 層 攝 影 儀 對 人 型 假 體 各 器 官 所 造 成 的 有 效 劑 量 材 料 與 方 法 電 腦 斷 層 攝 影 儀 97 年 奧 地 利 數 學 家 雷 登 (Radon) 提 出, 物 體 的 橫 截 面 結 構 影 像 可 從 其 無 限 組 投 影 數 據, 經 由 重 建 (reconstruction) 方 法 而 得 知 ;97 年, 英 國 豪 士 菲 (Hounsfield) 實 際 利 用 X 光 機 成 功 組 成 一 套 電 腦 斷 層 攝 影 系 統, 證 實 雷 登 所 提 出 的 理 論, 並 驗 證 此 方 法 在 影 像 取 得 的 實 用 性 [8] 第 一 代 電 腦 斷 層 攝 影 儀 為 窄 射 束 X 光 配 合 單 個 偵 檢 器, 進 行 旋 轉 加 平 移 (rotate-translate) 的 動 作, 每 旋 轉 度 擷 取 一 影 像, 共 需 旋 轉 80 度, 才 能 取 得 一 張 橫 截 面 影 像 ; 第 二 代 儀 器 將 窄 射 束 X 光 置 換 成 扇 形 X 光 射 束, 結 合 多 個 偵 檢 器 進 行 旋 轉 加 平 移 ; 第 三 代 則 為 扇 形 射 束 和 更 多 個 偵 檢 器 ( 由 300 多 個 增 加 至 700 多 個 ), 進 行 連 續 旋 轉 的 動 作 ; 第 四 代 其 偵 檢 器 改 成 固 定 的 360 度 環 狀 構 造,X 光 管 繞 著 中 心 軸 旋 轉, 能 快 速 得 到 所 需 切 面 影 像 ; 第 一 代 至 第 四 代 電 腦 斷 層 攝 影 儀 其 病 床 並 不 會 隨 著 掃 瞄 而 移 動, 為 傳 統 電 腦 斷 層 攝 影 儀 近 年 電 腦 斷 層 攝 影 儀 導 入 螺 轉 的 觀 念, 當 X 光 管 旋 轉 時 進 行 XY 軸 切 面 影 像 掃 描, 病 床 亦 同 時 在 切 面 (XY 軸 ) 垂 直 方 向 移 動 ( 即 在 Z 軸 移 動 ), 即 在 進 行 掃 描 時 X 光 路 徑 為 環 繞 著 病 人 呈 螺 轉 式 軌 跡, 其 劑 量 評 估 方 式 不 同 於 傳 統 電 腦 斷 層 攝 影 儀, 因 此 必 須 考 慮 其 切 片 距 的 因 素, 切 片 距 定 義 為 X 光 管 每 掃 描 一 切 面 厚 度 時, 病 床 所 前 進 的 距 離 螺 旋 式 電 腦 斷 層 攝 影 儀 除 了 X 光 源 螺 轉 移 動 外, 在 其 偵 檢 器 上 亦 有 所 改 進, 如 在 身 體 長 軸 (Z 軸 ) 方 向 上 的 偵 檢 器 環 (detector row) 有 四 列, 因 此 X 光 管 在 一 次 螺 轉 後 同 時 可 獲 得 四 組 偵 檢 器 環 切 面 資 料 ; 同 理, 若 有 十 六 列 偵 檢 器 環, 則 X 光 管 掃 瞄 一 次 就 可 以 得 到 十 六 個 切 面 影 像, 故 增 加 偵 檢 器 環 數 目, 便 能 能 有 效 縮 短 掃 描 時 間 ; 本 研 究 所 使 用 的 電 腦 斷 層 攝 影 儀 有 單 切 (Somatom plus 4) 四 切 (Light Speed Qx/i series) 及 十 六 切 (Sensation 6), 而 Somatom plus 4 可 採 傳 統 電 腦 斷 層 掃 描 與 單 切 螺 旋 式 電 腦 斷 掃 描, 但 在 本 研 究 中 則 僅 執 行 傳 統 掃 描 以 利 劑 量 比 較 電 腦 斷 層 攝 影 劑 量 指 標 造 成 C 檢 查 曝 露 劑 量 的 條 件 與 傳 統 X 光 檢 查 相 比 較 十 分 不 同, 除 X 光 的 操 作 電 壓 與 管 電 流 外,C 系 統 中 之 射 束 均 勻 度 (fan angle) 射 束 整 形 濾 片 (beam shaping filter) 橫 切 片 厚 度 (slice thickness) 及 切 片 距 甚 至 病 人 體 型 等, 皆 可 影 響 病 人 的 曝 露 劑 量 為 適 當 表 達 C 檢 查 時 的 曝 露 特 性,Shope 等 人 於 98 年 首 先 提 出 C 劑 量 指 標 (CDI) 的 觀 念 [9] CDI 的 定 義 ( 參 考 圖 ) 為 沿 C 橫 切 面 中 心 線 (Z 軸 ) 的 劑 量 分 布 D (z), 對 z 積 分 ; 若 單 一 切 片 的 厚 度 為, 則 其 CDI 的 數 學 式 如 下 : CDI = D ( z) dz... () 故 CDI 即 C 掃 描 時 單 位 切 面 之 劑 量, 代 表 單 次 旋 轉 下 沿 著 Z 軸 之 劑 量 分 佈 假 定 CDI air 為 沿 C 掃 描 (scanner) 轉 軸 線 在 空 氣 中 所 測 得 CDI 值, 則 實 用 上, 單 一 