中华放射医学与防护杂志  2023, Vol. 43 Issue (2): 124-130   PDF    
引用本文
温学新, 姚杰, 高林峰, 姚玉华. 上海市4家儿童医院的儿童CT剂量分析[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2023, 43(2): 124-130, DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20220923-00386.
上海市4家儿童医院的儿童CT剂量分析
温学新1 , 姚杰2 , 高林峰2 , 姚玉华1     
1. 上海市虹口区疾病预防控制中心环境与职业卫生科, 上海 200082;
2. 上海市疾病预防控制中心放射卫生科, 上海 200336
收稿日期: 2022-09-23
基金项目: 上海市公共卫生体系建设三年行动计划优秀学科带头人计划（GWV-10.2-XD16）；上海市公共卫生重点学科建设计划项目（GWV-10.1-XK10）
通信作者: 姚杰, Email: yaojie@scdc.sh.cn
[摘要] 目的 通过对上海市儿童CT扫描受检者剂量参数的调查，探讨上海地区儿童CT扫描剂量分布情况，并为建立上海地区儿童受检者CT检查诊断参考水平提供依据。方法 2021年在上海地区全部4家儿童医院开展儿童头颅、胸部、腹部CT扫描受检者剂量普查，调查对象按年龄0~、1~、5~、10~15岁分为4个年龄组，每个年龄组调查30例，收集受检者基本信息、CT扫描参数、容积CT剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP）等剂量指标，分析同一部位不同年龄组之间和同一部位同一年龄组不同医院之间CTDIvol、DLP的差异。结果 头颅CT扫描时，0~、1~、5~、10~15岁组儿童CTDIvol和DLP的75%位数分别为25、25、28、43 mGy和402、477、504、752 mGy·cm；胸部CT扫描时，0~、1~、5~、10~15岁组儿童CTDIvol和DLP的75%位数分别为2.7、2.2、2.8、5.4 mGy和40、48、75、176 mGy·cm；腹部CT扫描时，0~、1~、5~、10~15岁组儿童CTDIvol和DLP的75%位数分别为4.9、4.4、8.2、12 mGy和106、131、273、471 mGy·cm。同一部位不同年龄组之间和同一部位同一年龄组不同医院之间CTDIvol和DLP差异均有统计学意义（头颅、胸部和腹部，CTDIvol：χ2=221.68、167.27、127.07，DLP：χ2=220.63、261.46、216.61；4个年龄组，CTDIvol：头颅χ2=30.46、38.39、25.21、73.04，胸部χ2=30.46、35.69、58.92、48.03，腹部χ2=66.58、41.62、48.93、67.38；DLP：头颅χ2=28.82、72.49、47.72、52.34，胸部χ2=28.82、35.95、50.66、41.64，腹部χ2=45.53、26.02、39.34、44.24，P < 0.05）。结论 上海市4家儿童医院头颅、胸部、腹部CTDIvol和DLP的P75低于或接近国家标准和欧洲部分国家诊断参考水平，部分扫描部位的DLP较高，儿童CT扫描程序还有进一步优化的必要。
[关键词] 儿童    CT扫描    辐射剂量    诊断参考水平    容积CT剂量指数    
Analysis of CT doses to paediatric patients in four children's hospitals in Shanghai
Wen Xuexin1 , Yao Jie2 , Gao Linfeng2 , Yao Yuhua1     
1. Environmental and Occupational Health Department, Hongkou District Center for Disease Control and Prevention, Shanghai 200082, China;
2. Radiological Health Department, Shanghai Municipal Center for Disease Control and Prevention, Shanghai 200336, China
Fund programs: Excellent Discipline Leader Plan of the Three Year Action Plan for the Construction of Shanghai Public Health System (GWV-10.2-XD16); Shanghai Public Health Key Discipline Construction Plan Project (GWV-10.1-XK10)
Corresponding author: Yao Jie, Email: yaojie@scdc.sh.cn
[Abstract] Objective To study the distribution of CT doses to paediatric patients in Shanghai by investigating the CT dose parameters availiable in Shanghai's children's hospticals, and to provide the basis for establishing the diagnostic reference level for the paediatic patients subjected to CT scanning in Shanghai. Methods In 2021, a general survey was carried out of the CT doses to the head, chest and abdomen of the scanned paediatric patients in four children's hospitals in the municipality. The scanned paediatic patients were divided into four age groups of 0-, 1-, 5- and 10-15 years old, each with 30 subjects. The basic information were collected on the subjects, CT scanning parameters, volume CT dose index (CTDIvol) and dose length product (DLP). SPSS 16.0 was used to carry out statistical analysis of the differences in CTDIvol and DLP between different age groups at the same site and between different hospitals for the same age group at the same site. Results The 75th percentile values of CTDIvol and DLP for 0-, 1-, 5- and 10-15 age groups were 25, 25, 28, 43 mGy and 402, 477, 504, 752 mGy·cm, respectively, for head scanning; 2.7, 2.2, 2.8, 5.4 mGy and 40, 48, 75 and 176 mGy·cm for chest; and 4.9, 4.4, 8.2, 12 mGy and 106, 131, 273, 471 mGy·cm for abdomen. There were significant differences in CTDIvol and DLP between different age groups at the same site and between different hospitals for the same age group at the same site (head, chest and abdomen CTDIvol: χ2=221.68, 167.27, 127.07, DLP: χ2=220.63, 261.46, 216.61; for four age groups, CTDIvol: head χ2=30.46, 38.39, 25.21, 73.04, chest χ2=30.46, 35.69, 58.92, and 48.03, abdomen χ2=66.58, 41.62, 48.93, and 67.38; DLP: head χ2=28.82, 72.49, 47.72, 52.34, chest χ2=28.82, 35.95, 50.66, 41.64, abdomen χ2=45.53, 26.02 39.34, 44.24, P < 0.05). Conclusions The 75th percentile values of CTDIvol and DLP for head, chest and abdomen in 4 children's hospitals in Shanghai are lower or close to the values given in the relevant national standards and the diagnostic reference levels in some European countries, with higher DLP values on some scanning sites. The CT scanning procedures for paediatric patients needs to be further optimized.
[Key words] Children    CT scan    Radiation dose    Diagnostic reference level    Volume computed tomography dose index    

