2. 凯杰方大检测技术河北有限公司,河北 石家庄 050000;
3. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所,北京 100088
2. Kaijiefangda Detection Technology Hebei Limited Company, Shijiazhuang 050000 China;
3. National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088 China
X射线计算机断层扫描(computed tomography,CT)以其优质图像和快速扫描的优势,越来越广泛地应用于各种疾病的临床诊断。研究表明,CT扫描所产生的辐射剂量远高于X射线摄影,尤其儿童对辐射的敏感性远高于成人,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)在相关报告中显示,儿童受照射后诱发实体癌的风险是一般人群的2~3倍[1],对受检者CT辐射剂量的调查研究与优化已成为国际国内关注的热点[2-5],本项研究目的就在于通过对部分医疗机构成人和儿童受检者常见CT检查部位辐射剂量进行调查,为进一步优化CT扫描参数和指导医疗机构实现放射防护最优化提供指导。
1 材料与方法 1.1 调查对象按照国家卫生健康委印发的《医疗卫生机构医用辐射防护监测工作方案》的要求,根据石家庄市各辖区医疗机构的数量和医院性质,考虑部分医疗机构的依从性,选取11家医疗机构作为监测调查对象,将11家医疗机构(分别定义为A~K医院)作为监测医院,按照编号顺序为三级医院5家,包括1家儿童专科医院、1家妇幼保健院、3家市级综合性三级医院,二级医院5家,包括3家县级综合性二级医院、2家妇幼保健院,一级及以下医院1家,为民营医院。调查对象为各个年龄段受检者,按年龄分为< 1岁组,1~5岁组,6~10岁组,11~15 岁组和15~70岁组,对于儿童医院,因其受检人群的特殊性,未调查 ≥ 15岁受检者。回顾性的调查上述监测点内于2021年3月31日—2022年3月31日之间进行CT检查的患者的辐射剂量数据,并按照头部、胸部和腹部检查部位进行分类。每台设备每个年龄段不同扫描部位调查例数为5~10例。
1.2 调查内容按照国家卫生健康委印发的《医疗卫生机构医用辐射防护监测工作方案》中的要求,记录所调查CT设备的基本信息如生产厂家、型号;通过医疗机构的医学影像存档与通信系统(PACS)或者设备自带的影像系统记录受检者基本信息如年龄、性别、检查项目及类型(螺旋或非螺旋、平扫或增强扫描);根据检查部位的生理特点及临床常用检查条件,将本次检查类型限制为头颅非螺旋扫描(轴扫)、胸部、腹部螺旋扫描(包括平扫和增强扫描),扫描条件包括管电压(kV)、曝光量(mAs)、螺距因子和扫描长度(L)等,以及受检者剂量学参数包括容积CT剂量指数(volume computed tomography dose index, CTDIvol)和剂量长度乘积(dose-length product, DLP)。
1.3 统计学分析使用 EXCEL 2010 录入数据,SPSS 21.0软件进行统计分析,计算每台设备上每个年龄段不同扫描部位受检者的中位数,作为医院该CT扫描部分的典型值,并将典型值排列后计算75%位数(P75),与国内外发布的诊断参考水平(diagnostic reference level, DRL)进行比较,组间比较采用非参数 Kruskal-Wallis H检验,P< 0.05为差异有统计学意义,组间进行两两比较,采用Bonferroni法校正P值。
1.4 质量控制调查前对课题组人员进行方案培训,由医院放射科技师辅助课题组人员现场抄录相关数据并留存电子档照片,对现场填写的调查表格进行数据的整理和审核,如发现异常值,及时与医院放射科医师沟通,进行数据的剔除,录入数据时与现场记录的电子照片进行复核,以确保数据的准确性。
