醫(yī)用X射線工作者回顧性劑量估算進展

張欣 孫志娟 趙永成

300192，中國醫(yī)學科學院北京協和醫(yī)學院放射醫(yī)學研究所，天津市放射醫(yī)學與分子核醫(yī)學重點實驗室

醫(yī)用X射線工作者回顧性劑量估算進展

張欣 孫志娟 趙永成

300192，中國醫(yī)學科學院北京協和醫(yī)學院放射醫(yī)學研究所，天津市放射醫(yī)學與分子核醫(yī)學重點實驗室

隨著X射線的廣泛應用，其對醫(yī)用工作者的輻射致癌效應越來越受到人們關注。準確的輻射致癌危險評價應建立在完整的個人劑量信息的基礎之上。然而在X射線應用的早期并沒有醫(yī)用X射線工作者的個人劑量信息，因此需要通過進行劑量重建來估算早期的個人劑量信息。筆者對國內外早期醫(yī)用診斷X射線工作者的劑量估算的現狀和進展進行了綜述。

X線；輻射劑量；醫(yī)用X射線工作者；劑量估算

隨著我國對核能和輻射技術的應用越來越廣泛，受到低水平輻射的人群也越來越多。因此小劑量電離輻射多次反復性照射的危險評價已經成為當前人們最關心的公共衛(wèi)生問題之一。它不僅關系到輻射防護標準的制定，也關系著核能、放射性核素和放射源的開發(fā)和利用[1-2]。

1 醫(yī)用X射線工作者回顧性劑量估算應用背景

1895年倫琴發(fā)現了X射線，不久便在醫(yī)學領域得到了應用。之后X射線被用于人體檢查以診斷疾病。隨著X射線診斷的普及，其危害也漸漸引起了人們的重視。為了評價醫(yī)用X射線工作者的致癌危害，國內外做了很多研究。但是真正意義上的輻射致癌評價是建立在隊列成員的個人累積劑量和器官劑量之上。劑量信息越準確，輻射致癌危險評價越可靠。因此醫(yī)用診斷X射線工作者所接受的受照劑量也越來越受到關注。由于在1950年之前各國并沒有劑量監(jiān)測設備，各個隊列缺乏完整的劑量信息，隊列個人劑量的質量影響了輻射致癌危險評價結果的準確性和把握度。因此早期醫(yī)用X射線工作者的個人劑量估算及其基礎上的劑量效應分析顯得尤為重要。在以往的劑量重建研究中，有的研究者采用工齡來反映放射工作者的受照劑量，認為工齡越長受照劑量越大，然而每個工作者的工作量、檢查的類型和防護條件等并不相同[3-4]。目前，國內外基本上都是通過建立統(tǒng)計模型和物理方法來估算劑量。同時根據查閱歷史記錄及檔案資料，或者問卷調查來獲得隊列成員的職業(yè)史信息和設備信息，例如工作史、工作設備、防護措施等，利用這些數據與模型相結合進行回顧性劑量估算。目前以醫(yī)用放射性工作者為研究對象的隊列研究主要在美國、日本、加拿大、丹麥和中國。本文通過對國內外的醫(yī)用X射線工作者的回顧性劑量估算研究進展情況進行綜述，為我國今后開展相關研究提供參考。

2 國外回顧性劑量估算研究現狀

加拿大和丹麥醫(yī)用X射線工作者隊列研究分別在 1951－1987年和 1968－1985年對 73 100名和4200名醫(yī)用工作者進行了隨訪，對于缺失的早期劑量信息沒有進行估算[5－7]，僅利用了后期劑量監(jiān)測設備得到的劑量數據。然而忽略早期放射工作者的高劑量信息，可能會對輻射致癌危險評價造成低估。

日本的醫(yī)用X射線技師隊列包括約12 000名技師，開始工作的時間在1918－1971年之間，但在1960年之前并沒有可用的劑量數據。對于缺乏的劑量信息，他們利用隊列成員的工作史等相關信息和模型相結合來估算不同工作時期的個人劑量。每個成員的累積劑量是將整個工作時期的劑量加和得到的。劑量估算公式包括兩個參數α、β，具體參數值是基于有效的監(jiān)測劑量數據的回歸分析得出的。

