乳腺癌是严重危害女性健康的疾病之一,已成为女性最高发的恶性肿瘤。目前对妇女乳腺疾病的筛查仍以乳房X射线摄影检查为主[1, 2],而乳腺是辐射敏感组织,受检者接受的乳腺平均剂量以及辐射危害的研究是国际国内研究的热点[3, 4],一些学者提出了相关的剂量测量方法[5-7]。本研究对我国部分省市不同级别医疗机构乳腺X射线摄影曝光参数进行调查并测量计算受检者乳腺平均剂量,分析我国乳腺X射线摄影中受检者压迫后乳房厚度发布及乳腺受照剂量水平,以期为建立适合我国成年女性受检者乳腺X射线摄影的剂量指导水平提供依据。
1 材料与方法 1.1 调查对象按照《医用辐射危害评价与控制技术研究》实施方案要求,共在全国15个省的不同级别医院开展乳腺X射线摄影受检者剂量调查,调查部位包括头尾位(CC)、侧斜位(MLO)。
1.2 测量方法 1.2.1 曝光参数调查分别调查每台乳腺X射线摄影机进行乳腺摄影头尾位(Craniocaudal,CC位)投照和侧斜位(Mediolateral Oblique,MLO位)投照临床曝光参数和受检者基本信息,包括管电压(kV)、管电流时间积(mAs)、靶/滤过类型、焦台距、投照体位、受检者的年龄和乳房压迫厚度(Compressed Breast Thickness,CBT)。
1.2.2 AGD的计算使用乳腺X射线摄影专用剂量仪,将剂量仪探头置于胸壁侧向内4 cm处,记录探头灵敏位置距离球管焦点的距离。设置乳腺X射线摄影设备曝光条件为之前记录的临床实际曝光参数并手动模式曝光,记录半值层(mmAl)及剂量读数(mGy),计算临床受检者乳房压迫厚度位置的入射空气比释动能Ka,i(不含反散射),并依据2011年度卫生行业科研专项的实施方案和欧盟(EC)的技术导则[8]计算乳腺平均剂量(AGD)。AGD = Ka,i·g·s·c,式中,AGD为乳腺平均剂量,单位是mGy; Ka,i为入射体表空气比释动能(不含反散射),单位是mGy; g为乳房组成为50%腺体、50%脂肪时对应的转换因子,单位是mGy·mGy-1; c是对不同年龄段不同厚度乳房时腺体组分的修正,按照对应年龄分为2组,一组对应50 ~ 64岁,另外一组对应40 ~ 49岁,其他年龄段采用最接近的值; s因子是对X射线不同靶/滤过能谱的修正。
每台设备同一投照体位的受检者不少于10例,取该台设备同一投照体位多例受检者乳腺平均剂量的均值作为该设备剂量。
1.3 质量控制由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所(下称组织单位)统一制定项目实施方案。检测用仪器均经法定计量机构检定或校准合格。
2 结果 2.1 乳腺X射线摄影受检者调查例数及设备数本研究在全国15个省的149家医疗机构开展了乳腺X射线摄影受检者剂量调查,其中三级医院90家,二级医院51家,一级医院7家。共调查了4372例乳腺X射线摄影不同投照体位病例,包括CC位投照数据2364例,MLO位投照数据2008例; 屏片X射线摄影(SFM) 506例,乳腺计算机X射线摄影(CRM) 2135例,乳腺数字X射线摄影(DRM) 1731例。共调查乳腺X射线摄影设备273台,其中屏片乳腺X射线摄影设备41台,乳腺CR设备145台,乳腺DR设备87台。表 1列出了全国开展调查的地区乳腺X射线摄影受检者乳腺平均剂量调查完成例数及设备台数。需要说明的是本调查中乳腺剂量按CC位和MLO位分别调查,若同一台设备既调查了CC位又调查了MLO位剂量,此时统计时按两台设备统计。
调查结果的中位数见表 2。从表 2可看出临床乳腺X射线摄影的曝光条件和乳房压迫厚度。在调查的4372例乳腺X射线摄影检查病例中,CC位共2364例,设备150台,MLO位2008例,设备123台。由表 2可知,采用的曝光条件,分别对于SFM、CRM和DRM三类不同的设备,管电压的中位数相近,管电流时间积DRM最高,SFM最小。对于我国成年妇女乳房组织,压迫后的厚度中位数为4.2 cm,稍低于国际标准BSS[9]和我国基本安全标准(GB 18871-2002) [10]开展质量控制检测时CC位推荐的4.5 cm乳房压迫厚度(4 cm PMMA厚度相当于4.5 cm乳房压迫厚度)。
