中华放射医学与防护杂志  2018, Vol. 38 Issue (9): 700-704   PDF    
引用本文
张璇, 郭文, 丁艳秋, 胡爱英, 王美娇. 2017年全国外照射个人剂量监测能力考核不确定度评定分析[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2018, 38(9): 700-704, DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2018.09.012.
2017年全国外照射个人剂量监测能力考核不确定度评定分析
张璇 , 郭文 , 丁艳秋 , 胡爱英 , 王美娇     
100088 北京, 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室
收稿日期: 2018-04-02
通信作者: 郭文, Email:guowen_cn@126.com
[摘要] 目的 规范全国放射卫生技术服务机构的外照射个人剂量监测不确定度评定工作，提高不确定度评定能力和水平，确保评定质量。方法 开展2017年全国外照射个人剂量能力考核工作，对其考核报告中不确定度评定存在的问题进行分析总结。结果 提交完整考核报告及检定/校准证书机构259家，A类不确定度评定正确率为20.8%，校准、能量响应、角度响应、非线性响应B类不确定度评定正确率分别为55.2%、50.6%、25.5%、51.4%。被测量估计值及其不确定度有效位数表述正确率为34.0%。结论 关于不确定度评定方面检测机构的能力还有待提高，建议加大对检测机构不确定度评定的系统化培训力度，规范考核报告表述，从而提高测量结果报告的水平。
[关键词] 个人剂量监测     比对     不确定度评定    
An analysis of uncertainty assessment of external individual dose monitoring in 2017 in China
Zhang Xuan, Guo Wen, Ding Yanqiu, Hu Aiying, Wang Meijiao     
Key Laboratory of Radiological Protection and Nuclear Emergency, China CDC, National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China
Corresponding author: Guo Wen, Email:guowen_cn@126.com
[Abstract] Objective To standardize the uncertainty assessment work of nationwide radiological technical service institutions in respect to individual dose monitoring, to enhance the relevant capability and to ensure the quality of assessment. Methods The 2017 nationwide individual dose monitoring assessment for external exposure was carried out, and the problems found in uncertainty assessment in the submitted reports were analyzed and summarized. Results A total of 259 personal dose monitoring technical service institutions submitted their completed assessment reports and verification/calibration certificates. The accuracy rate of Class A uncertainty evaluation was 20.8% and that of class B 55.2% for calibration, 50.6% for energy response, 25.5% for angle ring and 51.4% non-linearity response, respectively. The accuracy rate of effective digits of the estimated values and their uncertainty was 30.4%. Conclusions The ability of these individual dose monitoring institutions to assess uncertainties remains to be improved. It is recommended to enhance systematic training of the institutions with respect to uncertainty evaluation and to standardize the assessment reports, so as to improve the accuracy of the monitoring result and the quality of accuracy reporting.
[Key words] Individual dose monitoring     Intercomparison     Uncertainty evaluation    

能力考核是实施质量保证的重要方法之一，也是考核实验室人员技术水平、检验监测仪器性能的有效手段[1]。为做好全国放射卫生技术服务机构的外照射个人剂量监测工作，规范监测方法和程序，提高监测能力和水平，确保监测质量，中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所在2017年开展了全国放射卫生技术服务机构外照射个人剂量监测能力盲样考核工作。本研究对本次考核中各放射卫生技术服务机构提交考核报告中的不确定度评定存在的问题进行分析和讨论。

材料与方法

1.参加单位：参加本次考核的检测机构包含疾控中心、职防院(所)、科研院所、核工业、军队及民营技术机构等共291家。8家检测机构因故中止考核，24家检测机构未提供完整的考核报告及检定/校准证书，因此本研究仅对259家检测机构提交的资料进行分析，其中，省(直辖市)级疾控中心和职防院(所)31家，地市级疾控中心和职防院(所)98家，区县级疾控中心和职防院(所)19家，民营机构/检测公司83家，高校/研究院所16家，军队4家，医院4家，其他机构4家。

2.分析指标：根据考核方案的要求，不确定度评定应包含校准、能量响应、角度响应和非线性响应不确定度分量的分析，各合成方法和公式应正确并完整，测量结果表述即有效数字、(相对)扩展不确定度、包含因子及符号应规范。

3.评判依据：根据GBZ 207-2016《外照射个人剂量系统性能检验规范》[2]、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[3]、GB/T 4883-2008《数据的统计处理和解释正态样本离群值的判断和处理》[4]、JJF 1001-2011《通用计量术语与定义》[5]、GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》[6]和“2017年度全国个人剂量监测能力考核方案”进行不确定度评定评判。