切 片 的 CDI 亦 可 以 C 掃 描 剖 面 劑 量 分 布 (dose profile) 的 積 分 除 以 切 面 厚 度 而 得 當 切 片 間 距 離 為 時, 其 總 檢 查 劑 量 如 下 : CDI air = n n D n ( z) dz... () 式 () 中,D (z)dz 為 單 切 面 劑 量 剖 面 值, 代 表 單 次 旋 轉 下 沿 著 Z 軸 之 劑 量 分 佈, 為 切 面 厚 度,n 為 檢 查 總 切 面 數 在 臨 床 上, 螺 旋 式 C 檢 查 通 常 包 括 多 個 切 片, 而 片 間 距 離 (inter-slice space) 若 不 等 於 切 片 厚 度 時, 則 須 另 訂 多 片 掃 描 的 平 均 劑 量 (MSAD) 以 描 述 此 狀 況, 圖 CDI 的 劑 量 積 分 示 意 圖

螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 3 其 式 如 下 : MSAD = n d CDI... (3) 準 頭 頸 及 身 體 C 假 體 中 的 量 測 值, 可 產 生 另 一 更 實 用 的 加 權 C 劑 量 指 標 n CDI w, 此 指 標 可 表 達 單 一 切 片 的 平 均 劑 量 及 C 檢 查 時 每 單 位 曝 露 對 應 的 吸 收 劑 量 值, 其 公 式 如 下 : 此 處 仍 為 切 片 厚 度 ;n 為 切 片 數 目, 當 n= 時 則 適 用 於 螺 旋 式 單 切 片 C, 若 n > 時 則 適 用 於 螺 旋 式 多 切 片 C;d 為 相 鄰 兩 切 片 的 距 離, 若 d=, 則 此 時 片 距 為,MSAD=CDI( 見 圖 a); 若 d> 時, 片 距 大 於, 而 MSAD>CDI( 見 圖 b) 另 外 美 國 食 物 及 藥 品 局 (FDA) 為 管 制 C 輻 射 劑 量 品 質, 特 定 CDI 含 ±7 切 片 時 的 劑 量 限 值, 其 式 如 下 : 7 CDI FDA = D( z) 7 dz... (4) C 製 造 廠 商 須 將 其 產 品 各 式 掃 描 的 CDI FDA 值 申 報 給 FDA, 所 使 用 的 假 體 為 美 國 醫 學 物 理 師 學 會 推 薦 以 俗 名 壓 克 力 塑 膠 (polymethylmethacrylate,pmma) 為 材 質 製 作 的 標 準 頭 頸 ( 直 徑 6 cm 之 圓 柱 體 ) 及 身 體 ( 直 徑 3 cm 之 圓 柱 體 ) 假 體 量 測 的 探 頭 (probe) 為 長 0 cm, 內 徑 為 cm 的 筆 型 (pencil shaped) 游 離 腔 劑 量 計 系 統 由 於 CDI 的 積 分 長 度 變 化 為 絕 對 項 (in absolute terms,- to + ) 不 易 精 確 實 測,Leight 等 人 [0] 提 議 在 實 務 上 利 用 上 述 游 離 腔 針 對 固 定 的 積 分 長 度, 量 測 單 切 片 的 CDI, 其 式 為 : 50 CDI 00 = D( z) 50 dz... (5) ncdi w = CDI00, c + CDI00. p... (6) A 3 3 在 (6) 式 中 : ncdi w 為 歸 一 化 的 單 切 片 每 單 位 管 電 流 曝 露 的 平 均 劑 量, 其 單 位 為 mgy/mas A 為 管 電 流, 其 單 位 為 ma CDI 00,c 為 筆 型 游 離 腔 在 圓 極 假 體 中 心 軸 的 量 測 值 CDI 00,p 為 筆 型 游 離 腔 在 圓 極 假 體 四 周, 距 表 面 cm 上 下 左 右 四 處 量 測 值 的 平 均 值 電 腦 斷 層 攝 影 參 考 劑 量 前 述 參 考 劑 量 與 99 年 ICRP 推 薦 的 約 束 劑 量 (dose constrain) 觀 念 有 關,ICRP-60 建 議, 針 對 不 同 型 式 X 光 診 斷 行 為,X 光 部 門 應 訂 定 其 診 斷 參 考 劑 量 水 準, 作 為 醫 用 劑 量 合 理 抑 低 的 標 準 C 加 權 劑 量 指 標 (CDI w ) 為 歐 洲 共 同 體 工 作 小 組 (Working Group of the Commission of the European Communities,CEC) 提 議 有 關 描 述 C 參 考 劑 量 兩 個 主 要 量 之 一 對 於 標 準 C 劑 量 假 體 (dosimetry phantom) 其 單 一 切 片 的 CDI w 定 義 為 : 50 CDI 00 = D( z) 50 dz... (7) CDI 00 其 長 度 單 位 為 mm; 結 合 筆 型 游 離 腔 在 標 此 式 中,CDI w 為 X 光 管 在 特 定 操 作 電 壓 下, 某 圖 單 一 及 多 切 片 劑 量 分 佈 a. 7 連 續 單 一 切 片, 及 b. 切 片 間 距 離 d 等 於.5 倍 切 片 厚 度 之 多 切 片 狀 況

