医疗照射在疾病诊断和健康体检中的应用越来越普遍，已经成为普通公众所接触的人工电离辐射的最大来源^[1]。数字化X射线摄影(DR)是临床最常用的放射诊疗设备，常用入射体表剂量(ESD)来表征辐射剂量。近年来，随着区域云医学影像信息系统(PACS)的高速发展，已逐步实现区域内影像信息的集中存储和管理。PACS系统的DICOM文件第一部分记录了每次放射诊疗的各项参数，这为通过信息化手段实现居民日常放射诊疗照射剂量的获取提供了途径。近年来，以固定模式程序化诊疗(按诊疗部分分类，固定焦屏距和kVp)的DR越来越多，本研究以德国飞利浦DigitalDiagnost型DR为例，通过DICOM头文件，以信息化的方式计算DR诊疗过程中ESD值(下文统称为ESD_信息化)，并对就诊对象布设热释光探测器(thermoluminescent dosimetry，TLD)后回收测读(下文统称为ESD_测读)，比对分析ESD_信息化与ESD_测读的一致性，为后期开展医疗照射剂量负担的信息化管理提供一些借鉴。

1.研究对象：DR就诊对象ESD值的大小主要与诊疗设备的滤过条件、曝光参数和就诊对象受照部位的体厚有关。为获取代表性的ESD值，本研究选取宁波市某三甲医院放射科1台DR(德国飞利浦公司；型号：DigitalDiagnost)，于2017年11月—2018年2月，按不同诊疗部位的就诊比例，收集了104例成人就诊者的入射体表剂量，依次为胸部正位20例，胸部侧位16例, 腹部前后位19例，骨盆及髂关节后前位14例，椎体(胸椎和腰椎)16例、四肢及关节19例。

2.基于DICOM文件确定的ESD值计算方法

(1) 剂量面积乘积(DAP)法^[2]:DAP法ESD值可通过公式(1)获得。

式中，W.H为照射野面积，cm²；SID为焦屏距，cm；T为患者不同部位不同投照方向的身体标准厚度(参照GB 10000-1988《中国成年人人体尺寸》^[3]建立基于体质量指数(BMI)的百分位数曲线，再按照受检者的身高体重选择受照部位相应百分位数的体厚)，cm；BSF为散射因子，取1.35^[4]。公式所需参数DICOM文件对应标签: DAP(0018, 115e)、W.H(0018, 1149)、SID(0018, 1110)、kVp(0018, 0060)和mAs(0018, 1152)。部分DICOM头文件W.H数据缺失，可通过图像高度(0028, 0010)和图像宽度(0028, 0011)推算W.H。

(2) 曝光参数法^[5]：曝光参数法ESD可通过公式(2)得到。

式中, k_air为空气比释动能，mGy；${\left[{\left( {\frac{{{\mu _{{\rm{en}}}}}}{\rho }} \right)_{{\rm{air}}}^{\rm{w}}} \right]_{{\rm{air}}}} $为水和空气质量-能量衰减系数比^[5]，其他量同公式(1)。k_air需根据DR机型选择不同的附加滤过模式，利用电离室测定不同管电压条件下单位mAs的空气比释动能，并通过最小二乘法建立标准方程。本研究选定的DigitalDiagnost型飞利浦DR存在两种附加滤过模式，诊疗方式为胸部后前位和胸部侧位时，附加滤过为1 mm Al和0.1 mm Cu，用公式(3)计算k_air；诊疗方式为除胸部后前位和胸部侧位外的其他诊疗方式时，无附加滤过，用公式(4)计算K_air。

3.就诊对象ESD值的热释光法测读

(1) 监测前的准备工作：选用同批次LiF(Mg, Cu, P)片型元件，规格为直径4.5 mm，厚0.9 mm，分散性 < 5.0%的GR200 A热释光探测器。由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所进行TLD照射(辐照字2017-001号)，并获取H_p(0.07)刻度因子。监测前1周，TLD在退火炉240℃退火10 min，热释光探测器用黑纸包好，每个纸袋放3片TLD，纸袋正面用记号笔编号，背面贴上双面胶纸带，留6片TLD作环境本底监测用，其他探测器均用于现场监测。

