杭州市CT檢查中醫(yī)療照射與職業(yè)照射水平的研究

趙徵鑫 王強 王海華 錢前 阮書州

1杭州市職業(yè)病防治院職業(yè)衛(wèi)生與放射衛(wèi)生科 310014；2中國醫(yī)學科學院放射醫(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 300192

CT作為一種具有高空間分辨力和高病灶檢出率的醫(yī)用輻射設(shè)備，在疾病診斷方面發(fā)揮著越來越重要的作用[1-2]。由于CT采用的是體層掃描技術(shù)，因此受檢者在疾病診斷過程中所受輻射劑量較大。聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學委員會2000年、2008年和2018年的報告顯示，CT檢查所致有效劑量占集體有效劑量的百分數(shù)分別為34%、43%、52.5%[3-5]。CT所致集體輻射劑量呈顯著增加態(tài)勢，由此可知電離輻射對人體的損害也不可回避。與成人相比，兒童具有更高的輻射敏感性[3]，因此在保證影像質(zhì)量的前提下應(yīng)盡可能減少兒童在CT檢查中的受照劑量。隨著就醫(yī)者風險意識的提高，CT輻射劑量與防護最優(yōu)化問題引起越來越多研究者的關(guān)注[6-9]。

近年來西方許多國家均對本國CT輻射劑量進行了調(diào)查，以了解本國的CT受檢者常規(guī)檢查項目的輻射劑量，并建立符合本國國民體質(zhì)特征的CT診斷參考水平。目前我國對此相關(guān)的統(tǒng)計調(diào)查研究相對較少，因此，在國內(nèi)開展相關(guān)研究工作顯得十分重要。中國人口基數(shù)大，如果沒有適合我國國民體質(zhì)特征的CT診斷參考水平，在實際診療中就可能大幅度增加受檢者的受照劑量，并造成集體有效劑量大幅度增加。本研究旨在了解杭州地區(qū)CT檢查所致醫(yī)療照射與職業(yè)照射水平，為相關(guān)主管部門推動CT檢查的醫(yī)療照射防護優(yōu)化和制定杭州地區(qū)CT診斷參考水平提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2018年7至12月，選取2017年杭州市內(nèi)16家醫(yī)用輻射防護監(jiān)測點醫(yī)院作為調(diào)查對象（根據(jù)杭州市各轄區(qū)醫(yī)療機構(gòu)的數(shù)量，在每個轄區(qū)選取1家），包括5家省級監(jiān)測點醫(yī)院、5家市級監(jiān)測點醫(yī)院和6家縣級監(jiān)測點醫(yī)院；根據(jù)醫(yī)院級別，三級甲等醫(yī)院9家、三級乙等醫(yī)院4家、二級甲等醫(yī)院2家和二級乙等醫(yī)院1家。調(diào)查16家監(jiān)測點醫(yī)院CT受檢者不同檢查部位（頭部、胸部、腹部）的劑量信息。依據(jù)國際放射防護委員會102號報告[10]對受檢者年齡分段的要求，將受檢者年齡段分成兒童年齡段（＜5歲、5～＜10歲、10～＜15歲組）和成人年齡段（≥15歲組）。本次共調(diào)查了2742名CT受檢者（成人1584名、兒童1158名）常規(guī)檢查項目的相關(guān)信息，其中頭部881名、胸部891名、腹部970名。成人組中，頭部495名、胸部526名、腹部563名；兒童組中，頭部386名、胸部365名、腹部407名。

1.2 研究方法

應(yīng)用醫(yī)院影像歸檔和通信系統(tǒng)收集含有受檢者劑量信息的醫(yī)學數(shù)字成像與通信文件。受檢者劑量信息為容積CT劑量指數(shù)（volume CT dosimetry index，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length product，DLP）。收集醫(yī)院內(nèi)所有CT設(shè)備信息和與CT操作相關(guān)的科室內(nèi)所有放射工作人員的個人劑量信息。

1.3 CT受檢者的受照劑量

將頭部CT標準劑量模體放在美國GE公司生產(chǎn)的16排32層CT設(shè)備（型號為Optima CT 540）的診斷床上，分別將筆形長桿電離室插入頭部模體中心和四周孔徑內(nèi)，測量時模體其他孔徑用聚甲基丙烯酸甲酯填充棒填充，然后選擇不同的管電流與曝光時間的乘積（mAs）進行掃描，并記錄劑量儀實測的CTDIvol和CT設(shè)備顯示的CTDIvol。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 19.0軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析?；谡{(diào)查數(shù)據(jù)計算不同受檢部位CTDIvol和DLP的最大值、最小值、平均值、四分位數(shù)（P25、P50、P75）。并將CTDIvol和DLP的P75與其他國家的數(shù)據(jù)進行比較，組間比較采用非參數(shù)Kruskal-WallisH檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 CT的基本信息

