医学放射影像诊断设备的出现，为疾病及时地诊断和治疗提供了更有效的条件。然而，对受检者的辐射问题也随之产生，医疗照射是人工电离辐射的最大来源，对公众集体剂量贡献率最高^[1]。数字X射线摄影(DR)作为最常见的医学影像诊断设备，目前已经广泛被应用于临床诊断。DR本身具有在保证图像质量基础上降低受检者辐射剂量的特点^[2]，但其能在较宽的范围内曝光，曝光过度或不足不易被发现^[3]。近年来，CT检查在放射诊断的应用越来越普遍，CT设备的数量和接受检查的人数不断地在增加。截至2017年年底，我国CT设备保有量达到19 027台，相比2009年7 893台，增长了141%^[4]。而且，CT单次检查所致受检者接受辐射剂量远高于常规X射线检查。虽然CT检查仅占全部X射线检查数量中的少部分，但其所致剂量是集体剂量的重要组成部分^[5]。因此，本研究旨在通过调查苏州市目前DR和CT医疗照射频度和剂量现状，估算公众所受医疗照射剂量负担，为医疗照射参考剂量指导水平的建立提供数据支持。

1.调查对象：本研究采用分层随机抽样方法，共抽取苏州市2017年27家医疗机构，其中三级医院3家，二级医院5家，一级及以下机构19家，其中DR设备共48台，CT设备共14台。通过医院的医学影像存档与通信系统(PACS)和放射科信息系统(RIS)进行DR和CT医疗照射频次的调查统计。

2.仪器与设备：Barracuda型医用诊断X射线机质量控制检测系统和与其相配套的DCT 10 Lemo型笔形电离室(瑞典RTI公司)；CT头部剂量模体(直径160 mm，长15 cm)和体部剂量模体(直径320 mm，长15 cm)(美国Victoreen公司)；Doseguard 100型剂量面积乘积(DAP)测量仪(瑞典RTI公司)。所有检测仪器均经上海计量测试技术研究院检定，均在检定有效期范围内。

3.DR有效剂量估算：将剂量面积乘积仪平板电离室固定于DR X射线管遮线器射线出口处，连接显示器，即可进行测量。每台设备至少完成一次以下投照部位，包括腹部前后位(AP)、骨盆(AP)、头颅侧位(LAT)、后前位(PA)、胸部LAT和PA、胸椎LAT和PA、腰椎LAT和PA。每次测量结束后记录DAP和kV、mAs等曝光参数，通过下式估算有效剂量(E)：

式中，DAP为剂量面积乘积，mGy·cm²；η为DAP转换为E的转换系数，mSv/mGy·cm²，与投照方式、投照部位、kV和总过滤有关^[6]。

4.CT有效剂量估算：参照标准GB 17589-2011^[7]，将头模或体模中心放置在CT机架中心轴上，分别在中心和上、下、左、右10 mm处的圆孔内插入CT笔形电离室，相应地采用头部或体部临床常用诊断条件进行测量，并记录扫描的kV、mAs等扫描条件，测量对应的CT剂量指数100(CTDI₁₀₀)，计算加权CT剂量指数(CTDI_w)和归一化CT剂量指数(_nCTDI_w)，根据每台CT扫描条件，再计算出剂量长度乘积(DLP)和有效剂量(E)。

加权CT剂量指数(CTDI_w)的计算公式为：

式中，CTDI_w为加权CT剂量指数, mGy；CTDI_100，c为模体中心位置的CTDI₁₀₀，mGy；CTDI_100，p为模体上、下、左、右外围4点CTDI₁₀₀的平均值，mGy。

归一化CT剂量指数(_nCTDI_w)的计算公式为：

式中，_nCTDI_w为归一化CT剂量指数，mGy/mAs；CTDI_w为加权CT剂量指数，mGy；C为电流时间积，mAs。

剂量长度乘积(DLP)的计算公式为：

式中，DLP为剂量长度乘积，mGy·cm；C为电流时间积；mAs；_nCTDI_w为归一化CT剂量指数，mGy/mAs；N为扫描层数；T为层厚，cm；i为序列数。