(2) 现场监测及回收测读：就诊对象摄片前，TLD探测器粘贴至诊疗部位光野中心，曝光回收测读。测读设备为高通量热释光个人剂量监测仪(美国，HARSHAW 5500型)。ESD_测读=(TLD_{样本测读值}-TLD_{本底测读值})×刻度因子。

4.就诊对象信息化数据的采集和计算：根据就诊对象就诊ID查阅对应诊疗影像资料的DICOM文件，记录DICOM对应的参数标签以及年龄、性别等就诊对象基本信息。ESD值的计算与患者体厚有关，但DICOM文件中未记录患者体厚，故根据患者就诊ID查阅居民健康档案获取就诊对象的身高和体重，并根据人体尺寸相关标准^[3]获取不同就诊对象的体厚数据。DAP法计算过程中需采集照射野面积，但DICOM文件中并未记录照射野数据，因照射野面积与初始摄片图像呈正比，故本研究采集摄片初始图像的高度和宽度，再推算出照射野面积。按照前述DAP法和曝光参数法分别计算不同受照对象的ESD信息化值。

5.统计学处理：利用EXCEL录入就诊对象基线资料、ESD_信息化和ESD_测读并分析。因信息化计算值和TLD测读值的数据一致性评价涉及数据间信度评价，故选择ICC予以评价，一般认为ICC < 0.40表示信度较差，>0.75表示信度良好。本研究采用SPSS 16.0中的信度分析来分析两组数据间的ICC。而现有评价方法中Bland-Altman法是公认的两组测量数据的符合性评价金标准方法，一般认为均数差值超过95%一致性界限 < 10%，两组数据一致性较好。本研究采用MedCalc进行信息化计算值和TLD测读值Bland-Altman法一致性分析。此外，本研究还通过SPSS 16.0对ESD测读值与影响因素(DAP值、BMI值)进行pearson相关分析。P< 0.05为差异有统计学意义。

1.基本情况：本研究所用飞利浦DR在日常诊疗过程中存在两种序列，高千伏添加附件滤过(0.1 mm Cu+1 mm Al，胸部后前位和胸部侧位)序列和中低千伏无附件滤过序列(除胸部后前位和胸部侧位外的其他诊疗部位)。本研究104名成人就诊对象中男性64例，女性40例，平均年龄为(50.20±17.06)岁。BMI均值为23.14±3.29。不同诊疗方式的ESD实测值和信息化计算值列于表 1。

表 1(Table 1)

表 1 不同诊疗部位ESD信息化值与ESD测读值一览表(mGy, x±s) Table 1 List of ESD′ s information calculation values and TLD readout values for different diagnostic sites (mGy, x±s) 部位 管电压(kVp) 焦屏距(cm) ESD信息化a ESD信息化b ESD测读 胸部后前位 109 180 0.051±0.010 0.051±0.010 0.053±0.010 胸部侧位 0.219±0.105 0.216±0.103 0.208±0.091 腹部前后位 73 110 1.752±1.141 1.664±1.076 1.870±1.251 骨盆及髂关节前后位 1.161±0.400 1.079±0.575 1.324±0.592 椎体后前位 77 180 1.203±0.626 1.338±0.667 1.204±0.641 四肢 55 110 0.136±0.124 0.121±0.079 0.127±0.081 注：a由剂量面积乘积法计算得到；b由曝光参数法计算得到

表 1 不同诊疗部位ESD信息化值与ESD测读值一览表(mGy, x±s) Table 1 List of ESD′ s information calculation values and TLD readout values for different diagnostic sites (mGy, x±s)

2.ESD_信息化与ESD_测读的一致性分析

(1) DAP法与TLD检测值的一致性:不同诊疗方式的DAP法ESD_信息化值与ESD_测读值的组内相关系数均>0.75，提示信度良好，见表 2。Bland-Altman法一致性限度为-0.35~0.43，限度范围内的最大差值为-0.342 mGy，其对应诊疗部位的平均值为2.009 mGy。超出差值95%一致性区间的DAP法计算值占总样本的6.7%(7/104)，DAP法与TLD检测值的一致性较好，见图 1。