進口CT設(shè)備共37臺，其中省級監(jiān)測點醫(yī)院18臺、市級監(jiān)測點醫(yī)院10臺、縣級監(jiān)測點醫(yī)院9臺（包括德國Siemens公司12臺、美國GE公司14臺、荷蘭Philips公司9臺和日本東芝公司2臺）。國產(chǎn)CT設(shè)備僅3臺，其中省級監(jiān)測點醫(yī)院1臺、縣級監(jiān)測點醫(yī)院2臺（包括上海聯(lián)影醫(yī)療科技開發(fā)有限公司2臺、紹興明峰醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司1臺）。

2.2 放射工作人員的個人年劑量當量

杭州市省級、市級和縣級監(jiān)測點醫(yī)院與CT操作相關(guān)放射工作人員的平均個人年劑量當量分別為0.12、0.24、0.47 mSv?？h級監(jiān)測點醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員的平均個人年劑量當量分別是市級和省級監(jiān)測點醫(yī)院的2倍和4倍，且3組間的差異無統(tǒng)計學意義（χ2=1.818，P＞0.05）。

2.3 CT實測劑量與顯示劑量的關(guān)系

由表1可知，頭部CT檢查中實測模體劑量與顯示劑量CTDIvol的比值為1.28～1.31，一致性較好?？筛鶕?jù)CT設(shè)備顯示劑量快速估算CT受檢者實際受照劑量。

表1 頭部CT檢查實測模體劑量與設(shè)備顯示劑量的比較Table 1 Comparison of phantom dose measured by head CT examination and equipment display dose

2.4 CT受檢者常規(guī)檢查項目的輻射劑量

兒童和成人CT受檢者CTDIvol和DLP的最大值、最小值、平均值、四分位數(shù)等具體數(shù)據(jù)見表2。從CTDIvol、DLP的最大值和最小值的差值可以看出，不同CT設(shè)備的CTDIvol、DLP之間的差異較大。兒童頭部CT檢查中，CTDIvol（P75）、DLP（P75）均低于成人，且差異均有統(tǒng)計學意義（χ2=13.791、32.768，均P＜0.05）；兒童胸部和腹部CT檢查CTDIvol（P75）均高于成人，且差異均有統(tǒng)計學意義（χ2=6.619、4.998，均P＜0.05）；兒童胸部和腹部DLP（P75）均低于成人，且差異均有統(tǒng)計學意義（χ2=35.730、39.529，均P＜0.05）。

表2 2017年杭州市2742名CT受檢者的CTDIvol和DLP信息Table 2 Volume CT dosimetry index and dose length product information of 2742 CT subjects in Hangzhou in 2017

杭州市CT受檢者各年齡組間（＜5歲、5～＜10歲、10～＜15歲、≥15歲組）的頭部、胸部和腹部的CTDIvol（χ2=24.334、10.573、22.723）、DLP（χ2=62.981、51.640、57.983）差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。

中國杭州市成人和兒童受檢者與其他國家成人和兒童受檢者各部位CT劑量診斷參考水平的差異見表3、4。由表3、4可知，其他國家兒童CT受檢者的頭部、胸部和腹部CTDIvol分別為20～40、1.5～6.5、2.5～6.0 mGy；而頭部、胸部和腹部的DLP分別為240～650、12～115、27～800 mGy·cm。成人CT受檢者的頭部、胸部和腹部CTDIvol分別30～85、9～22、12～31 mGy；頭部、胸部和腹部的DLP分別為935.6～1360、346.5～610、600～1325 mGy·cm。

表3 中國杭州市兒童與其他國家兒童各部位CT診斷參考水平的比較Table 3 Comparison of CT diagnostic reference levels of different parts of children in Hangzhou (China) and other countries

3 討論

在本次調(diào)查的40臺設(shè)備中，進口CT設(shè)備共37臺（92.5%），國產(chǎn)CT設(shè)備僅3臺（7.5%），這說明國產(chǎn)設(shè)備廠商仍需加大研發(fā)和市場開拓，才能更好地占有市場。

杭州市與CT操作相關(guān)的放射工作人員的平均個人年劑量當量遠低于國家標準要求（5年內(nèi)平均受照劑量不超過20 mSv/年，任何一年受照劑量不超過50 mSv），這可能與杭州地區(qū)CT放射工作人員日常注重個人防護有關(guān)。值得注意的是，盡管省級監(jiān)測點醫(yī)院日常CT檢查工作較多，但與CT操作相關(guān)的放射工作人員平均個人年劑量當量在省級、市級和縣級監(jiān)測點醫(yī)院中卻呈遞增趨勢。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是省級監(jiān)測點醫(yī)院放射工作人員分工明確，診斷醫(yī)師不操作CT設(shè)備，所有CT掃描操作均由放射科技師完成，而基層醫(yī)院放射科人員分工不明確，除技師外，診斷醫(yī)師也參與日常CT掃描操作。本研究將所有CT放射工作人員的個人年劑量當量直接進行均值化處理，進而導致省級監(jiān)測點醫(yī)院比縣級監(jiān)測點醫(yī)院放射工作人員的平均個人年劑量當量低。