α值取決于防護狀態(tài)，取值范圍為0．06（防護狀態(tài)最好）～0．36（防護狀態(tài)最差）。β值取決于設備類型，工作設備被分為3類：高校醫(yī)院、綜合性醫(yī)院、公共衛(wèi)生中心，β取值范圍為0．05～0．09。通過這一方法得出了1968－1978年間的劑量信息。同時，在日本，1979－1993年間有了利用膠片劑量測量法的個人劑量數據。將模型估算的劑量數據和實際測得的劑量數據對比后發(fā)現，通過模型估算出的受照劑量要高于膠片劑量監(jiān)測得到的劑量，但是劑量隨年代變化的趨勢是一致的[8]。因此，日本模型進行劑量重建的方法可能會導致實際劑量的高估，需要進一步對劑量估算模型進行改善。但是近幾年日本隊列的劑量重建并沒有新的進展。

美國的放射技師隊列共包括146 000名醫(yī)用放射工作者，他們參加工作的時間在1916－1982年之間，在1960年之前同樣沒有可用的個人劑量監(jiān)測信息。1983－2004年對該隊列共進行了3次回顧性隨訪，對于相關人員的職業(yè)史、吸煙飲酒等生活習慣、醫(yī)療狀況、工作單位性質（民營還是軍用）、工作設備類型、設備的使用頻率和工作場所防護測定等信息進行了調查。2006年Simom等[9]對1916－1984年之間的劑量進行了回顧性重建，根據時代發(fā)展特征劃分成了3個時間段（1960年之前、1960－1976年、1977－1984年），各時間段分別采用不同的模型進行劑量估算。1960年之前，由于缺乏膠片個人劑量數據且隊列成員的個人劑量確定信息極其稀少，主要利用綜合不同的歷史記錄、檔案資料等出版物中的劑量信息，進行加權得到1916－1960年的劑量信息及其概率密度分布圖。1960－1976年，只有一小部分隊列成員的膠片個人劑量信息，根據有限的個人劑量數據得出了一個簡單的模型并得出分布圖。1977－1984年，這一時間段的劑量估算方法主要是依靠個人劑量監(jiān)測記錄。由于大部分隊列成員都有膠片劑量數據，根據可用劑量數據和工作史信息得出了一個線性模型，通過該模型再來估算缺乏膠片劑量信息的隊列成員的個人劑量信息。2014年Simon等[10]將劑量重建從1916－1984年擴展到1916－1997年，并且利用2004年最新隨訪得到的關于工作史、膠片劑量的新數據以及防護措施相關信息對模型不斷完善，同時對不確定因素和可能存在的偏倚做了進一步的處理[9－10]。

3 國內回顧性劑量估算研究現狀

我國醫(yī)用X射線工作者隊列包括1950－1980年間在職的共27011名醫(yī)用X射線工作者，1980年、1986年、1991年和1995年分別對隊列成員進行了4次隨訪調查[11]。在我國，1985年前沒有對醫(yī)用X射線工作者開展個人劑量監(jiān)測，隨后雖開始了個人劑量監(jiān)測，但直到1990年，這一人群的個人劑量監(jiān)測信息還是很缺乏。為對這一人群進行流行病學隊列研究，我國早期醫(yī)用診斷X射線工作者的劑量重建就十分必要，為此，張良安提出了基于工作量、工作類型及防護條件等相關信息進行個人劑量重建的劑量學估算模型，即歸一化工作量劑量估算方法[12]。這一估算模型的基本公式如下：

式中：Di：研究隊列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在第i年中個人劑量計佩戴位置的皮膚吸收劑量，單位為mGy；P：單位歸一化工作量下，研究隊列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在個人劑量計佩戴位置的皮膚吸收劑量（P=0．263 mGy/千人次）；Wi：研究隊列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在第i年的歸一化工作量，計算公式如下：

式中：Wijk：研究隊列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在第i年中，在k類防護條件下（機器類型、機器年代、防護設施或設備的使用狀態(tài)等），開展j類X射線診斷工作（胸透、拍片和胃腸檢查等）的年工作量，單位為人次/年；γjk：歸一化系數，是由于防護條件類型和X射線診斷工作類型不同引起接受劑量不同而引入的修正。