表 2(Table 2)

表 2 DAP法ESD信息化与ESD测读的一致性对比分析 Table 2 Comparison of consistency between ESD′ s information calculation values and TLD readout values from DAP method 部位 组内相关系数法 Bland-Altman法 ICC P值 一致性 限度 胸部后前位 0.980 0.000 -0.003 0.006 胸部侧位 0.983 0.000 -0.060 0.040 腹部前后位 0.975 0.000 -0.600 0.840 骨盆及髂关节前后位 0.908 0.000 -0.350 0.670 椎体后前位 0.993 0.000 -0.220 0.220 四肢 0.931 0.000 -0.110 0.100 所有诊疗部位 0.988 0.000 -0.350 0.430

表 2 DAP法ESD信息化与ESD测读的一致性对比分析 Table 2 Comparison of consistency between ESD′ s information calculation values and TLD readout values from DAP method

图 1 DAP法、曝光参数法与热释光测读值一致性比较的Bland-Altman图 Figure 1 Bland-Altman diagram for comparison of consistency between DAP, exposure parameter method and TLD readout

(2) 曝光参数法ESD_信息化与ESD_测读的一致性：不同诊疗方式的曝光参数法ESD_信息化值与ESD_测读值的组内相关系数均>0.75，提示信度良好，见表 3。Bland-Altman法一致性限度为-0.41~0.51，限度范围内的最大差值为0.494 mGy，其对应诊疗部位的平均值为1.275 mGy。超出差值95%一致性区间的曝光参数法计算值占总样本的6.7%(7/104)，曝光参数法ESD_信息化值与ESD_测读值的一致性较好，见图 1。

表 3(Table 3)

表 3 曝光参数法ESD信息化与ESD测读的一致性对比分析 Table 3 Comparison of consistency between ESD′ s information values and TLD readout values through exposure parameter method 诊疗部位 组内相关系数法 Bland-Altman法 ICC P值 一致性 限度 胸部后前位 0.967 0.000 -0.003 0.007 胸部侧位 0.984 0.000 -0.050 0.040 腹部前后位 0.969 0.000 -0.500 0.910 骨盆及髂关节前后位 0.876 0.000 -0.410 0.900 椎体后前位 0.978 0.000 -0.420 0.150 四肢 0.98 0.000 -0.040 0.050 所有诊疗部位 0.982 0.000 -0.410 0.510

表 3 曝光参数法ESD信息化与ESD测读的一致性对比分析 Table 3 Comparison of consistency between ESD′ s information values and TLD readout values through exposure parameter method

3.ESD_测读值与DAP、BMI的相关性分析：ESD_测读值与DAP值和就诊对象BMI值的相关性比较，除诊疗部位为四肢时ESD_测读值与BMI值的相关性比较无统计学意义(P＞0.05)，其他指标间的相关性比较均有统计学意义，见表 4。

表 4(Table 4)

表 4 不同诊疗部位/体位的ESD测读值与DAP、BMI的相关性 Table 4 Correlation between ESD readout values at different sites and DAP and BMI 诊疗部位及方式 r值(DAP) r值(BMI) 胸部后前位 0.950 0.648 胸部侧位 0.967 0.878 腹部前后位 0.944 0.854 骨盆及髂关节前后位 0.952 0.679 椎体后前位 0.993 0.724 四肢 0.921 0.104 所有诊疗部位 0.977 0.384 注：DAP.剂量面积乘积；BMI.体质量指数

表 4 不同诊疗部位/体位的ESD测读值与DAP、BMI的相关性 Table 4 Correlation between ESD readout values at different sites and DAP and BMI

