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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。
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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)。
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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)。
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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。
管电流与曝光
时间的乘积(mAs)设备显示
CTDIvol(mGy)实测CTDIvol
(mGy)实测值/
显示值80 8.67 11.36 1.31 100 14.61 18.84 1.29 160 23.57 30.17 1.28 200 29.45 37.98 1.29 260 41.59 53.65 1.29 注:CT扫描野为头部,准直宽度为10 mm、管电压为120 kV。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数 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
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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)。
分组 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) 最小值 最大值 平均值 P25 P50 P75 最小值 最大值 平均值 P25 P50 P75 儿童 头部 15.8 73.1 43.4 37.3 44.9 48.8a 219.0 878.8 566.7 487.1 585.0 655.5a 胸部 1.0 33.5 7.9 3.8 5.6 11.3b 15.9 762.2 189.2 91.0 146.9 269.2c 腹部 1.2 19.5 9.1 4.5 8.5 13.1b 18.0 1069.7 265.1 125.2 222.7 348.5c 成人 头部 25.5 87.6 48.3 46.5 48.8 54.8 448.5 1469.0 713.6 651.0 680.0 757.0 胸部 0.7 14.6 9.0 7.7 8.6 10.5 22.6 613.4 327.8 257.0 308.0 308.0 腹部 6.7 21.2 10.9 8.9 9.3 12.9 232.7 1515.0 593.2 300.0 538.4 724.9 注:P25为处在调查数据的下四分位数,即异常低剂量的提示水平;P50为调查数据的中位数,即可能达到水平;P75为处在调查数据的上四分位数,即诊断参考水平。a表示与成人CTDIvol( P75)、DLP(P75)相比,差异均有统计学意义(χ2=13.791、32.768,均P<0.05);b表示与成人胸部和腹部CTDIvol(P75)相比,差异均有统计学意义(χ2=6.619、4.998,均 P<0.05);c表示与成人胸部和腹部DLP(P75)相比,差异均有统计学意义(χ2=35.730、39.529,均P<0.05)。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数;DLP为剂量长度乘积 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。
国家(地区) 年龄(岁) 头部 胸部 腹部 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) 中国杭州 <5 48.7 652.9 12.0 215.8 8.5 195.4 5~<10 48.8 681.3 9.6 230.7 12.5 279.9 10~<15 48.8 669.3 14.1 384.3 16.6 480.7 奥地利 0 − 300 − 80 − − 1 − 400 − 100 − − 比利时 <1 22 420 − − − 110 1~4 30 540 1.5 35 − 800 瑞士 新生儿 27 290 − 12 − 27 <1 33 390 − 28 − 70 1~5 40 520 − 55 − 125 德国 新生儿 27 300 1.5 20 2.5 45 <1 33 400 2.0 30 3.5 85 2~5 40 500 3.5 65 6.0 165 西班牙 0 − 250 − 46 − 95 1~5 − 340 − 82 − 150 法国 10 kg,1岁 30 420 3.0 30 4.0 80 爱尔兰 婴儿 − 340 − − − 130 1~4 − 470 − − − 160 立陶宛 1 − 570 − − − − 5 − 630 − − − − 荷兰 4 kg,0岁 20 240 − − − − 11 kg,1岁 25 300 − − − − 21 kg,5岁 35 420 − − − − 英国 0~1 25 350 6.0 100 − − 2~5 40 650 6.5(5岁) 115(5岁) − − 注:其他国家数据来源于European guidelines on diagnostic reference levels for paediatric imaging[11]。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数;DLP为剂量长度乘积;−表示无相关数据 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
国家(地区) 头部 胸部 腹部 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) 中国杭州 54.8 757 10.5 308 12.9 724.9 日本 85 1350 15 550 20 1000 英国 60 970 12 610 15 745 爱尔兰 58 940 9 390 12 600 澳大利亚 60 1000 15 450 15 700 加拿大 79 1302 14 521 18 874 希腊 67 1055 14 480 16 760 荷兰 − 935.6 − 346.5 15 700 埃及 30 1360 22 420 31 1325 注:其他国家数据来源于《CT辐射剂量诊断参考水平专家共识》[12]。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数;DLP为剂量长度乘积;−表示无相关数据 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
杭州市CT检查中医疗照射与职业照射水平的研究
Level of medical and occupational exposures in CT examination in Hangzhou
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摘要:
目的 了解杭州市CT检查中的医疗照射与职业照射水平,为建立CT诊断参考水平提供依据。 方法 2018年7至12月,收集2017年杭州市内16家医用辐射防护监测点医院的CT设备信息及与CT操作相关的放射工作人员个人年剂量当量,并利用医院影像归档和通信系统收集2742名受检者的容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)。同时使用CT长杆电离室测量头部CT标准剂量模体的CTDIvol和DLP,并比较实测值与显示值的差别。基于调查数据计算儿童(<5岁、5~<10岁、10~<15岁组,共1158名)和成人(≥15岁组,共1584名)受检者不同检查部位CTDIvol和DLP的最大值、最小值、平均值、四分位数,并将CTDIvol(P75)和DLP(P75)与国外其他国家的数据进行比较。组间比较采用非参数Kruskal-Wallis H检验。 结果 16家医用辐射防护监测点医院共有40台CT设备[进口设备占92.5%(37/40)]。杭州市内省级、市级、县级监测点医院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。儿童组中,CT受检者的头部、胸部、腹部的CTDIvol(P75)分别为48.8、11.3、13.1 mGy,DLP(P75)分别为655.5、269.2、348.5 mGy·cm;成人组中,CT受检者的头部、胸部、腹部的CTDIvol(P75)分别为54.8、10.5、12.9 mGy;DLP(P75)分别为757.0、308.0、724.9 mGy·cm,2组各部位CTDIvol(P75)、DLP(P75)间的比较,差异均有统计学意义(χ2=4.998~39.529,均P<0.05)。杭州市CT受检者各年龄组间(<5岁、5~<10岁、10~<15岁和≥15岁组)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)。其他国家儿童CT受检者的头部、胸部、腹部的CTDIvol和DLP分别为20~40、1.5~6.5、2.5~6.0 mGy和240~650、12~115、27~800 mGy·cm;其他国家成人CT受检者的头部、胸部、腹部CTDIvol和DLP分别为30~85、9~22、12~31 mGy和935.6~1360、346.5~610、600~1325 mGy·cm。与其他国家相比,中国杭州成人CT受检者的CTDIvol(P75)和DLP(P75)整体处于较低水平,但儿童CT受检者的CTDIvol(P75)和DLP(P75)则处于较高水平。 结论 杭州市CT检查所致放射工作人员职业照射水平符合国家标准要求。儿童CT受检者医疗照射水平较其他国家偏高。 -
关键词:
- 体层摄影术,X线计算机 /
- 受检者 /
- 容积CT剂量指数 /
- 剂量长度乘积 /
- 诊断参考水平
Abstract:Objective To understand the level of medical and occupational exposures caused by CT examination in Hangzhou and provide basis for the establishment of CT diagnostic reference level. Methods CT equipment information and individual annual dose equivalent of radiation workers related to CT operation of 16 medical radiation protection monitoring point hospitals in Hangzhou in 2017 were collected from July to December 2018. Volume CT dose index (CTDIvol) and dose length product (DLP) of 2742 subjects were collected using the hospital image archiving and communication system. At the same time, CTDIvol and DLP of CT equipment of head CT standard dose phantom were measured with a CT long rod ionization chamber, and the difference between measured and displayed values was compared. Maximum, minimum, average, and quartile CTDIvol and DLP in children (<5, 5−<10, 10−<15 years group, 1158 cases in total) and adults (≥15 years group, 1584 cases in total) were calculated on the basis of survey data, and CTDIvol (P75) and DLP (P75) were compared with that of other countries. Kruskal–Wallis H test, a nonparametric approach, was used to compare groups. Results Forty sets of CT equipment were found in 16 hospitals of medical radiation protection monitoring points (imported equipment accounts for 92.5% (37/40)). Average individual annual dose equivalent of radiation workers in provincial, municipal, and county hospitals in Hangzhou was 0.12, 0.24, and 0.47 mSv, respectively. CTDIvol (P75) and DLP (P75) of head, chest, and abdomen in the children group were 48.8, 11.3, 13.1 mGy and 655.5, 269.2, 348.5 mGy·cm, respectively. CTDIvol (P75) and DLP (P75) of head, chest, and abdomen in the adult group were 54.8, 10.5, 12.9 mGy and 757.0, 308.0, 724.9 mGy·cm, respectively, and there were significant differences in CTDIvol (P75) and DLP (P75) between the two groups in different parts (χ2=4.998−39.529, all P<0.05). CTDIvol (head χ2=24.334, chest χ2=10.573, and abdomen χ2=22.723; all P<0.05) and DLP (head χ2=62.981, chest χ2=51.640, and abdomen χ2=57.983; all P<0.05) among age groups (<5, 5-<10, 10-<15 and ≥15 years) were statistically significant in the CT examination. CTDIvol and DLP ranges of the head, chest, and abdomen of children with CT in other countries were 20–40, 1.5–6.5, 2.5–6.0 mGy and 240–650, 12–115, 27–800 