4.统计学处理：采用SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析。利用列联表χ2检验的方法进行计算，双侧检验，P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

1.异常值的判定和剔除：常见的异常值判定方法有拉依达准则、Grubbs准则和Dixon准则[4]。本次考核中有93家检测机构对数据进行了异常值的判定和剔除，占此次考核的35.9%。其中采用Grubbs准则71家，拉依达准则9家，Q值检验法1家，其余均未说明判定依据以及判定方法不当(表 1)。

表 1 参加单位异常值判定和MDL计算问题分布情况 Table 1 Distribution of problems in involved institutions about abnormal value judgement and MDL calculation

2.最低可探测水平(MDL)：39家检测机构的考核报告中明确表述MDL的计算过程，仅对写明计算过程的机构进行分析，计算正确的17家，正确率为43.6%(表 1)。

3.不确定度评定：此次考核中，A类不确定度评定使用贝塞尔法258家，极差法1家。53家A类不确定度评定正确，正确率为20.8%。B类不确定度评定的分量有校准、能量响应、角度响应和非线性响应。未评定以及评定错误均判定为不确定度评定错误。对校准不确定度进行评定的有252家，143家计算正确，总体正确率为55.2%；对能量响应不确定度进行评定的有232家，计算正确131家，总体正确率为50.6%；对角度响应不确定度进行评定的171家，计算正确为66家，总体正确率为25.5%；对非线性响应进行不确定度评定的226家，计算正确为133家，总体正确率为51.4%。A类不确定度、校准不确定度、能量响应不确定度评定各个机构间分布差异有统计学意义(χ2=21.983、16.238、20.622，P < 0.05)，其余分量均无统计学意义(P > 0.05，表 2，3)。

表 2 参加单位A类不确定度评定分布情况 Table 2 Distribution of Class A uncertainty evaluations in involved institutions

表 3 参加单位B类不确定度评定分布情况 Table 3 Distribution of Class B uncertainty evaluations in involved institutions

4.结果表述：本次考核中被测量估计值及其不确定度有效位数正确的88家，正确率为34.0%。单位书写正确为240家，正确率92.7%。符号表述主要考察Hp(10)、k、uA、uB、uc、U和Urel。采用文字描述也视为书写符号规范，书写符号正确率分别为52.5%、46.3%、27.4%、27.8%、27.4%、35.1%和41.7%。除各个机构间Hp(10)符号书写正确率分布差异有统计学意义(χ2=19.152，P < 0.05)，其他均无统计学意义(P > 0.05，表 4)。

表 4 参加单位结果表述问题分布情况 Table 4 Distribution of problems about results′ expression in involved institutions

讨论

在进行数据分析前，检测机构应首先对数据的异常值进行判定和剔除，本次考核中异常值判定存在的主要问题是部分机构对方法的使用条件和具体操作细节存在模糊，如在每组探测器总数未达10个的情况下，使用了拉依达准则进行异常值的判定和剔除；其次，有9家机构将大于μ+2σ或小于μ-2σ的实验数据值视为异常值；有两家机构将每组的最大值和最小值剔除或“经目测，无异常数据”。拉依达准则的使用条件是测量次数应>10次，且作为3σ准则，其值未在μ±3σ范围内才可视为异常值。其次，异常值的判定和剔除方法应规范，不存在直接剔除最大值和最小值的方法。

刻度因子的选择和计算公式错误是MDL计算过程中存在的主要问题。选择各个能量刻度因子的平均值，该组照射能量的刻度因子或某个特定X射线能量的刻度因子计算；多家机构计算MDL的公式为3倍本底组算术平均值的实验标准偏差。MDL作为区别于本底值的最小量值[2]，计算过程中，已考虑能量响应所带来的不确定度，因此，所选择的刻度因子应为参考条件下辐射类型(137Cs)的刻度因子。根据GBZ 207-2016[2], MDL值应为3倍的天然环境本底测量结果的检验标准差，而非平均值的标准偏差。

A类不确定度常用的评定方法有贝塞尔法、极差法、最大残差法和较差法等[3]。此次考核中存在的问题主要为大部分检测机构虽已建立测量模型但未将本底组平均值的标准偏差包含其中。有2家检测机构对本底所带来的不确定度进行了计算，但却将其列入B类不确定度当中。因一致性、重复性和分散性3个概念还未完全明确，因此此次评定中未对一致性进行考虑。

