在我国,据统计截止到2009年31个省(市)、自治区开展X射线诊断的医疗机构已逾4.7万家,其中CT拥有数量已接近7 900台,是1998年的2.1倍多[1],而截止到2010年,这一数字已高达11 242台[2]。联合国原子辐射效应科学委员会2000年的统计数字表明在全世界范围内CT检查仅占全部X射线诊断检查的5%,而其所致公众集体剂量已占国民集体剂量的34%[3]。英国关于医用X射线诊断的人口剂量调查结果也指出虽然CT只占X射线诊断检查的7%,但其所致集体剂量却占47%[4]。因此开展对患者CT检查的使用正当性和剂量最优化的研究已刻不容缓。本研究旨在通过对福建省部分医院的CT照射频度和剂量的调查,逐步掌握我省CT使用的基本情况,为优化放射诊疗资源的配置提供数据支持。
1 材料与方法 1.1 调查对象本研究根据按照全国医疗照射剂量及频度调查方案的要求,以随机抽样的原则开展福建省CT照射频度及剂量调查。本次共抽查了福建省九地市30家医院,其中三级医院23家,占2016年度福建省三级医院(64家)[5]的36%,二级医院7家,占2016年度福建省二级医院(192家)[5]的4%,同时覆盖了专科肿瘤医院、中医院、儿童医院、妇幼医院、精神病医院。
1.2 调查方法采用全国统一的调查表,通过医院的医学影像存档与通信系统(PACS系统)、放射科信息系统(RIS系统)进行CT照射频次和CT剂量的DICOM文件的搜集。
1.3 调查内容主要对抽样医院的门急诊量、住院量、放射诊断人员和CT设备的基本情况以及2016年度医院的CT诊断的受检者年龄、性别、检查部位、CT剂量进行调查,其中受检者年龄按照UNSCEAR报告进行0~15岁、16~40岁、>40岁的分组调查。
1.4 估算方法 1.4.1 福建省CT医疗照射频度估算本研究在未知全省CT诊断设备数量的前提下,根据门急诊量和住院量估算福建省CT医疗照射频度。其中已知福建省2016年度常住人口和外省户籍流动人口4 034万,2016年度福建省门急诊量和住院量总和218 489 744人次[5-6, 8]。估算公式为:
$ {{F}_{Total}}={{F}_{s}}\times N/n/p~ $ |
式中, FTotal为CT照射频度,单位人次/千人口;Fs为调查医院的CT检查频次,单位人次;n为所调查医院的门急诊量和住院量总和,单位人次;N为2016年度福建省门急诊量和住院量总和,单位人次;P为福建省2016年度常住人口和外省户籍流动人口数,单位人。
1.4.2 CT受检者辐射有效剂量估算:$ E=DLP\times k~ $ |
式中,E为有效剂量,单位mSv;DLP为剂量长度乘积,单位mGy·cm;k为转换系数,单位mSv·mGy-1·cm-1,与检查部位有关。
1.4.3 CT医疗照射所致集体有效剂量估算:$ D=\sum\limits_{T}{E}\times {{f}_{s}}~ $ |
式中,D为CT医疗照射所致福建省集体有效剂量,单位:人·mSv;E为CT受检者的辐射有效剂量,单位:mSv;fs为调查医院的CT各部位的检查频次,单位:人次。
1.4.4 CT医疗照射致福建人均年有效剂量估算:$ \overline{D}=D/P~ $ |
D为人均年有效剂量,单位mSv;D为CT所致集体剂量,单位人·mSv;P为福建省2016年度常住人口和外省户籍流动人口数,单位人。
1.5 质量控制措施负责本次调查的人员多次参加全国医疗照射剂量及频度调查培训;调查方法统一参照全国的调查方案开展,对CT照射频度调查过程中,除了通过医院PACS和HIS系统获取检查频次同时,还对部分设备通过人工抽检方式进行数据复核[9]。同时CT剂量调查数据由专人进行录入和复核,确保数据准确无误。
1.6 统计学处理使用SPSS和Excel/Access软件进行CT照射频次和CT照射剂量的统计分析。
2 结果 2.1 基本情况分析本次调查的30家医院覆盖福建省九地市,其中三级医院23家,二级医院7家。30家医院共配置CT设备72台套,2016年度门急诊、住院量累计达28 227 016人次。本次调查的30家医院CT诊断照射频次合计为1 556 514人次,其中三级医院CT诊断照射频次1 397 359人次,平均每家医院和每台设备的照射频次分别为60 755人次/家和22 736人次/台;二级医院照射频次为159 155人次,平均每家医院和每台设备的照射频次分别为21 834人次/家和3 617人次/台,三级医院的CT的配备数量及CT的应用频次均高于二级医院。见表 1。
30家医院2016年度CT诊断照射频次为1 556 514人次,对受检者的性别、年龄、检查部位的分布进行分析发现:男性和女性受检者分别为947 470和609 044人次,男女性别比1.556 :1,无法确定性别11 380人次,男性受检者明显多余女性受检者;其中>40岁组1 151 466人次,构成比73.99%,0~15岁组所占比例不足5%;其中胸部、腹盆部和头颈部的照射频次分别为633 509、391 661、365 576人次,构成比分别为40.70%、25.16%和23.49%,胸部检查频次所占比例最高。具体详见表 2。
基于本研究调查结果以及2016年度福建省医疗机构门急诊、住院量和福建省常住人口数和外省户籍流动人口[5-6, 8],估算福建省CT诊断照射频度为298.7人次/千人口,其中胸部、腹盆部和头部照射频度分别为121.6、75.2和70.1人次/千人口。