4 螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 種 C 檢 查 的 單 一 切 片 厚 度 每 單 位 管 電 流 曝 露 在 標 準 頭 頸 或 身 體 假 體 內 歸 一 化 後 的 加 權 C 劑 量 指 標,A 為 管 電 流 (ma) 由 於 C 檢 查 為 受 檢 者 某 一 部 份 區 域 的 照 影, 會 牽 涉 到 切 片 厚 度 與 切 片 數 目 的 問 題, 因 此 CEC 提 議 的 另 一 參 考 劑 量 為 完 整 描 述 因 一 次 C 檢 查 所 造 成 的 劑 量 及 切 片 長 乘 積 (dose-length product,dlp, 簡 稱 劑 量 長 度 乘 積 ), 其 定 義 如 下 : DLP CDI N X (mgy cm)... (8) = n w (8) 式 中 :i 為 構 成 C 檢 查, 每 一 掃 瞄 的 順 序 ; 為 切 片 厚 度 (cm); N 為 切 片 數 目 ; X 為 管 電 流 曝 露 量 (mas) 對 於 螺 轉 C 掃 瞄, 其 劑 量 長 度 乘 積 DLP 如 下 式 : DLP = ncdi w A t (mgy cm)... (9) i (9) 式 中 :i 為 構 成 C 檢 查, 每 一 螺 轉 的 順 序 (helical sequences), 為 切 片 厚 度 (cm); A 為 管 電 流 (ma); t 為 順 序 總 使 用 時 間 (s) 對 完 整 的 C 檢 查, 監 視 其 DLP 可 將 病 人 接 受 檢 查 的 總 曝 露 或 吸 收 劑 量 評 估 出, 為 研 究 螺 轉 C 劑 量 的 方 法 之 一 筆 型 游 離 腔 及 PMMA 假 體 電 腦 斷 層 的 劑 量 分 佈, 需 藉 由 長 棒 狀 筆 型 游 離 腔, 配 合 圓 柱 形 PMMA 假 體 量 測 電 腦 斷 層 劑 量 指 標 ; 本 研 究 使 用 的 筆 型 游 離 腔 為 RI Electronics AB WDC 0, 其 筆 桿 直 徑 為 0.9 cm, 筆 桿 量 測 長 度 為 0 cm, 有 效 體 積 約 為 4.9 cm 3, 搭 配 使 用 的 電 量 計 型 號 為 RI Electronics AB Solidose 400 另 外, 研 究 用 的 假 體 為 壓 克 力 (PMMA) 圓 柱 體, 高 度 5 cm; 分 別 有 6 3 cm 兩 種 直 徑, 前 者 用 以 模 擬 人 體 頭 部, 後 者 模 擬 人 體 軀 幹 假 體 圓 心 位 置 中 心 軸 有 游 離 腔 置 放 孔, 孔 徑.3 公 分, 用 以 量 測 CDI 00,c ; 另 距 假 體 圓 柱 表 面 位 置 下 cm 上 下 左 右 四 處 亦 各 有 一 游 離 腔 置 放 孔, 用 以 量 測 CDI 00,p ; 量 測 時, 僅 一 孔 置 入 游 離 腔, 其 餘 游 離 腔 置 放 孔 必 須 填 入 嵌 入 棒 (insert part) 補 足 假 體 空 隙, 以 降 低 測 量 誤 差 Cdosimetry 英 國 國 家 放 射 防 護 委 員 會 (NRPB) 於 其 SR-50 號 報 告 中, 描 述 使 用 蒙 地 卡 羅 方 法 模 擬 計 算 MIRD 5 數 學 人 型 假 體 在 電 腦 斷 層 時 各 器 官 劑 量,MIRD 5 數 學 人 型 假 體 為 美 國 橡 樹 嶺 國 家 實 驗 室 發 展 完 成, 假 體 之 頭 部 軀 幹 器 官 骨 骼 等, 均 以 幾 何 形 狀 構 成 ( 見 圖 3), 並 以 簡 單 數 學 式 表 示 之 NRPB 將 數 學 人 型 假 體 從 頭 到 腳 分 成 08 片, 每 片 0.5 cm 藉 由 ncdi w, 透 過 SR-50 號 報 告 中 的 蒙 地 卡 羅 資 料 庫 和 Imaging Performance Assessment C scanning 所 發 展 的 Cdosimetry 應 用 套 裝 軟 體, 模 擬 計 算 電 腦 斷 層 儀 X 光 管 旋 轉 360 度 後, 造 成 數 學 人 型 假 體 器 官 所 受 到 的 劑 量 ;Cdosimetry 的 操 作 介 面 如 圖 4 圖 4 中 (a) 為 輸 入 介 面 為 電 腦 斷 層 攝 影 儀 的 資 料 型 號 kvp 使 用 的 假 體 ( 頭 部 或 是 身 體 ) 掃 瞄 範 圍 等 ;(b) 為 管 電 流 (ma) 單 螺 旋 時 間 (s) 切 片 厚 度 切 片 距 等 參 數 輸 入 介 面 (c) 則 是 依 據 電 腦 斷 層 攝 影 儀 所 設 的 各 項 參 數 所 模 擬 計 算 出 數 學 人 型 假 體, 各 加 權 組 織 或 器 官 之 等 價 劑 量 (equivalent dose,h) 組 織 加 權 等 價 劑 量 (W 圖 3 Cdosimetry 軟 體 數 學 人 形 假 體 模 型 H ) 和 全 身 有 效 劑 量 (effective dose, W H ), 其 中 加 權 因 子 為 參 考 ICRP60 號 報 告 之 定 義 ;(d) 則 是 其 餘 組 織 或 器 官 (remainder organ) 的 等 價 劑 量

螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 5 結 果 與 討 論 電 腦 斷 層 攝 影 儀 影 響 輻 射 劑 量 的 因 子 較 一 般 傳 統 診 斷 X 光 機 複 雜, 除 了 kvp 及 mas 之 外,C 系 統 中 之 射 束 均 勻 度 射 束 整 形 濾 器 (collimation) 橫 切 片 厚 度 切 片 距 偵 檢 器 環 數 目 等, 皆 會 影 響 病 人 的 曝 露 劑 量, 這 些 技 術 條 件 設 定 值 如 表 本 研 究 所 使 用 的 電 腦 斷 層 攝 影 儀 有 Somatom plus 4 Light Speed Qx/i series 及 Sensation 6; 採 用 筆 型 游 離 腔 實 際 量 測 ncdi w, 配 合 Cdosimetry 軟 體 評 估 臨 床 常 規 的 頭 部 胸 腔 和 腹 腔 掃 描 攝 影 檢 查 時, 對 數 學 人 型 假 體 所 造 成 的 輻 射 劑 量 表 為 不 同 電 腦 斷 層 攝 影 儀 各 項 檢 查 之 圖 4 Cdosimetry 操 作 介 面 與 使 用 方 法, 及 C Sensation6 輸 入 之 資 料 (a,b) 與 計 算 結 果 (c,d) a. 輸 入 電 腦 斷 層 攝 影 儀 廠 牌 型 號 掃 描 範 圍 峰 電 壓 值 及 掃 描 部 位 等 b. 輸 入 X 光 管 電 流 C 旋 轉 時 間 射 束 整 形 濾 器 (collimation) 大 小 橫 切 片 厚 度 切 片 重 疊 因 子 (pitch) CDI 等 資 料 c. 組 織 或 器 官 之 等 價 劑 量 (equivalent dose,h ) 加 權 等 價 劑 量 (W H ) 和 全 身 有 效 劑 量 (effective dose, W H ) d. 其 餘 組 織 或 器 官 (remainder organ) 的 等 價 劑 量, 與 CDI w 及 DLP 表 電 腦 斷 層 攝 影 儀 各 部 位 檢 查 之 技 術 條 件 設 定 值 kvp mas pitch Collimator (mm) 頭 部 胸 腔 腹 腔 頭 部 胸 腔 腹 腔 頭 部 胸 腔 腹 腔 頭 部 胸 腔 腹 腔 Sensation 6 0 0 0 30 0 60 8 4 Light Speed Qx/i series - 0 0-5 76-0.75 0.75-5 5 Somatom plus 4 40 0 0 309 00 40 5 5 0 註 : 由 於 Light Speed Qx/i series 機 型 無 進 行 臨 床 頭 部 檢 查 程 序, 因 此 本 研 究 無 此 技 術 條 件 設 定 值 表 電 腦 斷 層 攝 影 儀 進 行 人 體 各 部 位 檢 查 時 之 C 加 權 計 量 指 標 CDI n w 及 DLP ncdi w (mgy/00mas) DLP (mgy cm) 頭 部 胸 腔 腹 腔 頭 部 胸 腔 腹 腔 Sensation 6 9.4 5. 5.5 869 70 75 Light Speed Qx/i series - 9. 9.3-57 677 Somatom plus 4 0.7 9. 8. 894 54 6

6 螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 n CDI w (mgy/mas) 與 DLP(mGy cm), 由 表 中 可 見, Sensation 6 各 部 位 檢 查 中 其 n CDI w 與 DLP 皆 小 於 Light Speed Qx/i series 及 Somatom plus 4 表 3 表 4 及 表 5 分 別 為 頭 部 胸 腔 及 腹 腔 檢 查 時 各 電 腦 斷 層 攝 影 儀, 對 器 官 所 造 成 的 等 價 劑 量 組 織 加 權 等 價 劑 量 及 全 身 有 效 劑 量 頭 部 C 攝 影 檢 查 所 接 受 最 多 等 價 劑 量 的 器 官 為 腦 