1972年CT的问世是医学X射线影像诊断方面最重要的突破[1]。我国大陆地区从1978年引进首台医用CT机,到2009年,CT的数量已经达到7893台,每百万人口CT数量达到6.06台[2],CT检查在全国范围内迅速普及,成为医学诊断中不可缺少的设备。CT检查在给人类带来利益的同时,其辐射危害的潜在危险日益受到关注,CT检查受检者所受剂量通常较常规X射线检查高[3],对个体有一定的危险性,每年大规模的人群受照所致的集体剂量负担以及可能引起的辐射危害已成为重要的公共卫生问题。本研究通过了解深圳市CT医疗照射的现状,估计其医疗照射所致居民的剂量负担、及时预警发现放射卫生问题,以减少其对个体和群体可能带来的辐射危害就显得十分重要。
1 材料与方法 1.1 研究对象将2016年深圳市医疗机构中所使用的CT全部作为研究对象。
1.2 研究内容与方法通过问卷调查的方式,调查每台CT的使用情况,包括CT使用单位的情况、CT的设备信息、扫描人次数(包括头部、胸部、腹部和其他部位扫描人次数)以及标准扫描参数等。
采用现场检测的方法,根据GB 17589-2011《X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范》要求[4],测量每台CT头部的加权CT剂量指数(CTDIw),计算出归一化加权CT剂量指数(nCTDIw)。根据调查的每台CT的头部扫描条件,计算出剂量长度乘积(DLP)和有效剂量(E)。
体部(胸部和腹部)的扫描剂量采用估算的方法。查找相关文献[5],按不同生产厂家的CT头部和体部归一化加权CT剂量指数,计算出头部与体部归一化加权CT剂量指数的比值,再根据测量的相应生产厂家的CT头部归一化加权CT剂量指数(nCTDIw),估算出体部的归一化加权CT剂量指数,见表 1。未在文献中包含的CT品牌采用头部与体部比值的均值计算。
结合调查的每台CT的体部扫描条件,相应计算出剂量长度乘积(DLP)和有效剂量(E)。其他部位(颈部、脊柱和盆腔等)单次扫描的有效剂量以文献报导[5]的CT扫描剂量值估算。
根据2016年深圳市年中的常住人口数(1148.68万人)[6],估算出2016年深圳市常住人口CT医疗照射所致居民的集体剂量负担。
1.3 剂量的测量与计算 1.3.1 检测仪器采用瑞典RTI公司生产的Barracuda型医用诊断X射线机质量控制检测系统和与其相配套的笔形电离室(型号:DCT10 RS Lemo),剂量模体采用有机玻璃的头部剂量模体(直径16 cm,长15 cm)。
1.3.2 CT剂量的测量与计算依据标准GB 17589-2011[4]测量每台CT的头部加权CT剂量指数(CTDIw),其公式为:
$ CTD{I_{\rm{w}}} = \frac{1}{3}CTD{I_{{\rm{100, e}}}} + \frac{2}{3}CTD{I_{{\rm{100, p}}}} $ |
式中:CTDIw为加权CT剂量指数(mGy),CTDI100,c为模体中心点采集的CTDI100(mGy),CTDI100,p为模体外围各点采集的CTDI100的平均值(mGy)。
计算出归一化的加权CT剂量指数(nCTDIw)[7],其公式为:
$ _{\rm{n}}CTD{I_{\rm{w}}} = \frac{1}{{\rm{C}}}CTD{I_{\rm{w}}} $ |
式中:nCTDIw为归一化的加权CT剂量指数(mGy / mAs),C为电流时间乘积(mAs),CTDIw为加权CT剂量指数(mGy)。
对头部或体部进行一次完整的CT扫描,往往进行多层扫描,需要考虑总照射体积,因此需要剂量长度乘积(DLP)[7]来表达,其公式为:
$ DLP = \sum\limits_i {{C_i}{ \cdot _{\rm{n}}}CTD{I_{\rm{w}}} \cdot {N_i} \cdot {T_i}} $ |
式中:DLP为剂量长度乘积(mGy·cm);i为扫描序列数;Ci为电流时间乘积(mAs);nCTDIw为归一化的加权CT剂量指数(mGy/mAs);Ni为扫描层数(N);Ti为标称层厚(cm)。
有效剂量(E)为DLP与转换因子k的乘积[7],其公式为:
$ E = DLP \cdot k $ |
式中:E为有效剂量(mSv),DLP为剂量长度乘积(mGy·cm),k为转换系数。
本文中头部、胸部和腹部的转换因子(k)取美国医学物理师协会的推荐值[8],分别取0.0021、0.014和0.015(mSv·mGy-1·cm-1)。
1.3.3 集体剂量的估算集体剂量的估算由相应部位的扫描有效剂量与扫描人次数的乘积之和。在其他部位的扫描中,包括有颈部扫描、骨盆扫描以及肩关节等部位的扫描,其各不同部位的扫描人数未能进一步区分,为估算其他部位的集体剂量,扫描有效剂量取文献报导的一次CT扫描的剂量(6.5 mSv)进行估算[4]。