有效剂量(E)的计算公式为：

式中，E为有效剂量，mSv；DLP为剂量长度乘积，mGy·cm；k为DLP转换为E的系数，mSv/mGy·cm；头部、胸部、腹部的取值分别为0.002 1、0.014、0.015^[8]。

5.DR和CT集体和人均年有效剂量估算：DR和CT相应部位的扫描估算有效剂量与对应的扫描人次数的乘积后再求和，即可得到DR和CT所致集体有效剂量的估算值。

式中，D为DR和CT所致集体剂量，人·mSv；E为受检者有效剂量，mSv；f为DR或CT相应部位检查的频次，T为DR或CT不同检查部位。其中f_T的估算方法为：

式中，f_T为DR或CT相应部位检查的频次；F_S为样本设备相应部位曝光数，同一部位相同或不同体位多次曝光，均计入曝光次数；O_t为苏州市2017年医院门诊量；O_S为样本医院门诊量。

DR和CT人均年有效剂量按照下式计算：

式中，D为人均年有效剂量，mSv；D为DR和CT所致集体剂量，人· mSv；P为常住人口和流动人口总数，人。

6.质量控制措施：选择有一定工作经验的人员作为调查员，对调查人员进行统一培训。通过PACS和RIS系统获取频次以外，抽取部分设备的数据进行复核，发现问题及时进行纠错，确保数据的真实性和准确性。所有使用的检测仪器均经上海计量测试技术研究院检定，研究人员均为专业的技术人员，持证上岗，保证检测数据的客观性。调查数据录入前对录入人员进行培训，采用双录入法录入数据。

7.统计学处理：使用Excel数据库和SPSS 20.0软件进行分析。DR和CT照射频度和照射剂量，数据经正态性检验符合正态分布，用x±s表示。不同部位参数比较经方差齐性检验采用方差分析。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.不同部位DR照射条件和有效剂量比较：如表 1所示，照射部位之间所采用的kV和mAs差异均有统计学意义(F=6.45、15.51，P < 0.05)，其中胸部(LAT)照射采用的kV最大，腰椎(LAT)照射采用的mAs最大，头颅(PA)采用的kV和mAs均最小，即便是同部位照射，所使用的kV和mAs差异也较大。而对于DAP来说，不同部位之间得到的DAP差异也有统计学意义(F=21.65，P < 0.05)，以腰椎(LAT)最大，为2.23 mGy·cm²，头颅(PA)最小，为0.28 mGy·cm²。对于有效剂量E，各照射部位差异有统计学意义(F=38.32，P < 0.05)，以腹部(AP)最大，为0.565 mSv，头颅(PA)最小，为0.012。

表 1(Table 1)

表 1 苏州市DR检查不同部位照射有效剂量估算(x±s) Table 1 Estimated effective doses to different parts from DR examinations in Suzhou city(x±s) 投照部位 例数 kVa mAs DAP(mGy·cm2) E (mSv) 腹部 AP 80 88.7±3.9 49.7±33.5 1.95±1.08 0.565±0.213 骨盆 AP 94 85.9±4.3 48.7±34.1 2.11±1.56 0.280±0.207 头颅 LAT 85 81.1±7.2 12.9±3.9 0.42±0.36 0.016±0.014 PA 85 78.9±6.4 12.4±2.8 0.28±0.12 0.012±0.005 胸部 LAT 82 90.4±45.8 31.4±27.2 0.79±0.18 0.111±0.025 PA 90 89.2±12.1 17.9±14.3 0.46±0.23 0.060±0.030 胸椎 LAT 80 85.1±6.1 42.8±6.9 0.73±0.13 0.100±0.018 PA 80 85.2±5.2 37.9±20.1 0.74±0.34 0.102±0.047 腰椎 LAT 97 84.8±6.3 87.6±64.3 2.23±1.72 0.307±0.237 PA 95 84.5±4.6 47.8±27.9 1.14±1.01 0.152±0.135 F值 6.45 15.51 21.65 38.32 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 注：DR.数字X射线摄影；DAP.剂量面积乘积；E.有效剂量；AP.前后位；LAT.侧位；PA.后前位。其中，E=DAP·η，η表示转换系数，根据投照部位、照射方式、kV和总过滤不同参照文献选取[6]

