杭州市CT检查中医疗照射与职业照射水平的研究

赵徵鑫 王强 王海华 钱前 阮书州

1杭州市职业病防治院职业卫生与放射卫生科 310014；2中国医学科学院放射医学研究所，天津市放射医学与分子核医学重点实验室 300192

CT作为一种具有高空间分辨力和高病灶检出率的医用辐射设备，在疾病诊断方面发挥着越来越重要的作用[1-2]。由于CT采用的是体层扫描技术，因此受检者在疾病诊断过程中所受辐射剂量较大。联合国原子辐射效应科学委员会2000年、2008年和2018年的报告显示，CT检查所致有效剂量占集体有效剂量的百分数分别为34%、43%、52.5%[3-5]。CT所致集体辐射剂量呈显著增加态势，由此可知电离辐射对人体的损害也不可回避。与成人相比，儿童具有更高的辐射敏感性[3]，因此在保证影像质量的前提下应尽可能减少儿童在CT检查中的受照剂量。随着就医者风险意识的提高，CT辐射剂量与防护最优化问题引起越来越多研究者的关注[6-9]。

近年来西方许多国家均对本国CT辐射剂量进行了调查，以了解本国的CT受检者常规检查项目的辐射剂量，并建立符合本国国民体质特征的CT诊断参考水平。目前我国对此相关的统计调查研究相对较少，因此，在国内开展相关研究工作显得十分重要。中国人口基数大，如果没有适合我国国民体质特征的CT诊断参考水平，在实际诊疗中就可能大幅度增加受检者的受照剂量，并造成集体有效剂量大幅度增加。本研究旨在了解杭州地区CT检查所致医疗照射与职业照射水平，为相关主管部门推动CT检查的医疗照射防护优化和制定杭州地区CT诊断参考水平提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2018年7至12月，选取2017年杭州市内16家医用辐射防护监测点医院作为调查对象（根据杭州市各辖区医疗机构的数量，在每个辖区选取1家），包括5家省级监测点医院、5家市级监测点医院和6家县级监测点医院；根据医院级别，三级甲等医院9家、三级乙等医院4家、二级甲等医院2家和二级乙等医院1家。调查16家监测点医院CT受检者不同检查部位（头部、胸部、腹部）的剂量信息。依据国际放射防护委员会102号报告[10]对受检者年龄分段的要求，将受检者年龄段分成儿童年龄段（＜5岁、5～＜10岁、10～＜15岁组）和成人年龄段（≥15岁组）。本次共调查了2742名CT受检者（成人1584名、儿童1158名）常规检查项目的相关信息，其中头部881名、胸部891名、腹部970名。成人组中，头部495名、胸部526名、腹部563名；儿童组中，头部386名、胸部365名、腹部407名。

1.2 研究方法

应用医院影像归档和通信系统收集含有受检者剂量信息的医学数字成像与通信文件。受检者剂量信息为容积CT剂量指数（volume CT dosimetry index，CTDIvol）和剂量长度乘积（dose length product，DLP）。收集医院内所有CT设备信息和与CT操作相关的科室内所有放射工作人员的个人剂量信息。

1.3 CT受检者的受照剂量

将头部CT标准剂量模体放在美国GE公司生产的16排32层CT设备（型号为Optima CT 540）的诊断床上，分别将笔形长杆电离室插入头部模体中心和四周孔径内，测量时模体其他孔径用聚甲基丙烯酸甲酯填充棒填充，然后选择不同的管电流与曝光时间的乘积（mAs）进行扫描，并记录剂量仪实测的CTDIvol和CT设备显示的CTDIvol。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0软件对相关数据进行统计学分析。基于调查数据计算不同受检部位CTDIvol和DLP的最大值、最小值、平均值、四分位数（P25、P50、P75）。并将CTDIvol和DLP的P75与其他国家的数据进行比较，组间比较采用非参数Kruskal-WallisH检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CT的基本信息

进口CT设备共37台，其中省级监测点医院18台、市级监测点医院10台、县级监测点医院9台（包括德国Siemens公司12台、美国GE公司14台、荷兰Philips公司9台和日本东芝公司2台）。国产CT设备仅3台，其中省级监测点医院1台、县级监测点医院2台（包括上海联影医疗科技开发有限公司2台、绍兴明峰医疗系统股份有限公司1台）。