部 :Sensation 6 為 48 msv, Somatom plus 4 為 50 msv, 其 各 組 織 或 器 官 的 加 權 等 價 劑 量 總 合 即 全 身 有 效 劑 量 分 別 為.9 及.0 msv, 由 於 在 頭 部 檢 時 十 六 切 螺 轉 C 與 單 切 C 所 設 定 的 參 數 相 同, 因 此 所 造 成 的 全 身 有 效 劑 量 不 見 有 任 何 差 異 ; 胸 腔 檢 查 部 分 時 Sensation 6 Light Speed Qx/i series Somatom plus 4 三 種 C 機 型 所 造 成 的 各 組 織 或 器 官 的 加 權 等 價 劑 量 總 合 即 全 身 等 效 劑 量 依 序 分 別 為.8 8.9 及 8.4 msv; 而 腹 腔 檢 查 所 造 成 全 身 等 效 劑 量 依 序 分 別 為 4.5.0 及 0.0 msv 表 6 則 列 出 電 腦 斷 層 攝 影 儀 各 項 檢 查 經 Cdosimetry 模 擬 計 算 後 得 到 的 各 器 官 有 效 劑 量 (effective dose),sensation 6 造 成 假 體 的 劑 量 皆 小 於 Light Speed Qx/i series 及 Somatom plus 4; 由 此 結 果 可 發 現 多 切 片 的 螺 轉 C 其 對 受 檢 者 所 造 成 的 輻 射 劑 量 低 於 較 少 切 片 的 螺 轉 C 及 傳 統 單 切 片 C 電 腦 斷 層 劑 量 指 標 是 針 對 電 腦 斷 層 掃 描 攝 影 的 劑 量 分 佈 而 訂 定, 本 研 究 量 測 電 腦 斷 層 劑 量 指 標, 透 過 Cdosimetry 軟 體, 探 討 和 分 析 不 同 世 代 不 同 機 型 的 電 腦 斷 層 攝 影 儀 間 的 劑 量 分 佈, 由 實 驗 結 果 可 見 從 單 切 式 電 腦 斷 層 演 變 到 四 切 甚 至 十 六 切, 電 腦 斷 層 攝 影 劑 量 指 標 有 明 顯 下 降 的 趨 勢 依 據 蒙 地 卡 羅 Cdosimetry 模 表 3 不 同 機 型 電 腦 斷 層 攝 影 儀 頭 部 檢 查 時, 對 人 體 組 織 或 器 官 所 造 成 之 等 價 劑 量 組 織 加 權 等 價 劑 量 和 全 身 有 效 劑 量 ; 單 位 為 msv C 機 型 Sensation 6 Somatom plus 4 H W H H W H 性 腺 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 骨 髓 3.0000 0.38000 3.30000 0.40000 直 腸 0.000 0.00003 0.00000 0.00000 肺 0.000 0.0300 0.000 0.0400 胃 0.00430 0.0005 0.00470 0.00056 膀 胱 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 乳 房 0.0300 0.0060 0.03700 0.0080 肝 0.00770 0.00039 0.00740 0.00037 食 道 0.07400 0.00370 0.09500 0.00480 甲 狀 腺.0000 0.0000.0000 0.000 皮 膚 3.30000 0.03300 3.60000 0.03600 骨 表 面 3.00000 0.3000 5.00000 0.4000 腦 部 48.00000.0000 50.00000.0000 其 他 器 官.00000 0.0500.0000 0.0700 全 身 有 效 劑 量.9.0 註 : 由 於 Light Speed Qx/i series 機 型 無 進 行 臨 床 頭 部 檢 查 程 序, 因 此 本 研 究 無 法 得 知 其 劑 量 值 表 4 不 同 機 型 電 腦 斷 層 攝 影 儀 胸 腔 檢 查 時, 對 人 體 組 織 或 器 官 所 造 成 之 等 價 劑 量 組 織 加 權 等 價 劑 量 和 全 身 有 效 劑 量 ; 單 位 為 msv C 機 型 Sensation 6 Light Speed Qx/i series Somatom plus 4 H W H H W H H W H 性 腺 0.00650 0.0030 0.000 0.0040 0.0000 0.00400 骨 髓.40000 0.8000 7.40000 0.89000 7.0000 0.86000 直 腸 0.0700 0.0000 0.04700 0.00560 0.0500 0.0060 肺 8.40000.00000 7.00000 3.30000 6.00000 3.0000 胃.0000 0.3000 3.30000 0.40000 3.30000 