| 标准编号 | GB/T 16137-2021 (GB/T16137-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Methods for estimation of examinee’s organ doses in X-ray diagnosis | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | C57 | | 字数估计 | 62,626 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 16137-2021
(Method of radiation of subject's organ in X-ray diagnosis)
ICS 13.280
CCSC57
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 16137-1995
X射线诊断中受检者器官剂量的估算方法
2021-05-21发布
2021-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 器官剂量转换系数法 3
5 器官剂量蒙特卡罗模拟计算方法 6
6 受检者有效剂量估算 6
附录A(资料性) 不同照射条件下的反散射因子 8
附录B(资料性) 距X射线源1m处的空气比释动能率 11
附录C(资料性) 普通X射线摄影受检者器官剂量转换系数 12
附录D(资料性) 常见X射线透视受检者器官剂量转换系数 37
附录E(资料性) X射线乳腺摄影受检者器官剂量估算参数 43
附录F(资料性) X射线计算机断层摄影(CT)受检者器官剂量转换系数 51
附录G(资料性) 常用X射线摄影受检者有效剂量转换系数 55
附录H (资料性) 常用X射线计算机断层摄影(CT)受检者有效剂量转换系数 57
参考文献 58
X射线诊断中受检者器官剂量的估算方法
1 范围
本文件规定了常见医用X射线诊断中受检者的主要器官(或组织)在特定照射条件下的受照剂量
估算方法及有关参数。
本文件适用于接受普通X射线摄影、X射线透视、X射线乳腺摄影和X射线计算机断层摄影(CT)
的受检者。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
普通X射线摄影 ordinaryX-rayradiography
包括传统的以屏/片为影像接收器的X射线摄影、数字X射线摄影(DR)和计算机X射线摄影(CR)。
3.2
入射空气比释动能 incidentairkerma
Ka,i
在受检者或模体表面射线束中心轴上,测量得到的由入射线束产生的空气比释动能。
注:仅指对受检者或模体的入射辐射,不包括反向散射辐射。
3.3
Ka,e
在受检者或模体表面位置中心线束轴上,实际测量得到的空气比释动能。
注:包括入射到受检者或模体表面的辐射及其反向散射辐射。
3.4
反散射因子 back-scatteringfactor;BSF
定量表征由介质引起的使辐射或粒子的行进方向相对于原始方向的夹角大于90°的散射的系数。
注:反散射因子等于入射体表空气比释动能与入射空气比释动能的比值。
3.5
空气比释动能面积乘积 airkerma-areaproduct
PKA
在垂直于射束轴线的平面内,空气比释动能与照射野面积的乘积。
3.6
空气比释动能长度乘积 airkerma-lengthproduct
PKL
在垂直于射束轴线的平面内,空气比释动能与照射野长度的乘积。
3.7
CVOL
一次轴扫或螺旋扫描中整体扫描容积内空气比释动能的平均值,可通过测量得到加权CT空气比
释动能指数(CW)与CT螺旋因子(p)的比值。
3.8
器官剂量 organdose
DT
人体的一个特定组织或器官(T)吸收电离辐射的平均能量除以该组织或器官的总质量。
3.9
DG
乳房X射线摄影中所致受检者乳腺的平均吸收剂量。
3.10
有效剂量 effectivedose
人体各组织或器官的当量剂量乘以相应的组织权重因子后的和,表达关系式为:
E=∑
wT·HT
式中:
E ---有效剂量,单位为希沃特(Sv);
wT---组织权重因子;
HT---组织或器官的当量剂量,单位为希沃特(Sv)。
3.11
CT
不同组织或器官的吸收剂量归一化至一个可容易通过测量或计算得到的剂量学量的转换系数。
3.12
CE
全身有效剂量归一化至一个可容易通过测量或计算得到的剂量学量的转换系数。
3.13
总过滤 totalfiltration
固有过滤和附加过滤的总和。
注:固有过滤为辐射束从X射线源组件或其部件射出之前通过不可移开的物质时,该物质产生的等效过滤。附加
过滤为辐射束在X射线源和患者或规定平面之间的附加滤板和其他可拆卸物质产生的等效过滤。
3.14
半值层 half-valuelayer;HVL
当特定辐射能量或能谱的窄束X射线通过规定物质时,其空气比释动能率减小到无该物质时所测