结果见表 3。由表 3可以看到,通过比较不同类型乳腺X射线摄影设备致患者剂量的75%位值,乳腺屏片X射线摄影设备所致受检者剂量最低,其次是乳腺DR设备,乳腺CR设备致受检者AGD最高。对于乳腺屏片乳腺X射线摄影设备、乳腺CR设备和乳腺DR设备这三种类型的设备,头尾(CC)位投照时受检者AGD的平均值分别为1.21,1.77,1.61 mGy,AGD的75%位分别为1.36,2.22,1.81 mGy; 斜侧(MLO)位时受检者AGD平均值分别为1.02,1.78,1.66 mGy,AGD的75%位分别为1.23,2.46,1.81 mGy。总体来看,MLO位检查时致受检者乳腺平均剂量高于CC位检查时的剂量,CC位和MLO位检查中受检者乳腺平均剂量的75%位分别为,1.94和1.96 mGy。在BSS[9]与CBSS[10]中规定的放射诊断医疗照射指导水平中,对于4.5 cm厚乳房厚度的剂量限值2.0 mGy,可以看到本次研究成果中,乳腺CR摄影致受检者剂量超出了剂量限值。同时本次研究的结果与九五期间全国医疗照射调查相比较,SFM设备CC位投照剂量的平均值1.36与文献[11]报导的乳腺平均剂量的平均值1.37 mGy基本一致。
乳腺是辐射敏感组织,ICRP的第103号出版物[12]与第60号出版物[13]相比,不同器官组织权重因数(WT)的最明显变化是乳腺的组织权重因子由0.05变为0.12,说明辐射可能引起乳腺组织的随机性效应的可能性在增大。因此,降低乳腺X射线摄影受检者的腺体剂量具有非常重要的意义,欧美发达国家早已开展了乳腺X射线摄影的乳腺平均剂量的调查研究[5],国际组织[8, 14-15]依据这些研究结果制定了不同乳房压迫厚度时的剂量限值,并选定典型乳房压迫厚度推荐质量控制检测时的标准乳腺模体的厚度。
本研究的4372例CC位和MLO位乳腺X射线摄影受检者的CBT中位数分别为为4.2 cm和4.5 cm,其中CC位稍低于国际基本安全标准[16]和国家标准开展CC位质量控制检测时采用的4.5 cm,考虑差异来源主要是不同人种间乳房的生理特点差异所致。其所致剂量分别为1.94和1.96,低于国际基本安全标准和国家标准有滤线栅应用时的剂量指导水平3 mGy,略低于欧盟技术导则中对于4.5 cm厚度乳房的剂量限值2.0 mGy。我国的基本安全标准所等效采用的IAEA 115号出版物[16]是1996年发布的,其数据上世纪欧美典型成年受检者接受乳腺X射线摄影所致的乳腺平均剂量的调查结果,众所周知上世纪九十年代的时候计算机技术和数字诊疗技术还不发达,所采用的基本都是乳腺屏片X射线摄影设备。现如今数字乳腺X射线摄影已经逐步取代了乳腺屏片设备[17-18],从表 1也可以看出在本研究开展的过程部分省市甚至没有找到乳腺屏片摄影设备,以至于该设备的调查数据较少。因此调查不同类型乳腺摄影设备检查时我国成年女性患者实际接受的辐射剂量,及时建立新形式下适合我国乳腺X射线受检者的医疗指导水平是非常必要的。
不同类型乳腺X射线摄影设备中,对于乳腺屏片乳腺X射线摄影设备、乳腺CR设备和乳腺DR设备这三种类型的设备,头尾(CC)位投照时受检者AGD的平均值分别为1.21,1.77,1.61 mGy,AGD的75%位分别为1.36,2.22,1.81 mGy; 斜侧(MLO)位时受检者AGD平均值分别为1.02,1.78,1.66 mGy,AGD的75%位分别为1.23,2.46,1.81 mGy。乳腺屏片X射线摄影设备所致受检者剂量最低,其次是乳腺DR设备,乳腺CR设备致受检者AGD最高。从此次剂量调查的数据来看乳腺CR摄影中部分病例超出了剂量限值,提示应该加强此类设备的照射最优化以降低受检者剂量。
乳腺DR设备的平板探测器具有直接成像的特性,且具有很高的宽容度,而乳腺CR设备使用个IP板要经过二次处理,势必会丢失部分信号,所以对于相同的影像质量,乳腺CR所要求的曝光剂量就要高于乳腺DR设备。而对于屏片设备,由于其不具有后处理的功能,动态范围窄,过高或者过低的剂量都会导致图像不清晰,虽然其具有高对比分辨能力突出的优势,但因为其操作的不便利和需要繁琐的胶片处理,此类设备已逐步被乳腺DR设备所取代。
此次调查覆盖了我国15个省市的不同级别医疗机构,对其使用数字和屏片设备开展乳腺X射线摄影时的曝光参数以及受检者接受的乳腺平均剂量,反映了当前我国乳腺X射线摄影中受检者压迫后乳房厚度发布及乳腺受照剂量水平,对修制订我国乳腺X射线摄影设备质量控制标准,制定适合我国成年女性受检者体质特征的乳腺X射线摄影剂量指导水平提供了参考数据。
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