2.2 放射工作人员的个人年剂量当量

杭州市省级、市级和县级监测点医院与CT操作相关放射工作人员的平均个人年剂量当量分别为0.12、0.24、0.47 mSv。县级监测点医院医务人员的平均个人年剂量当量分别是市级和省级监测点医院的2倍和4倍，且3组间的差异无统计学意义（χ2=1.818，P＞0.05）。

2.3 CT实测剂量与显示剂量的关系

由表1可知，头部CT检查中实测模体剂量与显示剂量CTDIvol的比值为1.28～1.31，一致性较好。可根据CT设备显示剂量快速估算CT受检者实际受照剂量。

表1 头部CT检查实测模体剂量与设备显示剂量的比较Table 1 Comparison of phantom dose measured by head CT examination and equipment display dose

2.4 CT受检者常规检查项目的辐射剂量

儿童和成人CT受检者CTDIvol和DLP的最大值、最小值、平均值、四分位数等具体数据见表2。从CTDIvol、DLP的最大值和最小值的差值可以看出，不同CT设备的CTDIvol、DLP之间的差异较大。儿童头部CT检查中，CTDIvol（P75）、DLP（P75）均低于成人，且差异均有统计学意义（χ2=13.791、32.768，均P＜0.05）；儿童胸部和腹部CT检查CTDIvol（P75）均高于成人，且差异均有统计学意义（χ2=6.619、4.998，均P＜0.05）；儿童胸部和腹部DLP（P75）均低于成人，且差异均有统计学意义（χ2=35.730、39.529，均P＜0.05）。

表2 2017年杭州市2742名CT受检者的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受检者各年龄组间（＜5岁、5～＜10岁、10～＜15岁、≥15岁组）的头部、胸部和腹部的CTDIvol（χ2=24.334、10.573、22.723）、DLP（χ2=62.981、51.640、57.983）差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

中国杭州市成人和儿童受检者与其他国家成人和儿童受检者各部位CT剂量诊断参考水平的差异见表3、4。由表3、4可知，其他国家儿童CT受检者的头部、胸部和腹部CTDIvol分别为20～40、1.5～6.5、2.5～6.0 mGy；而头部、胸部和腹部的DLP分别为240～650、12～115、27～800 mGy·cm。成人CT受检者的头部、胸部和腹部CTDIvol分别30～85、9～22、12～31 mGy；头部、胸部和腹部的DLP分别为935.6～1360、346.5～610、600～1325 mGy·cm。

表3 中国杭州市儿童与其他国家儿童各部位CT诊断参考水平的比较Table 3 Comparison of CT diagnostic reference levels of different parts of children in Hangzhou (China) and other countries

3 讨论

在本次调查的40台设备中，进口CT设备共37台（92.5%），国产CT设备仅3台（7.5%），这说明国产设备厂商仍需加大研发和市场开拓，才能更好地占有市场。

杭州市与CT操作相关的放射工作人员的平均个人年剂量当量远低于国家标准要求（5年内平均受照剂量不超过20 mSv/年，任何一年受照剂量不超过50 mSv），这可能与杭州地区CT放射工作人员日常注重个人防护有关。值得注意的是，尽管省级监测点医院日常CT检查工作较多，但与CT操作相关的放射工作人员平均个人年剂量当量在省级、市级和县级监测点医院中却呈递增趋势。产生该现象的原因可能是省级监测点医院放射工作人员分工明确，诊断医师不操作CT设备，所有CT扫描操作均由放射科技师完成，而基层医院放射科人员分工不明确，除技师外，诊断医师也参与日常CT扫描操作。本研究将所有CT放射工作人员的个人年剂量当量直接进行均值化处理，进而导致省级监测点医院比县级监测点医院放射工作人员的平均个人年剂量当量低。