随着医疗技术的发展和人类对医疗服务需求的增长，医疗照射已成为人工电离辐射的最大来源[1]。CT扫描技术虽然起步晚，但因其成像优势和技术的发展，CT应用快速增长，据上海“十一五”期间开展的医疗照射应用水平调查研究显示，上海市2009的CT应用频次为1996年的4.2倍，2016年又为2009年的2.2倍[2-3]。国际放射防护委员会(ICRP)第87号出版物[4]指出, 在X射线总频次中CT应用仅占11%，但导致的集体剂量却占67%，联合国原子辐射效应科学委员(UNSCEAR)2020/2021报告[5]中指出，全球CT检查占医疗照射总频度的比例为9.6%，但对集体有效剂量的贡献为61.6%。CT已迅速成为全世界一种最重要的X射线检查类型。GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》[6]于2002年首次引用基于西方国家标准成人CT扫描检查的受检者辐射剂量，作为我国的典型成人受检者CT检查的医疗照射指导水平，但不足之处是非实际调查以及中外成人体型差异会产生偏差[7]，高林峰等[8]早在“十一五”期间就对上海CT受检者剂量进行研究，2018年9月21日国家卫生健康委员会发布了《X射线计算机断层摄影成年人诊断参考水平》 (WS/T 637-2018)[9]，建立了基于国内大规模调查的我国CT检查成年人辐射剂量诊断参考水平(diagnostic reference level，DRL)，与国外DRL相比，整体处于合理或较低剂量水平[10]。近年来国内越来越多机构通过调查来研究CT扫描受检者辐射剂量水平和本地区DRL，但针对成人的调查居多[11-12]。本研究通过对上海市儿童CT扫描受检者剂量参数的调查，探讨上海地区儿童CT扫描剂量分布情况，并为建立上海地区CT扫描诊断参考水平提供依据。

资料与方法

1. 调查对象：2021年对上海市全部4家儿童医院CT设备分别开展儿童CT扫描受检者进行剂量调查，参照国家2021年放射性危害因素监测工作方案，采用方便抽样法，按扫描部位每个年龄组调查30例。

2. 分组设置：按年龄0~、1~、5~、10~15岁分为4个年龄组，扫描部位为头颅、胸部、腹部。

3. 调查方法和内容：收集医院级别、设备信息(设备型号、出厂编号、生产厂家)、受检者基本信息(年龄、性别、检查号和检查日期)，并从CT设备的影像系统中采集CT扫描参数(管电压、管电流时间积、扫描长度、层厚、螺距、准直宽度)，剂量学指标包括容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)等参数。

4. 质量控制措施：①市级层面发文，以提高被调查医院的配合度，保障项目的顺利进行。②对项目组成员进行培训，统一调查方案和调查方法。③市、区两级疾病预防控制中心均由专人负责，及时解决调查过程中发现的问题。④医院由专人负责现场调查表的填写，对受检者CT检查的剂量报告进行拍照保存。⑤对录入表格的数据进行核对整理，对异常数据进行核实。