2.4 CT扫描参数和剂量表征量的分布本次研究根据CT照射频度调查结果的部位分布情况,从频度调查的医院中抽取20家医院(含儿童医院)的20台CT设备对390例受检者进行CT受照剂量调查,其中头部、胸部、腹部所占的比例分别为31.5%、35.9%、32.6%。调查结果显示头部主要进行轴扫描,而胸部、腹部以螺旋扫描为主。头部、胸部和腹部的扫描管电流和DLP的分布范围较宽,四分位间距(Q)较大,数值间的变异较大。但头部和胸部的其他扫描条件,如管电压、准直宽度螺距因子、层厚和扫描长度等的四分位间距(Q)较小,而腹部检查中准直宽度和扫描长度的变异大于头部和胸部检查。同时调查结果也显示头部扫描的CTDIvol和DLP第三个四分位数(P75)同时高于胸腹部,而腹部又高于胸部。具体详见表 3。
由于儿童样本有限,基于本次调查结果统一使用成人不同检查部位的剂量长度乘积DLP和有效剂量E的转换系数k进行有效剂量的估算。参照ICRP102号报告[10]中关于不同检查部位的转换系数k值估算得到头部、胸部和腹、盆部的有效剂量分别为2.3、5.6、9.4 mSv,其中腹部有效剂量高于2007年上海[11]和2011年英国国家辐射保护局(NRPB)[12]和2000年欧盟(Europe)[13]的调查结果,而胸部的有效剂量均低于上述三个地区的调查结果,头部有效剂量高于上海和NRPB的调查结果,略低于欧盟的调查结果。具体详见表 4。基于该结果估算的2016年福建省年集体有效剂量为8 070人·Sv,人均年有效剂量为0.20 mSv。
本次调查了35家医院,由于涉及的5家一级医院均未配备CT机,因此本文章只对涉及的30家二三级医院的调查结果进行分析。在抽样的二三级医院中发现,三级医院的CT配备数量和使用频次均大于二级医院, 这与上海市[14]、天津[15]、江苏省[16]的CT和放射诊疗资源分布的情况相似。这主要与我国的医疗体系则呈“倒三角模型”[17]相关,因此应当在加快分级诊疗体系建设的同时,注重放射诊疗资源在地区和医院间的合理分布。
虽然本次调查中所选取的三级医院比例较高,但考虑到三级医院的诊疗人次占各级医院诊疗人次的比例高达52.08%[5, 7],且调查覆盖了福建省九地市的大部分三级医院,甚至有些经济落后地区由于三级医院数量较少,已进行全部调查,因此基于该结果所估算的2016年度福建省CT医疗照射频度的值虽然存在高估的可能,但在一定程度上还是可以说明福建省CT的应用情况。
本次进行的CT照射频度的调查中,主要依靠医院的PACS和RIS系统进行相应频次信息的搜集,但搜集过程中发现不同医院的信息化系统差异较大,因此数据调取过程中存在一定的难度。因此如果要较快的获得我省和全国的频度数据,还需要加快放射卫生的信息化平台的建设。在CT剂量调查中主要是基于CT机的DICOM文件,由此不仅解决了记录受检者辐射剂量存在的诸多困难,而且可以获得包括病人基本信息、扫描参数、辐射剂量等在内的所有成像参数[18]。
本次CT照射频次调查结果显示,男性受检者明显多于女性受检者,且>40岁的受检者人次明显多于其它两个年龄组,该调查结果与2009年上海市[19]、2015年江苏省[7]和2016年宁夏地区[20]的CT应用频次的分布情况一致。本次调查结果也显示在CT检查中,胸部检查的比例高于其它部位,该结果与2015年福建省医疗照射频度预调查的结果相符[9]。基于该调查结果所得到的CT照射频度(298.7人次/千人口)明显高于全国“九五”期间的调查结果(23.32人次/千人口)[21],低于2014年预测的全国CT照射频度(470人次/千人口)的值[22],但仍明显高于深圳市2016年的调查结果(109.84人次/千人口)[23],这与过去20年我国[1-2]及全球CT扫描应用的增加[24]有关,也与地区间放射诊疗资源的分布和利用悬殊有关。当然我省基于本次调查结果所估算的照射频度存在一定高估的可能,主要原因在于我们估算频度时引用的全省所有医疗机构的门急诊和住院量,而非福建省所有的医用CT检查机构的门急诊和住院量。
在CT辐射剂量调查中发现,CT扫描参数中mAs的变异较大,因此在扫描采集过程中对X射线管电流进行调制是CT剂量控制的一个非常有效的办法[10],今后可以考虑在改变mAs方面挖掘进一步降低受检者辐射剂量的潜力。CT剂量表征量的调查结果显示,头部的DLP明显高于胸腹部,且有效剂量也高于胸腹部,该结果与2007年上海和2000年欧盟的调查结果一致。但本次的调查结果显示胸部的DLP和有效剂量均小于腹部,与2007年上海[11]和2003年NRPB[12]和2000年Europe[13]的调查结果的趋势相同。
基于本次调查结果所估算的福建省集体年有效剂量为8 070人·Sv,高于上海市2007年的估算结果(4 868人·Sv); 人均年有效剂量为0.20 mSv,低于上海市2007年的估算结果(0.353 mSv)[11]。但该结果也足以提示我们,在开展放射诊疗活动中,注重辐射实践正当性判断的同时,也应当加强辐射剂量最优化的判断,使放射诊疗为人类造福的同时,不至于增加全人口的剂量负担。
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