随着医学技术的提升，CT等医用辐射设备在疾病诊断方面扮演着越来越重要的作用。目前，

CT已成为最大的医源性人工辐射来源。Pearce等[13]发现，儿童CT检查红骨髓累积剂量达50 mGy，这导致白血病的可能发病风险增至3倍多。因此，应建立CT诊断参考水平以实现CT成像的合理性和剂量最优化。目前，国内外主要采用CT剂量指数100（CTDI100）、加权CT剂量指数（CTDIW）和CTDIvol3个参数来描述CT剂量信息。参数直观可读，可对各类CT设备的性能进行快速比较。CT剂量指数只是描述设备性能的量，并不能体现CT检查所致受检者的受照剂量。国际放射防护委员102号报告[10]显示，对于固定年龄的转换因子是固定的，只需知道受检者DLP的具体数值即可估算其有效剂量。因此，DLP可用于表征CT检查所致受检者剂量。本研究结果显示，在不同的扫描条件下，CT检查中实测剂量与设备显示剂量的比值在实际扫描中较为稳定，因此可根据设备显示剂量，按照比值关系快速估算CT受检者的实际受照剂量。

表4 中国杭州市成人与其他国家成人各部位CT诊断参考水平的比较Table 4 Comparison of CT diagnostic reference levels of different parts of adults in Hangzhou (China) and other countries

在放射诊断中，医疗机构应以获得可接受的影像质量或足够的诊断信息为目的[14]。诊断参考水平是用于CT受检者放射防护最优化的一个调查水平，能表明在诊疗过程中给予中等体型受检者的辐射剂量是否异常高或低，但并不适用于特殊体型受检者或者受检者个体的剂量参考，它通常是指一个国家或地区内受检者受照剂量分布的某一百分位数，一般作为非正常高辐射剂量水平（P75）的一个警示，也可作为非正常低剂量水平（P25）的一个提示。在CT诊疗活动中采用诊断参考水平管理受检者的受照剂量，可使受照剂量与临床诊断目的相匹配，降低非正当过高或过低剂量的发生频率。

在临床实践中，如果受检者的受照剂量经常显著超过诊断参考水平（P75）时，应对该诊疗过程和设备进行检查，以判断受检者的放射防护是否实现最优化。否则，应在确保获取必需的诊断信息条件下，尽可能地降低受检者的受照剂量[14]。如果受检者的剂量普遍低于调查数据的25%位数（P25），则需核查该CT扫描是否能够提供有用的诊断信息并给受检者带来预期的医疗受益。如果采用了先进的成像新设备或重建算法，既能显著降低受检者的受照剂量，又能保证影像质量满足疾病诊断需求时，则可继续该医疗任务，否则应根据需要采取纠正措施。

与其他国家的成人CT受检者诊断参考水平相比，杭州市成人CT受检者CTDIvol和DLP有高有低，但整体处于较低水平，这可能是因为杭州市的放射工作人员在进行成人CT检查时，在参数的设置上更加合理。但与其他国家的儿童CT受检者的诊断参考水平相比，杭州市儿童CT受检者的CTDIvol和DLP却处于较高水平，因此在实际诊疗中仍需优化扫描参数，降低儿童受检者的受照剂量。在实际调查中发现，部分CT操作人员片面追求影像质量而忽略受检者受照剂量的现象仍时有存在，这也在无形之中增加了受检者的受照剂量。

本研究反映了杭州市成人和儿童CT受检者的诊断参考水平，可为国家相关主管部门制定符合本国国民体质特征的CT诊断参考水平提供依据。对于其他地区的CT受检者的诊断参考水平而言，本研究结果也可以提供参考。为更加真实地反映本地区受检者的诊断参考水平，有条件的研究机构可以对本地区CT受检者的诊断参考水平进行调查研究。

诊断参考水平取决于接受该诊断程序的人群特征，比如体型、体重等，同时也受人群检查中所使用设备的品牌或型号的影响。本研究只将统计的数据进行综合分析而未进行详细的区分。为制定更加详细的诊断参考水平，在接下来的研究中可针对上述影响因素进行详细区分。

利益冲突本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明赵徵鑫负责论文的撰写；王强、王海华、钱前负责数据的收集与整理、论文的校对；阮书州负责研究的总体设计与指导。