医疗照射是公众受到的人工电离辐射最大来源^[1]，但其特殊性在于医疗照射是为了患者的直接利益而有意施加的放射诊疗手段。与职业照射不同，只要做到照射的正当性和防护的最优化，医疗照射没有剂量限制。研究表明，2006年美国人均所接受的医疗电离辐射比1980年的水平上升6倍^[6]，放射诊疗频次快速增长，在提高疾病早期诊治率的同时，公众医疗照射剂量负担也成为一个潜在的公共卫生问题。DR摄影广泛运用于健康体检和临床诊疗，有较高的曝光宽容度，曝光条件、投照体位以及其他防护措施均对受检者辐射剂量存在很大影响。在不影响影像效果的情况下，制定高千伏，低输出量的曝光条件，可有效降低患者的受照剂量。本研究调查不同部位的入射体表剂量与高林峰等^[7] 2007年对上海市数字放射摄影受检者的入射体表剂量的调查结果近似。Compagnone等^[8]的研究中，胸部侧位：0.13 mGy，腹部前后位：1.64 mGy，骨盆及髂关节前后位：1.02 mGy，本研究对应部位的测读均值均高些。相对于西方，本研究DR受检者辐射剂量偏高，这可能与DR设备设计标准源于欧美，机器程序化的管电压、毫安秒等参数参照欧美人体型设置，对国人体型并不一定合适。

DR诊疗过程中辐射剂量ESD值的估算方法较多，主要有曝光指示值计算法^[9-10]、DAP计算法^[2]和曝光参数计算法^[5]。不同方法有着各自的优势，亦存在一定不足。如曝光指示值计算法不受诊疗模式的限制，可实现绝大多数CR和DR辐射剂量的计算，但部分设备总滤过较难获取，实现辐射剂量的信息化获取存在一定困难。DAP计算法和曝光参数计算法只适用于固定诊疗模式的DR设备，DAP计算法估算的数据相对稳定，但其核心DAP值主要依赖于DR自配的DAP记录仪实时记录曝光剂量，而DAP记录仪并非所有DR的标配，未配置DAP记录仪的DR曝光后DICOM文件无法获取DAP值。曝光参数法主要通过确定影响DR输出剂量的因素，再按因素分类制定不同因素的标准曲线。不依赖于DAP值和曝光指示值，且DICOM文件中均有相关参数的记录。但不同品牌的DR输出剂量影响因素不同，需定期更新不同品牌基于不同因素的标准曲线，小范围内实现DR输出剂量的信息化尚可，若实现较大区域的辐射剂量信息化则工作量巨大。本研究以DAP计算法和曝光参数计算法为基础，依托DICOM和居民健康档案，进行了信息化计算值和TLD实测值的比较。结果显示，在DICOM记录数据完整，且设备输出量影响因素确定、设备诊疗模式固化条件下，信息化计算值与实测值重复性较好。提示在DR设备诊疗模式趋于固化背景下，通过DICOM文件实现区域范围内的DR诊疗辐射剂量的信息化展示是可行的。不同方法信息化值计算值准确度的前提在于掌握影响设备曝光剂量的信息。首先，不同厂家和型号的DR设备固有滤过和附加滤过均可能存在差异，且DR平板探测器对于管电压、管电流和曝光时间的能量响应特性也可能存在差异^[8]，因此，做好监测区域内DR设备品牌型号的归类，并针对不同厂家不同型号的设备制定特异性的信息化剂量获取方式(曝光参数法需提前测定不同品牌型号DR设备的输出量标准曲线)，是准确掌握区域内DR诊疗辐射剂量的关键；其次，设备输出量稳定性是曝光参数法中计算值准确性的前提，定期审核医疗机构DR设备的放射诊疗设备性能检测报告确保设备剂量相关各项性能指标均合格也是信息化计算值准确性的关键。

此外，本次调查结果提示，ESD与DAP、BMI存在高度相关，在DICOM信息化资料不全的情况下，通过不同诊疗方式ESD与DAP或BMI的数学拟合，反推估算剂量亦是一条可尝试的途径。综上，若实现DR诊疗照射剂量的信息化获取，则可为不同品牌型号的DR机制定不同诊疗方式最优化的曝光参数提供技术可能。也为政府获取公众医疗照射情况，制定医学影像诊断参考水平提供数据支撑。