mGy·cm, respectively. CTDIvol and DLP ranges of the head, chest, and abdomen of adult CT subjects were 30–85, 9–22, 12–31 mGy and 935.6–1360, 346.5–610, 600–1325 mGy·cm, respectively. Compared with other countries, the CTDIvol(P75) and DLP (P75) of adult CT patients were at a lower level as a whole. However, CTDIvol (P75) and DLP (P75) were at a high level in children CT patients. Compared with other countries, the CTDIvol(P75) and DLP (P75) of adult CT patients were at a lower level as a whole. However, CTDIvol (P75) and DLP (P75) were at a high level in children CT patients. Conclusions The occupational exposure level of radiation workers caused by CT examination in Hangzhou meets the requirements of national standards. The medical exposure level of children with CT examination was higher than that of other countries. -
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
管电流与曝光
时间的乘积(mAs)设备显示
CTDIvol(mGy)实测CTDIvol
(mGy)实测值/
显示值80 8.67 11.36 1.31 100 14.61 18.84 1.29 160 23.57 30.17 1.28 200 29.45 37.98 1.29 260 41.59 53.65 1.29 注:CT扫描野为头部,准直宽度为10 mm、管电压为120 kV。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数 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
分组 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) 最小值 最大值 平均值 P25 P50 P75 最小值 最大值 平均值 P25 P50 P75 儿童 头部 15.8 73.1 43.4 37.3 44.9 48.8a 219.0 878.8 566.7 487.1 585.0 655.5a 胸部 1.0 33.5 7.9 3.8 5.6 11.3b 15.9 762.2 189.2 91.0 146.9 269.2c 腹部 1.2 19.5 9.1 4.5 8.5 13.1b 18.0 1069.7 265.1 125.2 222.7 348.5c 成人 头部 25.5 87.6 48.3 46.5 48.8 54.8 448.5 1469.0 713.6 651.0 680.0 757.0 胸部 0.7 14.6 9.0 7.7 8.6 10.5 22.6 613.4 327.8 257.0 308.0 308.0 腹部 6.7 21.2 10.9 8.9 9.3 12.9 232.7 1515.0 593.2 300.0 538.4 724.9 注:P25为处在调查数据的下四分位数,即异常低剂量的提示水平;P50为调查数据的中位数,即可能达到水平;P75为处在调查数据的上四分位数,即诊断参考水平。a表示与成人CTDIvol( P75)、DLP(P75)相比,差异均有统计学意义(χ2=13.791、32.768,均P<0.05);b表示与成人胸部和腹部CTDIvol(P75)相比,差异均有统计学意义(χ2=6.619、4.998,均 P<0.05);c表示与成人胸部和腹部DLP(P75)相比,差异均有统计学意义(χ2=35.730、39.529,均P<0.05)。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数;DLP为剂量长度乘积 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
国家(地区) 年龄(岁) 头部 胸部 腹部 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) 中国杭州 <5 48.7 652.9 12.0 215.8 8.5 195.4 5~<10 48.8 681.3 9.6 230.7 12.5 279.9 10~<15 48.8 669.3 14.1 384.3 16.6 480.7 奥地利 0 − 300 − 80 − − 1 − 400 − 100 − − 比利时 <1 22 420 − − − 110 1~4 30 540 1.5 35 − 800 瑞士 新生儿 27 290 − 12 − 27 <1 33 390 − 28 − 70 1~5 40 520 − 55 − 125 德国 新生儿 27 300 1.5 20 2.5 45 <1 33 400 2.0 30 3.5 85 2~5 40 500 3.5 65 6.0 165 西班牙 0 − 250 − 46 − 95 1~5 − 340 − 82 − 150 法国 10 kg,1岁 30 420 3.0 30 4.0 80 爱尔兰 婴儿 − 340 − − − 130 1~4 − 470 − − − 160 立陶宛 1 − 570 − − − − 5 − 630 − − − − 荷兰 4 kg,0岁 20 240 − − − − 11 kg,1岁 25 300 − − − − 21 kg,5岁 35 420 − − − − 英国 0~1 25 350 6.0 100 − − 2~5 40 650 6.5(5岁) 115(5岁) − − 注:其他国家数据来源于European guidelines on diagnostic reference levels for paediatric imaging[11]。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数;DLP为剂量长度乘积;−表示无相关数据 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
国家(地区) 头部 胸部 腹部 CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) 中国杭州 54.8 757 10.5 308 12.9 724.9 日本 85 1350 15 550 20 1000 英国 60 970 12 610 15 745 爱尔兰 58 940 9 390 12 600 澳大利亚 60 1000 15 450 15 700 加拿大 79 1302 14 521 18 874 希腊 67 1055 14 480 16 760 荷兰 − 935.6 − 346.5 15 700 埃及 30 1360 22 420 31 1325 注:其他国家数据来源于《CT辐射剂量诊断参考水平专家共识》[12]。CT为计算机体层摄影术;CTDIvol为容积CT剂量指数;DLP为剂量长度乘积;−表示无相关数据 -
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