此次考核中B类标准不确定评定存在的问题主要为：①部分机构采用4个分量的平均值作为合成B类不确定度。②一些机构未按照GBZ 207-2016标准在检测前对剂量计(或探测器)进行一致性选择，无一致性选择数据。③20家检测机构所提供的检定/校准证书未对能量响应进行明确表述，88家检测机构未在其考核报告中提供其角度响应不确定度的来源，因此难以判断其值是否正确。④角度响应、能量响应和非线性响应所带来的不确定度一般可视为矩形分布(均匀分布)，但一些单位判定为其他分布，且未说明原因。⑤15家机构使用检定证书中的计量基(标)准装置的不确定度进行校准不确定度评定。⑥一些机构在校准因子所引入的B类不确定度U/k基础上，除以$\sqrt 3 $，或未除以k值。⑦使用某计量部门出具的检定证书的机构，其计算校准所带来的不确定度时使用的是约定真值的相对扩展不确定度。⑧多家机构在能量响应不确定度依据JJG 593-2016标准，但计算数值不符。⑨有检测机构直接利用GBZ 207-2008[7]，GBZ 207-2016[2]示例所提供的值进行不确定度评估。⑩1家机构根据空气比释动能到深部个人剂量当量的转换系数计算角度响应所带来的不确定度。B11 5家检测机构存在着误将证书中提供的校准不确定度值抄错现象。合成不确定度通常根据不确定度传播律(LPU)进行计算, 在各分量独立的情况下，应使用平方和开根号公式进行不确定度合成。部分机构因条件所限未进行一致性选择，因而无相关数据。校准证书提供的校准因子已给出其扩展不确定度U和包含因子k值，即U/k已为标准不确定度的结果，不需要再进行分布假设。新的检定规程JJG 593-2016标准[8]中对能量响应的技术要求为-29%至67%，当能量响应修正值为1时，能量响应所带来的不确定度应为67%/k。某检定机构出于对评定值所带来的不确定度无法确定的原因，其报告中出具的是约定真值的相对扩展不确定度，而非校准不确定度，考虑到此次情况的特殊性，使用约定真值的相对扩展不确定度计算校准不确定度也视为正确。角度响应是剂量计的性能特性之一，空气比释动能到深部个人剂量当量的转换系数是物理量之间的转换，二者无直接关系，应根据性能试验确定角度响应范围。根据以上问题，建议如下：①培训机构在组织培训班时可着重强调易模糊或易混淆之处，而较为基础的内容可通过网络教学或参考书目推荐来系统且完整地进行介绍。②当新版检定标准出现时，培训机构或计量部门应在该方面内容着重进行讲解，以加强检测机构对新版检定标准的理解。③各检测机构应充分了解该地区拥有标准场的机构(如计量院，次级标准实验室等)，以便在测量前进行一致性选择。④建议加强各检测机构对检测报告细节方面的重视，以减少疏忽事情发生。⑤由于新版检定标准中未包括角度响应的评估，建议各检测机构在购买新的剂量计之后开展条件试验，以确定角度响应范围。

报告中的扩展不确定度其有效数字最多取2位，在首位大于3时也可取1位[2]。当计算结果的有效位数过多时，应按照GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》[6]的修约规则将其修约到上述规范。本次考核一些检测机构仅对相对扩展不确定度修约到规范的有效位数，忽视了扩展不确定度的剂量单位应与被测量估计值的一致，以及其有效位数。

书写规范不仅仅指单位还包括对符号的表述。此次考核中存在的问题为：①18家机构将个人剂量当量的单位希沃特(Sv)写成了戈瑞(Gy)或计数值。②有1家检测机构未在其不确定度评定过程中写明单位。③87家机构在未给出包含概率P和有效自由度νeff值情况下，使用U95进行扩展不确定度表达，且一些机构使用U0.95不规范形式表达[3]。④相对标准不确定度是不确定度与被测量估计值的比值，因此其下脚标明且标为“rel”或“r”字样视为正确。⑤符号书写的大小写、正斜体与上下标不规范。

除A类不确定度、校准不确定度、能量响应不确定度评定以及Hp(10)符号书写各类机构间正确率分布差异有统计学意义以外，其余分量均无统计学意义。表明各类机构关于不确定度评定能力大致相仿。本次考核除单位书写正确率较高以外，其余正确率均低于60%。提示检测机构关于不确定度评定能力方面还有待提高。建议除举办全国的外照射个人剂量培训班，各省市也应通过定期举办讲座、网络教学等学习形式，系统且较为完整的进行不确定度评定的介绍，加强各机构对不确定度评定的重视力度，规范考核报告表述，从而提高测量结果报告的规范性。

利益冲突 无
作者贡献声明 张璇负责数据整理和分析、论文撰写和修改；郭文、丁艳秋和胡爱英负责论文的审阅和修改；王美娇负责数据整理
参考文献
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