1.4 质量控制制定统一的调查表格,确保调查内容的一致性。获得CT使用单位的知情同意,最大程度得到CT使用单位的配合,并随机抽取10%的调查表格进行现场复核,保证收集数据的客观性和真实性。研究人员均为经过培训的专业技术人员,做到持证上岗。所用检测仪器均经过中国计量部门检定合格。
1.5 统计分析调查数据录入Excel数据库,应用SPSS 13.0统计软件进行分析,计量资料经正态性检验符合正态分布者,以x±s描述;不符合正态分布者,以中位数和第25,75百分位数[M(P25,P75)]描述。
2 结果 2.1 深圳市CT使用基本情况2016年深圳市CT使用单位有86家,共使用CT 106台,其中公立医疗机构69台,占65.09%,民营医疗机构37台,占34.91%。
2016年深圳市CT医疗照射总扫描人次为1 261 740人次,其中头部扫描451 311人次,占35.77%;胸部扫描295 744人次,占23.44%;腹部扫描197 664人次,占15.67%;其他部位扫描317 021人次,占25.12%。
2016年深圳市CT医疗照射频率为109.84人次/千人口,平均每百万人口拥有CT台数为9.23台,罗湖区每百万人口拥有CT台数最高(15.23台),龙华区为最低(5.24台),深圳市各区每百万人口拥有CT台数见图 1。
本研究共对106台CT的头部CTDIw进行测量,扫描模式是常规的头颅轴扫。检测结果:管电压共有120、130和140 kV三挡,电流时间乘积(mAs)的[M(P25,P75)]为240(200,270)mAs,CTDIw和nCTDIw检测结果见表 2。
本次调查106台CT的头部、胸部和腹部扫描估算的有效剂量均值分别为(1.21±0.43)、(5.83±3.16)和(7.08±3.72)mSv,见表 3。
2016年深圳市CT医疗照射所致居民剂量负担的估算结果见表 4。
CT检查占到整个放射学检查的8%,其集体剂量可大约占到总剂量的42%[9-10],CT扫描所带来的集体剂量负担的不断增加,以致CT扫描所致的低剂量辐射而引发的癌症风险问题不容忽视,成为近年来国际上研究的热点问题。最近,英国和澳大利亚对于接受CT扫描的儿童及青少年进行的大规模回顾性队列研究,结果均表明CT扫描与增加的肿瘤发病相关[11-12]。
本研究结果表明,2016年深圳市CT医疗照射频率为109.84人次/千人口,低于2009年上海市的CT医疗照射频率(137.84人次/千人口)[13]。医用CT诊断的应用频率不断增长是科技进步和社会发展的必然趋势,以上海市为例,1996-2009年间CT检查人数大约每年递增40%,CT检查应用频率增长约4倍[13]。在日本,近30年间CT检查应用频率增加约16倍,达到350.4人次/千人口[9]。因此,随着CT检查应用频率的不断增长,放射检查实践正当化原则的执行就十分重要,必须坚决杜绝不必要的检查和多次的重复检查等现象。
2016年深圳市CT医疗照射所致居民年平均有效剂量为0.530 mSv,2007年上海市CT医疗照射所致全市居民人均年有效剂量为0.353 mSv[14],在美国,2006年X射线诊断、介入放射学和核医学所致国民的人均年有效剂量为3.0 mSv,其中CT检查所占比重达50%之多[15]。CT单次扫描剂量是影响居民剂量负担大小的重要因素之一。CT检查病人的剂量与多种因素有关,降低其剂量可通过降低管电压、降低管电流、增加螺距、使用管电流调制技术以及降低体形瘦小者的扫描参数等方法实现[16],从而降低CT检查所致居民的有效剂量,尽可能的降低受检者一切不必要的过量照射。
降低深圳市CT医疗照射所致居民的集体有效剂量负担是需要多部门、多举措并行的问题。对于CT应用单位应把握好正当化和最优化原则,避免一切不必要的CT医疗照射和尽可能降低受检者的受照剂量。CT生产厂商应重视高剂量效率技术的开发与应用,要以人为本,从CT照射源头上降低受检者的辐射剂量。放射卫生技术服务机构应做好CT质量控制检测,对不符合国家标准要求的CT设备应督促使用单位进行积极整改。卫生行政部门应做好CT的监督检查工作,对不符合国家标准要求的CT应坚决予以查处,同时应组织制定深圳市CT医疗照射指导水平,建立剂量审查制度,以确保CT检查遵从现有的照射指导水平。只有多方共同努力,才能有效降低CT医疗照射所致的居民集体剂量负担。
[1] |
余晓锷, 龚剑. CT原理与技术[M]. 北京: 科学出版社, 2014.
|
[2] |
张伟军, 曹吉生, 袁龙, 等. 全国放射诊疗设备资源现状和分析[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2012, 32(1): 87-89. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2012.01.023 |