首先選定計算的年（i），再選定X射線診斷工作類型（j）（例如胸透等），用公式（2）對這一年里該類診斷在不同防護條件類型（k）的歸一化工作量分別進行計算，直到計算完所有類型k（即首先對k求和）；再選定另一類工作類型，對所有可能的防護條件求和，直到完成該年所有的歸一化工作量計算。再用公式（1）計算該年的年劑量，累加每一年的劑量估算結果，就可得出被估算人員的累積個人劑量。

只要研究者對診斷類型（j）和防護類型（k）選定合理，就不難從相關文獻中查得γjk的值；診斷類型（j）和防護類型（k）選定后，其工作量Wijk（診斷人數）最好能由被估算人員自己準確提供，若被估算人員無法準確提供，可以粗略采用相關資料的默認值。根據參加工作時間的不同和工作醫(yī)院類型（按門診量分類）將Wijk的默認值分為27種，只要知道被估算人員參加工作的時間和工作醫(yī)院類型就可以使用相應的默認值。

為了得到相對合理的歸一化工作量劑量估算方法中的主要參數γjk，在全國范圍內采用分層抽樣的方法，使調查具有普遍性和代表性，對大型綜合醫(yī)院、?？漆t(yī)院及區(qū)縣級中、小型醫(yī)院的胸透、胃腸造影和拍片等主要診斷類型進行了不同年代機器、不同防護措施和實施的防護水平調查，這次調查在1632個不同的工作類型和防護條件場所中對608臺不同時期生產的不同容量的X射線機進行了模擬測量[13]。這些防護調查結果基本代表了我國1985年以前醫(yī)用X射線診斷工作場所的防護水平，基于這些調查數據得出的γjk確保了歸一化工作量劑量估算方法的合理性。

為了得到歸一化工作量劑量估算方法中的工作量默認值Wijk，在我國19個省、市、自治區(qū)中，采用分層抽樣的方法，共調查了200多所醫(yī)院的工作量登記資料，在此基礎上得出了相對可信的工作量默認值Wijk[14]。

為了得到相對合理的歸一化工作量劑量估算方法中的主要參數P，在我國14個省、市、自治區(qū)中的200多所醫(yī)院中，對各醫(yī)院中在崗的X射線診斷工作人員左胸位置佩戴個人劑量計[可得出公式（1）中的Di值]；與此同時，對這些人員不同診斷類型的工作量[可得到公式（2）中的Wijk]、使用機器的基本情況、防護設施和措施使用情況進行了嚴格的登記[可得出公式（1）中的Wi值]；基于這些數據，可利用公式（1）得出有代表性的P值[15]。調查范圍遍及全國，樣本數較大，基本上反映了我國當時的實際情況。

為了驗證劑量估算的結果，有研究者用熱釋光劑量法、染色體G分帶技術和熒光原位雜交方法等做了比較，結果提示這一方法可用于診斷X射線工作者的致癌危險評價[16－17]，與后期的牙釉質劑量重建方法得到的結果基本一致[18]。

基于歸一化劑量估算方法，Wang等[19]利用問卷調查結果中3805名隊列成員的工作史、防護情況等信息，得出了我國醫(yī)用X射線工作者不同時期的平均年劑量（表1）。由于該劑量信息是由3805人的平均劑量外推到整個隊列得到的，因此只適用于醫(yī)用X射線工作者的群體，然而群體劑量造成劑量分組不全，難以進行輻射致癌危險評價。之后，Sun等[20]通過曲線擬合方法估算了個體的劑量信息。

表1 不同年代開始從事X射線工作的各組平均累積劑量和平均年劑量及95%CI[19]Table 1 Average of the cumulative and annual dose by calendar year of initial employment，95%CI[19]