0.39000 膀 胱 0.00370 0.0008 0.000 0.00056 0.000 0.00056 乳 房 7.0000 0.36000 3.00000.0000.00000.0000 肝.70000 0.08700 5.60000 0.8000 5.30000 0.7000 食 道 9.30000 0.47000 3.00000.50000 9.00000.40000 甲 狀 腺.90000 0.09400 5.90000 0.30000 5.80000 0.9000 皮 膚.70000 0.0700 5.70000 0.05700 5.30000 0.05300 骨 表 面 4.50000 0.04500 5.00000 0.5000 4.00000 0.4000 腦 部 9.30000 0.3000 3.00000 0.76000 9.00000 0.7000 其 他 器 官.60000 0.0400 5.0000 0.3000 5.00000 0.000 全 身 有 效 劑 量.8 8.9 8.4

螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 7 表 5 不 同 機 型 電 腦 斷 層 攝 影 儀 腹 腔 檢 查 時, 對 人 體 組 織 或 器 官 所 造 成 之 等 價 劑 量 組 織 加 權 等 價 劑 量 和 全 身 有 效 劑 量 ; 單 位 為 msv C 機 型 Sensation 6 Light Speed Qx/i series Somatom plus 4 H W H H W H H W H 性 腺 4.000 0.800.0000.000 9.000.8000 骨 髓 3.7000 0.4500 9.6000.000 8.4000.0000 直 腸 4.8000 0.5800.0000.5000.0000.3000 肺.5000 0.700 3.7000 0.4400 3.3000 0.3900 胃.0000.4000 30.0000 3.5000 6.0000 3.000 膀 胱.0000 0.0980 4.8000 0.400 4.000 0.00 乳 房 0.4000 0.000 0.9800 0.0490 0.8900 0.0450 肝.0000 0.5300 7.0000.4000 4.0000.000 食 道 0.900 0.040 0.7500 0.0380 0.6400 0.030 甲 狀 腺 0.030 0.006 0.070 0.0036 0.0730 0.0036 皮 膚.5000 0.050 6.7000 0.0670 5.6000 0.0560 骨 表 面 4.7000 0.0470 3.0000 0.300.0000 0.00 腦 部.0000 0.300 0.3300 0.800 8.0000 0.7000 其 他 器 官 3.4000 0.0850 8.9000 0.00 7.7000 0.900 全 身 有 效 劑 量 4.5.0 0.0 表 6 各 型 電 腦 斷 層 攝 影 儀 進 行 頭 部 胸 腔 及 腹 腔 檢 查 時 之 全 身 有 效 劑 量 電 腦 斷 層 攝 影 儀 機 型 全 身 有 效 劑 量 (msv) 頭 部 胸 腔 腹 腔 Sensation 6.9.8 4.5 Light Speed Qx/i series - 8.9.0 Somatom plus 4.0 8.4 0.0 集 體 劑 量 可 能 再 降 低, 減 少 由 輻 射 所 誘 發 癌 症 的 機 率 ; 而 X 光 管 掃 描 方 式 偵 檢 器 效 率 與 影 像 重 組 方 法 的 進 步, 是 導 致 C 劑 量 降 低 的 因 素, 電 腦 斷 層 攝 影 儀 為 醫 學 診 斷 上 不 可 或 缺 的 工 具, 隨 著 技 術 的 日 新 月 異, 可 預 期 的 是 電 腦 斷 層 攝 影 亦 將 會 有 更 快 速 檢 查 好 的 影 像 品 質 與 更 低 輻 射 劑 量 感 謝 擬 計 算 評 估, 進 行 胸 腔 及 腹 腔 檢 查 單 次 掃 描 時 十 六 切 螺 轉 C 比 四 切 螺 轉 C 單 切 C, 造 成 人 型 假 體 全 身 的 等 效 劑 量 約 低 了 3 倍, 而 頭 部 單 次 掃 描 檢 查 則 均 為 msv, 相 差 不 多 本 研 究 承 蒙 振 興 復 健 醫 學 中 心 放 射 診 斷 科 同 仁 及 台 北 榮 民 醫 院 放 射 線 部 魏 聰 文 技 師 及 黃 珊 姒 小 姐 等 工 作 人 員 的 協 助, 得 以 順 利 完 成 ; 復 蒙 振 興 復 健 醫 學 中 心 之 研 究 經 費 補 助, 特 此 致 謝 結 論 參 考 文 獻 本 研 究 得 知 在 單 次 掃 描 情 況 下, 螺 轉 十 六 切 C 所 造 成 受 檢 者 之 全 身 