[3] |
ICRP. Managing patient dose in multi-detector computed tomography(MDCT)[M]. ICRP Publication 102. Ann ICRP, 2007.
|
[4] |
中华人民共和国卫生部. GB 17589-2011 X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范[S].北京: 中国标准出版社, 2012.
|
[5] |
葛丽娟, 赵兰才, 侯长松, 等. 螺旋CT机辐射剂量的评价[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2003, 23(2): 108-109. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2003.02.014 |
[6] |
深圳市统计局, 国家统计局深圳调查队. 深圳统计年鉴(2016年)[M]. 北京: 中国统计出版社, 2016.
|
[7] |
European Commission. European guidelines on quality criteria for computed tomography(EUR 16262 EN)[R]. Luxembourg: European Commission, 1999.
|
[8] |
Nickoloff EL, Alderson PO. Radiation exposures to patients from CT:reality, public perception and policy[J]. A J Radiolo, 2001, 177(2): 285-287. |
[9] |
UNSCEAR. Sources and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2008 report to the General Assembly with scientific annexes[R]. New York: United Nations, 2010.
|
[10] |
魏可道, 蒋学祥. CT中的放射防护[J]. 中国医学影像技术, 2009, 25(1): 2135-2139. |
[11] |
Pearce MS, Salotti JA, Little MP, et al. Radiation exposure from CT scans in childhood and subsequent risk of leukaemia and brain tumours:a retrospective cohort study[J]. Lancet, 2012, 380(9840): 499-505. DOI:10.1016/S0140-6736(12)60815-0 |
[12] |
Mathews JD, Forsythe AV, Brady Z, et al. Cancer risk in 680000 people exposed to computed tomography scans in childhood or adolescence:data linkage study of 11 million Australians[J]. BMJ, 2013, 346: f2360. DOI:10.1136/bmj.f2360 |
[13] |
王彬, 郑钧正, 高林峰, 等. 上海市医用X射线CT的应用频率及其分布研究[J]. 辐射防护, 2013, 33(2): 65-73. |
[14] |
路鹤晴, 卓维海, 朱国英, 等. X射线CT医疗照射所致上海市公众剂量负担的研究[J]. 中国医学计算机成像杂志, 2009, 15(3): 285-290. DOI:10.3969/j.issn.1006-5741.2009.03.019 |
[15] |
Mettler FA, Thomadsen BR, Bharqavan M, et al. Medical radiation exposure in the U.S. in 2006:preliminary results[J]. Health Phys, 2008, 95(5): 502-507. DOI:10.1097/01.HP.0000326333.42287.a2 |
[16] |
路鹤晴, 朱国英, 卓维海, 等. 医用X射线CT辐射剂量影响因素研究[J]. 上海医学影像, 2008, 17(2): 93-96. |