4 醫(yī)用診斷X射線工作者回顧性劑量估算的優(yōu)勢與不足

通過對各國醫(yī)用診斷X射線工作者的回顧性劑量估算方法的比較，可以看出日本的劑量重建方法與美國的方法有相似之處，主要是通過有限的實測膠片劑量數據得出的劑量估算模型參數。然而膠片劑量個人監(jiān)測方法是國際上早期使用的一種方法，其靈敏度較低，膠片劑量法所得出的數據可能與實際劑量存在一定的偏差，因此得到的劑量估算模型參數準確性較差。而我國的歸一化工作量法是通過不同時期的機器進行大量模擬測量得到的劑量數據而建立的，所得的估算模型參數代表性較高，基本反映了我國當時的情況。得出的模型再與過去的工作史等相關信息相結合來進行回顧性劑量估算。只要歸一化工作量調查和計算合理，便可得出合理可靠的估算結果。然而這一方法存在一定的不確定性，不確定性主要是來源于職業(yè)史的信息偏倚較大。在我國和日本，早期幾乎沒有完整的有關工作史信息登記的相關機構和組織，主要根據醫(yī)師回憶過去的工作史等相關信息來選取歸一化系數，再得出相應類型和防護條件下的工作量，因此存在信息偏倚，結果必然會影響重建劑量的準確性。

5 醫(yī)用診斷X射線工作者回顧性劑量估算的研究展望

在流行病學劑量與效應關系的研究中，劑量是評價效應的依據，劑量信息越準確，效應評價越可靠，同時準確的個人劑量也可以用于輻射致癌病因概率的計算。因此，要想得到更新的、更堅實可靠的輻射致癌風險估計需要更為精確的劑量信息[21]。所以根據我國早期醫(yī)用X射線工作者的研究現狀，通過歸一化工作量法得到我國醫(yī)用X射線工作者的早期個人劑量是輻射流行病學研究的首要任務。雖然Sun等[20]通過曲線擬合方法估算了個體的劑量信息，但是此方法是通過3805名隊列成員的群體年均劑量進一步曲線化得出的個人虛擬劑量，將直接影響致癌危險評價的準確性。為了使最終估算的劑量信息更加準確，仍需進一步地從檔案資料上獲取更多的工作史相關數據。我國以往的4次隨訪對隊列成員的職業(yè)史有過調查，我們可以進一步挖掘檔案資料，盡量找到有關所有隊列成員從事放射工作的起止時間、工作種類、門診量、防護情況、防護設備變更情況、X射線機年代等信息。同時可以利用最新的隨訪結果獲得從事放射工作的時間等信息，二者相結合，盡量減少回憶偏倚，再采用歸一化工作量法估算出每一位隊列成員每年的個人劑量信息。這一方法雖然工作量較大，但是可以直接獲得個人劑量信息，將群體劑量個體化，并且會極大提高個人劑量估算結果的準確性。同時可以利用得到的個人劑量進行劑量效應的研究，為低劑量輻射致癌的危險評價和輻射防護標準的制定提供基礎數據。同時得到的個人劑量通過器官劑量轉化系數可求出其他器官的劑量，從而對腫瘤做出放射性病因學判斷。

利益沖突 本研究由署名作者按以下貢獻聲明獨立開展，不涉及任何利益沖突。

作者貢獻聲明 張欣負責收集文獻，撰寫綜述；孫志娟、趙永成負責選題設計以及文章的審閱工作。

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Advances in retrospective dose estimation for medical X-ray workers

Zhang Xin,Sun Zhijuan,Zhao Yongcheng
Tianjin Key Laboratory of Radiation Medicine and Molecular Nuclear Medicine,Institute of Radiation Medicine,Chinese Academy of Medical Science,Peking Union Medical College,Tianjin 300192,China

Zhao Yongcheng,Email:zhaoyc60@irm-cams.ac.cn

With the widely application of the X-ray,the radiation carcinogenesis to the medical workers attracts more and more people′s attention.Accurate radiation carcinogenesis dose-response assessment is based on complete personal dose information.But early in the application of X-ray,there are no personal dose information of medical X-ray workers,so it needs dose reconstruction to estimate the early personal dose information.The dose estimation status and progress of early medical diagnostic X-ray workers at home and abroad paper were reviewed in this paper.

X-Rays;Radiation dosage;Medical X-ray workers;Dose estimation Fund program:National Natural Science Foundation of China（81502760）

趙永成，Email：zhaoyc60@irm-cams.ac.cn

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2016.05.009

國家自然科學基金（81502760）

2016-06-22）