有 效 劑 量 比 四 切 單 切 低 的 多 ; 根 據 Richard 研 究 指 出 由 輻 射 所 誘 發 的 癌 症 需 5 至 0 年 才 會 成 形 [], 因 此 需 長 時 間 大 量 追 蹤 受 檢 者 經 由 醫 學 檢 查 所 受 的 輻 射 劑 量, 才 會 有 一 具 體 表 現 數 值 ; 依 據 機 率 效 應, 受 檢 者 所 受 的 輻 射 劑 量 越 高, 日 後 由 輻 射 所 誘 發 癌 症 的 機 率 越 高, 而 電 腦 斷 層 攝 影 儀 佔 各 國 家 臨 床 醫 用 輻 射 劑 量 的 比 率 甚 高, 因 此 若 能 大 量 採 用 多 切 片 螺 轉 C, 如 能 利 用 64 切 的 更 新 型 螺 轉 C, 受 檢 者 之 輻 射. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR 000 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes, Volume I: Sources New York, 000. Mettler FA, Wiest PW, Locken JA, Kelsey G A. C scanning: Patterns of use and dose. J Radiol Prot 000; 0: 353-359 3. Shrimpton PC, Edyvean S. C scanner dosimetry. Br. J. Radiol 998; 7: -3 4. International Atomic Energy Agency, IAEA Safety Series No. 5, International Basic Safety Standards for

8 螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 Protection Against Ionizing Radiation and for the safety of Radiation sources. IAEA, Vienna, Austria, 996 5. I n t e r n a t i o n a l E l e c t r o t e c h n i c a l C o m m i s s i o n, International Standard 63--6, Evaluation and Routine esting in Medical Imaging Department Part -6: Constancy ests-x-ray Equipment for Computed omography. IEC, 994 6. Performance standards for ionizing radiation emitting products, diagnostic x-ray systems and their major components, computed tomography equipment, U.S. Code of Federal Regulations, itle, Section 00.33, 984 7. European Guidelines on Quality Criteria for Computed omography. Report 66 Luxembourg, Office for Official Publications of the European Communities, 999 8. Cho ZH, Jones JP, Singh M. Fundamentals of medical imaging. New York, 99 9. Shope B, Gagne RM, Johnson GC. A method for describing the doses delivered by transmission X-ray computed tomography. Med Phys 98; 8: 488-495 0. Leitz, W, Axelsson B, Szendrö G. Compared tomography dose assessment: A practical approach. Radiat Prot Dosim 995; 57: 377-380. Diego RM, Richard CS. Health effects of ionising radiation from diagnostic C. he Lancet 006; 367: 7-74. National Radiological Protection Board, Survey of C Practice in the UK, Part3: Normalized Organ Doses Calculated using Monte Carlo echniques NRPB Report R50, 99 3. Cristy M, Eckerman KF. Oak Ridge National Laboratory Report ORNL/M-838/V-7, Specific Absorbed Fractions of Energy at Various Ages from Internal Photon source. Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, N, 987 4. Koller CJ, Eatough JP, Bettridge A. Variations in radiation dose between the same model of multi-slice C scanner at different hospitals. he British Journal of Radiology 003; 76: 798-80 5. Golding SJ, Shrimpton PC. Radiation dose in C: are we meeting the challenge? he British Journal of Radiology 00; 75: -4 6. Brix G, Nagle HD, Galanski M. Radiation exposure in multi-slice versus single-slice spiral C:results of a nationwide survey. Eur Radiol 003; 3: 979-99

螺 轉 和 傳 統 C 輻 射 劑 量 的 比 較 9 Computed omography Radiation Dose: Multi-slice Versus Single Slice Chun-Chiao Huang Shih-Ming Hsu Gong-Yau Lan Ya-Hui Chen Wei-Shan Yang Wei-Li Chen Faculty of Biomedical Imaging and Radiological Sciences, National Yang-Ming University Department of Radiology, Cheng Hsin Rehabilitation Medical Center he aim of this study is to investigate the radiation dose for spiral computed tomography and conventional C during different C examination. C dose index with an active length of 0 cm pencil-shaped ionization chamber and a PMMA phantoms which recommended by American Association of Physicists in Medicine were used to measure the radiation dose. he weighted C dose index, CDIw, and dose-length product, DLP, were used as reference dose quantity in C. he total effective doses of conventional C scanners were compared with those of Spiral C by the Cdosimetry software. he total effective doses of 6-slices spiral C thorax and abdominal examinations were 300% lower when compared with 4-slices spiral C and traditional single-slice C. he typical head examination doses of multi-slices C and single-slice C were all within experiment deviation errors. he results showed that the multi-slices computed tomography system was substantial reduction in exam time, provided excellent image quality and decreased dose relative to the single-slice.