表 1 苏州市DR检查不同部位照射有效剂量估算(x±s) Table 1 Estimated effective doses to different parts from DR examinations in Suzhou city(x±s)

2.不同部位CT扫描条件和有效剂量比较：如表 2所示，不同部位之间扫描采用的扫描层厚差异没有统计学意义(P＞0.05)，而对于扫描长度、CTDI_w、DLP和E来说，头部、胸部、腹部三者之间差异均有统计学意义(F=25.68、33.72、6.02、34.18，P < 0.05)，胸部和腹部两者之间差异均没有统计学意义(P＞0.05)。因此，对于扫描长度和E头部扫描最小，分别为13.26 cm和1.33 mSv，胸部扫描分别为25.90 cm和5.75 mSv，腹部扫描分别为23.70 cm和7.31 mSv；对于CTDI_w和DLP，以头部扫描最大，分别为41.21 mGy和634.0 mGy ·cm，胸部扫描分别为21.08 mGy和410.1 mGy·cm，腹部扫描分别为23.13 mGy和487.1 mGy·cm。

表 2(Table 2)

表 2 苏州市CT检查不同部位扫描有效剂量估算(x±s) Table 2 Estimated effective doses to different parts from CT examination in Suzhou city(x±s) 项目 CT机(台) 扫描层厚(mm) 扫描长度(cm) CTDIw(mGy) DLP(mGy·cm) E(mSv) 头部扫描 14 6.86±2.83 13.26±3.09 41.21±10.60 634.0±232.2 1.33±0.53 胸部扫描 12 5.67±2.54 25.90±6.60 21.08±5.03 410.1±178.5 5.75±2.78 腹部扫描 12 5.38±2.23 23.70±6.30 23.13±4.47 487.1±216.4 7.31±3.25 F值 0.67 25.68 33.72 6.02 34.18 P值 ＞0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 注：CTDIw.为加权CT剂量指数；DLP.剂量长度乘积；E.有效剂量。其中，E=DLP·k，k为转换系数，头部、胸部、腹部的取值分别为0.002 1、0.014、0.015[8]

表 2 苏州市CT检查不同部位扫描有效剂量估算(x±s) Table 2 Estimated effective doses to different parts from CT examination in Suzhou city(x±s)

3.DR和CT医疗照射所致公众剂量负担估算：2017年样本门诊量为765.4万人次，全市门诊量为9 595.6万人次，苏州市总人口数为1 068.4万，根据27家医院DR和CT机相应部位照射频度水平可以估算出集体有效剂量和人均年有效剂量，具体结果见表 3。从表 3可以看出，2018年苏州市集体有效剂量为9 593.07人·Sv，人均年有效剂量为0.898 mSv，CT照射是医疗照射的主要贡献者，远大于DR的贡献量。胸部CT对人均年有效剂量的贡献最大，占52.8%，头颅DR照射贡献最小，近乎忽略不计。

表 3(Table 3)

表 3 苏州市DR和CT医疗照射所致公众剂量负担估算 Table 3 Estimated public dose burden from DR and CT medical examinations in Suzhou city 照射类型 部位 方向 有效剂量 (mSv) 样本照射频度 (人次) 总照射频度 (人次) 集体有效剂量 (人·Sv) 人均年有效剂量 (mSv) DR 腹部 AP 0.57 9 797 124 100 70.12 0.007 骨盆 AP 0.28 12 856 162 848 45.60 0.004 头颅 LAT 0.02 102 1 292 0.02 0.000 PA 0.01 211 2 673 0.03 0.000 胸部 LAT 0.11 144 238 1 827 077 202.81 0.019 PA 0.06 245 167 3 105 555 186.33 0.017 胸椎 LAT 0.10 5 483 69 454 6.95 0.001 PA 0.10 11 678 147 926 15.09 0.001 腰椎 LAT 0.31 6 348 80 411 24.69 0.002 PA 0.15 10 814 136 982 20.82 0.002 CT 头部 1.33 97 607 1 236 398 1 644.41 0.154 胸部 5.75 69 512 880 516 5 062.96 0.474 腹部 7.31 24 982 316 450 2 313.25 0.217 合计 638 795 8 091 681 9 593.07 0.898 注：DR.数字X射线摄影；AP.前后位；LAT.侧位；PA.后前位