隨著醫(yī)學技術(shù)的提升，CT等醫(yī)用輻射設(shè)備在疾病診斷方面扮演著越來越重要的作用。目前，

CT已成為最大的醫(yī)源性人工輻射來源。Pearce等[13]發(fā)現(xiàn)，兒童CT檢查紅骨髓累積劑量達50 mGy，這導致白血病的可能發(fā)病風險增至3倍多。因此，應(yīng)建立CT診斷參考水平以實現(xiàn)CT成像的合理性和劑量最優(yōu)化。目前，國內(nèi)外主要采用CT劑量指數(shù)100（CTDI100）、加權(quán)CT劑量指數(shù)（CTDIW）和CTDIvol3個參數(shù)來描述CT劑量信息。參數(shù)直觀可讀，可對各類CT設(shè)備的性能進行快速比較。CT劑量指數(shù)只是描述設(shè)備性能的量，并不能體現(xiàn)CT檢查所致受檢者的受照劑量。國際放射防護委員102號報告[10]顯示，對于固定年齡的轉(zhuǎn)換因子是固定的，只需知道受檢者DLP的具體數(shù)值即可估算其有效劑量。因此，DLP可用于表征CT檢查所致受檢者劑量。本研究結(jié)果顯示，在不同的掃描條件下，CT檢查中實測劑量與設(shè)備顯示劑量的比值在實際掃描中較為穩(wěn)定，因此可根據(jù)設(shè)備顯示劑量，按照比值關(guān)系快速估算CT受檢者的實際受照劑量。

表4 中國杭州市成人與其他國家成人各部位CT診斷參考水平的比較Table 4 Comparison of CT diagnostic reference levels of different parts of adults in Hangzhou (China) and other countries

在放射診斷中，醫(yī)療機構(gòu)應(yīng)以獲得可接受的影像質(zhì)量或足夠的診斷信息為目的[14]。診斷參考水平是用于CT受檢者放射防護最優(yōu)化的一個調(diào)查水平，能表明在診療過程中給予中等體型受檢者的輻射劑量是否異常高或低，但并不適用于特殊體型受檢者或者受檢者個體的劑量參考，它通常是指一個國家或地區(qū)內(nèi)受檢者受照劑量分布的某一百分位數(shù)，一般作為非正常高輻射劑量水平（P75）的一個警示，也可作為非正常低劑量水平（P25）的一個提示。在CT診療活動中采用診斷參考水平管理受檢者的受照劑量，可使受照劑量與臨床診斷目的相匹配，降低非正當過高或過低劑量的發(fā)生頻率。

在臨床實踐中，如果受檢者的受照劑量經(jīng)常顯著超過診斷參考水平（P75）時，應(yīng)對該診療過程和設(shè)備進行檢查，以判斷受檢者的放射防護是否實現(xiàn)最優(yōu)化。否則，應(yīng)在確保獲取必需的診斷信息條件下，盡可能地降低受檢者的受照劑量[14]。如果受檢者的劑量普遍低于調(diào)查數(shù)據(jù)的25%位數(shù)（P25），則需核查該CT掃描是否能夠提供有用的診斷信息并給受檢者帶來預(yù)期的醫(yī)療受益。如果采用了先進的成像新設(shè)備或重建算法，既能顯著降低受檢者的受照劑量，又能保證影像質(zhì)量滿足疾病診斷需求時，則可繼續(xù)該醫(yī)療任務(wù)，否則應(yīng)根據(jù)需要采取糾正措施。

與其他國家的成人CT受檢者診斷參考水平相比，杭州市成人CT受檢者CTDIvol和DLP有高有低，但整體處于較低水平，這可能是因為杭州市的放射工作人員在進行成人CT檢查時，在參數(shù)的設(shè)置上更加合理。但與其他國家的兒童CT受檢者的診斷參考水平相比，杭州市兒童CT受檢者的CTDIvol和DLP卻處于較高水平，因此在實際診療中仍需優(yōu)化掃描參數(shù)，降低兒童受檢者的受照劑量。在實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分CT操作人員片面追求影像質(zhì)量而忽略受檢者受照劑量的現(xiàn)象仍時有存在，這也在無形之中增加了受檢者的受照劑量。

本研究反映了杭州市成人和兒童CT受檢者的診斷參考水平，可為國家相關(guān)主管部門制定符合本國國民體質(zhì)特征的CT診斷參考水平提供依據(jù)。對于其他地區(qū)的CT受檢者的診斷參考水平而言，本研究結(jié)果也可以提供參考。為更加真實地反映本地區(qū)受檢者的診斷參考水平，有條件的研究機構(gòu)可以對本地區(qū)CT受檢者的診斷參考水平進行調(diào)查研究。

診斷參考水平取決于接受該診斷程序的人群特征，比如體型、體重等，同時也受人群檢查中所使用設(shè)備的品牌或型號的影響。本研究只將統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行綜合分析而未進行詳細的區(qū)分。為制定更加詳細的診斷參考水平，在接下來的研究中可針對上述影響因素進行詳細區(qū)分。

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。

作者貢獻聲明趙徵鑫負責論文的撰寫；王強、王海華、錢前負責數(shù)據(jù)的收集與整理、論文的校對；阮書州負責研究的總體設(shè)計與指導。