量值的一半的规定物质的厚度。
3.15
焦皮距 focusskindistance;FSD
X射线管的有效焦点到受检者皮肤表面的最短距离。
3.16
有效焦点的基准平面至基准轴线与影像接收器平面相交点的距离。
3.17
照射野 radiationfield
射线束经准直器后垂直通过模体的范围。
注:用模体表面的截面大小表示照射野面积。
4 器官剂量转换系数法
4.1 普通X射线摄影
4.1.1 器官剂量计算公式
器官剂量按公式(1)计算:
DT=CT·Ka,e (1)
式中:
DT ---组织或器官的吸收剂量,单位为毫戈瑞(mGy);
CT ---器官剂量转换系数,单位为毫戈瑞每戈瑞(mGy/Gy);
Ka,e---入射体表空气比释动能,单位为戈瑞(Gy)。
4.1.2 入射体表空气比释动能的获取
4.1.2.1 宜优先使用入射体表空气比释动能(Ka,e)的实测结果。
4.1.2.2 若无体表空气比释动能的实测结果,可用空气比释动能面积乘积PKA值按公式(2)来估
算Ka,e:
Ka,e=
PKA
W·L
· SID
FSD
·BSF (2)
式中:
Ka,e ---入射体表空气比释动能,单位为戈瑞(Gy);
PKA ---空气比释动能面积乘积,单位为戈瑞平方厘米(Gy·cm2);
W ---照射野宽度,单位为厘米(cm);
L ---照射野长度,单位为厘米(cm);
SID ---焦点到接收器距离,单位为厘米(cm);
FSD---焦皮距,单位为厘米(cm);
BSF---反散射因子(参见附录A)。
4.1.2.3 若既无入射体表空气比释动能(Ka,e)实测结果,又无PKA值,可利用经实测的或已知的在距X
射线球管焦点d处(可在50cm~100cm范围内选择)的空气比释动能率K
a,i和公式(3)来估算Ka,e:
Ka,e=Q·K
a,i·
FSD
·BSF (3)
式中:
Ka,e ---入射体表空气比释动能,单位为戈瑞(Gy);
Q ---电流时间之积,单位为毫安秒(mA·s);
a,i ---距球管焦点d处的空气比释动能率,单位为戈瑞每毫安秒[Gy/(mA·s)];
d ---球管焦点距测量点的距离,单位为厘米(cm);
FSD---焦皮距,单位为厘米(cm);
BSF---反散射因子(参见附录A)。
4.1.2.4 如果得不到X射线装置在所用电压与电流值下的空气比释动能率数据,但已知总过滤的厚
度,则可参照附录B的图B.1先估算在距X射线球管焦点1m处的空气比释动能率K
a,i,再按公式(3)
来估算Ka,e,但这种方法估算误差大。
4.1.3 器官剂量转换系数
4.1.3.1 成年人器官剂量转换系数:附录C的表C.1~表C.15给出了六种常见体位X射线摄影成年参
考人各组织或器官的剂量转换系数。
4.1.3.2 儿童器官剂量转换系数:附录C的表C.16~表C.30给出了两种常见体位X射线摄影5岁和
10岁儿童各组织或器官的剂量转换系数。
4.1.3.3 在估算某特定受检者的器官剂量时,如果受检者体型和质量与附录C中所列的人体模型相
似,可直接使用表C.1~表C.30中的相应器官剂量转换系数。照射野变化对照射野内受照器官的剂量
影响可忽略不计,但对照射野外受照器官有较大影响。对相同体位摄影,实际使用的FSD 与附录C中
所列FSD 的差别,对照射野内器官的剂量影响相对较小。
4.2 X射线透视
4.2.1 X射线透视所致受检者器官剂量的计算可参照公式(1)。
4.2.2 X射线透视的入射体表空气比释动能的获取方法可参照4.1.2。
4.2.3 成年男女接受不同体位X射线透视时的器官剂量转换系数如下:
a) 成年男女接受食管透视检查时的器官剂量转换系数参见附录D的表D.1~表D.6;
b) 成年男女接受胃部透视时的器官剂量转换系数参见附录D的表D.7和表D.8;
c) 成年男女接受心血管造影时的器官剂量转换系数典型值参见附录D的表D.9。
4.3 乳腺摄影
4.3.1 器官剂量计算公式
乳腺平均剂量按公式(4)计算:
DG=CG·Ka,i (4)
式中:
DG ---乳腺平均剂量,单位为毫戈瑞(mGy);
CG ---不同靶/滤过、不同比例腺体的平均剂量转换系数,单位为毫戈瑞每毫戈瑞(mGy/mGy);
Ka,i---入射空气比释动能,单位为毫戈瑞(mGy)。
4.3.2 入射空气比释动能的获取
4.3.2.1 宜优先使用在无受检者或无模体情况下入射空气比释动能(Ka,i)的实测结果。
4.3.2.2 若利用在有受检者或有模体情况下测量得到的入射体表空气比释动能(Ka,e)的实测数据,可
借助乳腺摄影的反散射因子BSFG 按公式(5)来估算Ka,i:
Ka,i=
Ka,e
BSFG
(5)
式中:
Ka,i ---入射空气比释动能,单位为毫戈瑞(mGy);
Ka,e ---入射体表空气比释动能,单位为毫戈瑞(mGy);
BSFG---乳腺摄影的反散射因子(参见附录E的表E.7)。
4.3.3 乳腺剂量转换系数
不同靶/滤过、不同比例腺体的乳腺平均剂量转换系数参见附录E的表E.1~表E.6。