2 结 果 2.1 基本情况本次共调查300名成人受检者(15~70岁)和630名儿童受检者( < 15岁),涉及CT设备共11台,包括4个生产厂家(分别为荷兰PHILIPS公司4台、美国GE公司3台、日本东芝公司2台、沈阳东软医疗系统有限公司1台、绍兴明峰医疗系统股份有限公司1台),其中64排及以上CT 8台(72.7%)、24排CT 1台、16排CT 1台、2排CT 1台。本研究中CT设备型号及类型见 表1。
本研究共采集头颅扫描342例,胸部平扫319例,腹部平扫269例。表2列出了本次调查CT设备的主要扫描参数统计。由表2可以看出,不同检查部位管电压变化差异较小,大部分采用120 kV进行扫描;不同部位之间曝光量差异较大,其中头颅CT各年龄段曝光量中位数远高于同年龄段其他两个部位,3个部位中胸部CT曝光量最低;螺距因子与检查部位存在较大关系,头部扫描采用轴扫,胸部和腹部为螺旋扫描,其中胸部平扫所用的螺距因子中位数均 > 1,其中5~10岁螺距因子差距最大,最大值/最小值为2.5,腹部平扫各年龄段螺距因子中位数均接近1.0;扫描长度与检查类型直接相关,对于头颅而言,扫描长度随年龄增大而略增大,趋势并不明显,成人组扫描长度为婴儿组( < 1岁)的1.29倍( P < 0.05),而胸部和腹部的扫描长度设置中,随着年龄增长,扫描长度增长较明显,其中成人组(15~70岁 )与儿童组( < 1岁、1~5岁、6~10岁)均有显著性差异( P < 0.05)。
由于各医院就诊患者年龄结构的不可控性,本次调查共收集儿童受检者630例,其中A医院120例,B医院115例,C医院102例,D医院88例,E医院78例,G医院60例,H医院40例,I医院27例,其中F、J和K医院因儿童受检者例数太少,此次分析未纳入。对上述医院CT设备显示的CTDIvol和DLP变化趋势进行分析,见表3和表4,各医院头颅CT检查的CTDIvol调查值均明显大于胸、腹部CT检查,大部分调查单位受检部位辐射剂量水平随年龄增加而增加,其中G医院(二级医院)和H医院(县级妇幼保健院)头颅各年龄段CTDIvol固定不变,I医院(县级妇幼保健院)胸部CTDIvol固定不变;将调查数据中位数与美国最新调查的儿童各部位DRL[6]进行比较,其中头颅部位婴儿组( < 1岁)CTDI vol水平C医院和D医院低于美国DRL,1~5岁组中只有C医院调查值低于美国DRL,其余医疗机构调查值均大于美国DRL,最高的为E医院,为美国DRL的2.19倍,≥ 5岁年龄段除E医院和G医院外,其余医院调查值均小于美国DRL,胸部和腹部各年龄段均大于美国DRL,其中A医院(儿童医院)和E医院(市级综合性三级医院)腹部扫描剂量明显高于其他三级和二级医院,详见表3。
进一步按医院将成年人头颅、胸部 、腹部CT扫描的CTDIvol和DLP进行比较,其中头颅CTDIvol远高于胸部和腹部,DLP分布则为胸部最低,K医院(一级医院)辐射剂量参数中位数水平远高于其他医院。将此次调查医院数值与GBZ 130—2020规定的DRL[7]比较,各医院头颅辐射剂量均满足要求,但K医院胸部CTDIvol和DLP调查值以及腹部CTDIvol高于GBZ 130—2020中的DRL,G医院的胸部DLP水平高于GBZ 130—2020中的DRL,详见表5。
统计此次调查的各医院成人受检者头颅、胸部和腹部辐射剂量中位数的P75,并通过查阅文献,将石家庄市本次调查结果与美国、宁夏市[8]、河南省[9]、河北省[10]等地的调查结果做比较,对比此次调查结果与其他国家/地市CTDIvol 和 DLP的P75,其中头颅CTDIvol 和DLP水平高于其他地市,腹部CTDIvol高于其他地市调查水平,但DLP处于较低水平,胸部CTDIvol 低于国家标准和部分地市,但DLP水平高于国家标准和其他地市(河北、河南除外),结果详见图1。
国际辐射防护委员会(ICRP)第 135 号出版物 [11]提出倡议,希望各国及各地市阶段性的监测受检者辐射剂量水平,进而建立符合自身区域特点CT检查诊断参考水平,同时通过各地区之间辐射剂量水平的比较来优化CT扫描条件,进而降低辐射剂量。本次调查采用实地走访和调查表结合的形式,所获数据有助于了解石家庄市常见检查部位不同年龄段的辐射剂量现状,为后续优化CT扫描参数及辐射剂量控制做好基础。