表 3 苏州市DR和CT医疗照射所致公众剂量负担估算 Table 3 Estimated public dose burden from DR and CT medical examinations in Suzhou city

由于X射线技术和国民经济的发展，近年来，苏州市医用X射线机数量不断增加。DR作为医疗照射重要的组成部分，已经普遍被各级医院应用，而CT机作为临床诊断技术重要的诊断设备，其扫描野中心体表剂量远远高于常规放射学检查，同时检查频次也比较高，因此，CT扫描是目前医疗照射中电离辐射剂量的最主要贡献者^[9]。通过研究DR和CT所致公众剂量，可以为制定剂量指导水平提供科学的数据，并能用来评价医疗照射给公众带来的辐射危险度^[10]。

不同部位检查使用的kV没有差异，但mAs有较大的波动，这和设备性能、操作者业务能力以及受检者自身等都有关系。虽然在单次DR照射中，DAP以腰椎部位数值最大，但对于有效剂量(E)来说，腹部数值最大。这是因为对于E来说，不但与DAP有关，还与转换系数η有关，而η是投照方式、投照部位、kV和总过滤的综合因素^[11]，腹部照射的转换系数远大于腰椎部位导致腹部照射所致有效剂量最大。无论DAP还是E，头颅照射都是最小，说明对于DR来说，头颅照射对受检者来说所致照射剂量最小。

CT剂量表征的结果显示，单次CT检查头部的CTDI_w和DLP均值均大于胸部和腹部，而腹部单次CT检查有效剂量最大，胸部次之，头部最小，研究结果与2007年的上海^[12]、2016年的福建^[5]和深圳^[4]基本一致。这说明头部CT扫描范围内的平均组织器官权重因子低于腹部CT扫描范围内的，即腹部范围的组织器官的辐射敏感性高于头胸部。

此次研究结果所估算的有效剂量可能存在高估的可能，因为此次估算医疗照射频度是参考全市所有医疗机构的门诊量，而不是所有CT和DR检查医疗机构门诊量。同时，本次调查中三级医院选取的比例大于二级医院和一级医院，由于三级医院CT和DR的数量大于二级和一级医院，同时诊疗人次也远大于其他两级医院，因此可能导致此次医疗照射频度的高估，同时增加了有效剂量估算高估的可能性。此次研究发现，CT检查所致公众有效剂量远大于DR所致公众有效剂量，这说明CT的有效剂量贡献率占主要位置，已经成为医疗照射所致公众剂量负担的主要来源，这与之前的报道一致^[9]。

本次研究估算出2017年苏州市公众年有效剂量为9 593.07人·Sv，居民年平均有效剂量为0.898 mSv，均高于2016年深圳(0.530 mSv)^[4]和福建(0.20 mSv)^[5]以及2007年上海(0.353 mSv)^[12]的估算结果。加拿大2006年CT导致的公众平均有效剂量为0.74 mSv^[13]；法国在2002年的研究发现，摄片和CT扫描导致的公众平均有效剂量小于0.68 mSv^[14]，均低于苏州市相应水平。而美国2006年对医疗照射的研究报道中提到，DR和CT公众平均有效剂量分别为0.3和1.5 mSv^[15]，均高于苏州市相应暴露水平。由此可见，苏州市DR和CT医疗照射所致公众剂量负担处于高水平，需要引起相关卫生行政部门的重视。

利益冲突  无

作者贡献声明  许哲、宋彬负责论文撰写和修改；张殷、孙国庆、魏召阳负责数据整理和分析；姚建华、杨跃新指导论文的修改