4.4 计算机断层摄影(CT)
4.4.1 器官剂量计算公式
器官剂量按公式(6)计算:
DT=CCT·nCVOL·PIt (6)
式中:
DT ---组织或器官的吸收剂量,单位为毫戈瑞(mGy);
CCT ---CT所致受检者器官剂量转换系数,单位为毫戈瑞每毫戈瑞(mGy/mGy);
nCVOL---单位毫安秒的容积CT空气比释动能指数,单位为毫戈瑞每毫安秒[mGy/(mA·s)];
PIt ---CT球管旋转一周的毫安秒值,单位为毫安秒(mA·s)。
4.4.2 容积CT空气比释动能指数的获取
4.4.2.1 优先推荐从CT系统的辐射剂量结构化报告(RDSR)中直接读取。
4.4.2.2 若无法读取,可按相关检测规范通过测量CTDI100求出加权CT剂量指数CTDIW(相当于CT
空气比释动能指数CW),再利用公式(7)计算CVOL:
CVOL=
CW·N·T
Δd
(7)
式中:
CVOL---容积CT空气比释动能指数,单位为毫戈瑞(mGy);
CW ---CT空气比释动能指数,单位为毫戈瑞(mGy);
N ---一次扫描产生的断层数;
T ---CT扫描层厚,单位为毫米(mm);
Δd ---CT球管旋转一周诊视床移动的距离,单位为毫米(mm)。
4.4.3 器官剂量转换系数
4.4.3.1 成年参考人器官剂量的转换系数参见附录F的表F.1。
4.4.3.2 不同年龄段儿童的器官剂量转换系数参见附录F的表F.2~表F.4。
4.4.3.3 在估算某特定受检者的器官剂量时,所使用CT装置的厂商和型号与附录F中所列的厂商和
型号相同时,可直接使用表F.1~表F.4中的相应器官剂量转换系数。厂商或型号不同时,附录F中的
器官剂量转换系数会有较大的不确定度。
5 器官剂量蒙特卡罗模拟计算方法
5.1 参数选择
5.1.1 射线源项:X射线能谱可借助电子打靶模型利用EGSnrc,FLUKA,GEANT,MCNPX
等软件1)进行蒙特卡罗(MC)模拟计算获得,也可借助国内外相关研究机构已公开发布的X射线能谱生
成软件(如XCOMP5R)获得。影响能谱的关键因素主要包括管电压和总过滤的设置。
1) 上述商品化软件是可以用来模拟计算X射线能谱的软件实例。给出这些信息是为了方便本文件的使用者,并
不表示对这些软件的认可。如果其他等效软件具有相同的效果,则可使用这些等效软件。
5.1.2 人体模型:常用体素(Voxel)模型,因其对器官的描述更为细致。也可用基于表面定义的非均匀
有理B样条曲线(NURBS)模型,它可以根据个体个性化定制各器官的大小和组成等,例如可调整身高
和体重,可构建不同的乳房大小、形状、乳腺与脂肪组织比等。
5.1.3 照射情形:主要指射线源与人体模型的相对几何位置以及照射野的几何大小等。
5.2 计算方法
分别定义5.1中各类X射线诊断的射线源项、受检者人体模型(年龄、体型等),根据具体的照射情
形开展 MC模拟计算,分别统计感兴趣器官或组织内沉积的能量除以该器官或者组织的质量,可计算
出平均器官剂量,也可直接统计平均器官吸收剂量(DT,MC)。可通过增加模拟计算的粒子(光子)数,来
减小 MC模拟计算的误差。MC模拟输出的结果归一至每个发射的源粒子(光子),应采用相同情形下
特定物理量的实测值(VM)与模拟计算值(VMC)的比值进行转换,计算见公式(8):
DT=DT,MC·
VM
VMC
(8)
式中:
DT ---器官或组织吸收剂量的估算值;
DT,MC---器官或组织吸收剂量的 MC模拟计算值;
VM ---某一特定物理量的实测值;
VMC ---某一特定物理量的模拟计算值。
5.3 转换系数
按5.1和5.2描述的方法开展 MC模拟计算时,可在一次模拟中同时得到相应的入射空气比释动
能和器官剂量,两者的比值即为器官剂量转换系数。但该转换系数只针对特定的照射情形,若照射情形
(包括设备源项,受检者的年龄、体型)发生改变,可利用 MC方法重新计算不同照射情形下的器官剂量
转换系数。
6 受检者有效剂量估算
6.1 普通X射线摄影受检者有效剂量
6.1.1 有效剂量计算公式
有效剂量按公式(9)计算:
E=CE·Ka,e (9)
式中:
E ---有效剂量,单位为毫希沃特(mSv);
CE ---有效剂量转换系数,单位为毫希沃特每戈瑞(mSv/Gy);
Ka,e---入射体表空气比释动能,单位为戈瑞(Gy)。
6.1.2 有效剂量转换系数
6.1.2.1 六种常见体位摄影成年参考人的有效剂量转换系数参见附录G中的表G.1。
6.1.2.2 两种常见体位摄影5岁和10岁儿童的有效剂量转换系数参见附录G中的表G.2。
6.1.2.3 在估算某特定受检者的有效剂量时,如果受检者体型和质量与本文件采用的成年男性、女性或
儿童人体模型之一的体型和质量相似,可直接使用附录G中的表G.1或表G.2。照射野变化对有效剂
量的估算有一定的影响,利用有效剂量转换系数表......
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