本研究按照2021年《医疗卫生机构医用辐射防护监测工作方案》要求及国际习惯[11],将受检者分为5个年龄组(0~1岁、1~5岁、6~10岁、11~15岁和15~70岁),对收集到的扫描参数和扫描剂量分析,对于同一年龄段不同部位中,头颅部位曝光量(管电流时间积)、CTDIvol 和 DLP最大,主要原因是与胸部和腹部相比,头颅骨密度高,衰减系数较大,射线在其中穿行时损失的能量较大,为保证影像质量,头部CT检查时需要更大的管电流时间积[12]。本研究结果显示,E医院(三级综合性医院)各部位调查值和G医院(二级综合性医院)头颅辐射剂量水平远高于其他医院,提示这两个医院应遵循ALARA原则,优化影像质量和扫描条件。E医院和G医院头颅扫描儿童各年龄段与成人CTDIvol和DLP 值一致,并没有随着年龄的降低而改变,说明该院在CT扫描参数的选择使用上并未充分考虑受检者年龄和身材差异情况,扫描条件单一,未主动降低电流时间积,建议该院应按照辐射防护最优化原则,根据受检者的年龄和身材调整扫描参数,尽可能降低受检者辐射剂量。
我国还未发布中国自己的儿童CT的DRL,将本研究结果与美国的DRL比较,本次调查结果显示各医院儿童受检者胸部、腹部CTDIvol 和 DLP中位数明显高于2022年美国调查值,将本次调查的各医院中位数与2017—2018 年河北省儿童胸部CT受检者调查数据[13]相比,与河北省CTDIvol的P75(0~1 岁组3.80 mGy,1~5 岁组 9.00 mGy,6~10岁组6.71 mGy,11~15 岁组 6.71 mGy)比较,I医院各年龄段均高于河北省调查值,而B医院( ≥ 5岁组)、D医院(除1~5岁组)和E医院(除 < 1岁组)调查值均高于河北省 P75,说明上述医院CT扫描条件仍有优化空间。
将本研究10家医疗机构成年受检者头颅、胸部和腹部检查的辐射剂量水平,按照各医院中位数排列后计算P75,并与国家卫生标准和各地区的调查水平进行比较,发现除胸部DLP外,其余部位调查值的P75均不高于国家卫生标准GBZ 130—2020[7]中规定的DRL,其中成人受检者头颅剂量水平低于杭州市[12]和宁夏市[8]调查水平,但胸部和腹部剂量高于杭州市和宁夏市,CTDIvol约为杭州市的1.28倍和1.54倍,为宁夏市的1.13倍和1.42倍,但腹部DLP低于杭州市和宁夏市调查结果;本次调查还发现不同等级医院受检者辐射剂量分布差异较大,其中基层医院(K医院)的CT扫描剂量相对要高,排除检查设备的影响,考虑与工作人员操作水平及防护意识有关,应及时组织对技术人员进行培训,提高其辐射防护的意识和能力,从而降低患者的辐射剂量。
总体来说,石家庄市CT受检者辐射剂量与国内其他省份的报道值相比较有高有低,与我国和美国的DRL相比,部分医院的中位数超过了DRL,同时调查还发现部分医院没有根据受检者提醒调节扫描参数,这些都说明我市CT扫描仍有很大的优化空间,在后续检查中应严格遵循放射防护正当性原则,在扫描过程中根据受检者体型及诊断要求,优化扫描参数,选取最佳扫描范围,防止其他器官或组织受照,促进辐射防护最优化的实施,降低受检者辐射剂量[14]。
本次调查仍存在一定的不足:①石家庄市儿童CT检查主要集中在儿童医院和妇幼医院,造成一定的抽样误差,导致整体调查水平可能存在一定的偏倚。②此次调查儿童腹部样本量小,尤其是0~1岁儿童,这与新生儿科医师的辐射防护意识提高有关[15],儿童腹部以B超检查为首选。③选取的扫描类型只包括检查频次较高的头颅、胸部和腹部,但不够细化,后续应将扫描部位进一步扩大。④ 在下一步的调查研究中将扩大CT 检查受检者剂量的样本量,细化 CT 扫描种类,涵盖各部位螺旋扫描的增强扫描数据,覆盖到全市各个级别、类型的医疗机构。尽管本研究存在这些不足,但现有的调查数据依然能为建立石家庄市受检者CT诊断参考水平提供重要的数据支持,对了解我市CT诊断剂量分布,后续有效降低受检者剂量具有重要的参考意义。
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