5. 统计学处理：使用SPSS 16.0软件进行分析。CTDIvol、DLP分别取25%位数(P25)、中位数(P50)和75%位数(P75)。采用独立样本非参数Kruskal-Wallis检验比较同一部位不同年龄组之间和同一部位同一年龄组不同医院之间的CTDIvol、DLP差异。P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

1. 调查基本情况：本次调查涉及上海市全部的4家儿童医院的CT设备5台，生产厂家和型号分别为美国GE(LightSpeed VCT 64排2台、Discovery CT750HD 1台、Revolution CT 1台)、德国西门子(SOMATOM FORCE 1台)，扫描模式均为儿童模式，共调查儿童CT扫描受检者1 473例，其中头颅、胸部、腹部数量分别为493例(0~、1~、5~、10~15岁分别为132、121、118和122例)、482例(0~、1~、5~、10~15岁分别为121、119、121和121例)、498例(0~、1~、5~、10~15岁分别为126、124、125和123例)。

2. CT扫描参数：表 1为本次调查的CT主要扫描参数，各部位扫描管电压范围为70~150 kV，管电流时间积为13~469 mAs，同一部位管电压、管电流时间积和扫描长度等扫描参数的中位数都随着年龄的递增而呈上升的趋势，同一年龄组管电流时间积和扫描长度离散度较大。

表 1 儿童受检者CT检查主要扫描参数 Table 1 Main CT scanning parameters for paediatric patients

3. CT扫描辐射剂量分布：表 2、3分别为不同年龄组儿童头颅、胸部、腹部CT扫描受检者辐射剂量CTDIvol和DLP百分位数分布，不同部位的CTDIvol和DLP差异较大，头颅最高，其次是腹部，胸部辐射剂量最小，除0~岁组胸部和腹部外，P25、P50、P75均随着年龄组增大而增大。Kruskal-Wallis检验结果显示，同一部位不同年龄组之间CTDIvol和DLP差异均有统计学意义(头颅、胸部和腹部CTDIvol：χ2=221.68、167.27、127.07，P＜0.001，表 2；DLP：χ2=220.63、261.46、216.61，P＜0.001，表 3)。

表 2 不同年龄组和扫描部位CTDIvol分布(mGy) Table 2 Distribution of CTDIvol in different age groups and at different scanning parts (mGy)

表 3 不同年龄组和扫描部位DLP分布(mGy·cm) Table 3 DLP distribution in different age groups and at different scanning sites (mGy·cm)

进一步分析发现，不同的医院之间同部位同年龄组CTDIvol和DLP差异均有统计学意义(0~、1~、5~、10~15岁年龄组CTDIvol，头颅χ2=30.46、38.39、25.21、73.04，胸部χ2=30.46、35.69、58.92、48.03，腹部χ2=66.58、41.62、48.93、67.38，P＜0.001；DLP头颅χ2=28.82、72.49、47.72、52.34，胸部χ2=28.82、35.95、50.66、41.64，腹部χ2=45.53、26.02、39.34、44.24，P＜0.001，表 4)。

表 4 不同医院CTDIvol和DLP中位数分布 Table 4 Median values of distribution of CTDIvol and DLP quantities in different hospitals

4. 本次调查与国内外诊断参考水平的比较：本次调查CTDIvol和DLP的P75与GBZ 130-2020[13]典型儿童受检者常见CT检查部位诊断参考水平相比，结果相近或低于上述水平，但腹部3个年龄组和胸部0~岁年龄组DLP均高于标准引用值。与我国其他省市[14-17]儿童CT扫描剂量水平调查结果相比(表 5)，本次调查结果CTDIvol和DLP均处于较低水平。与欧盟委员会(EC)2018年发布了《欧洲儿童成像诊断参考水平指南》(辐射防护第185号)(RP 185)中比利时、德国、法国等[18-19]国家儿童CT诊断参考水平大致相近(表 6)。

表 5 与国内部分同类型医疗照射调查的结果比较(P75) Table 5 Comparison with the results obtained from the similar types of domestic medical exposure surveys (P75)

表 6 与国外部分同类型医疗照射的结果比较(P75) Table 6 Comparison of results obtained from the similar types of foreign medical exposures surveys (P75)

讨论

1991年ICRP提出诊断参考水平概念，并将其分为国家DRL、地区DRL和本地DRL。基于儿童对于辐射致癌的风险比成人更为敏感，是成人的2 ~ 3倍，因此儿童CT辐射剂量问题越来越受到重视[20-21]。RP185[19]分析了欧洲儿童CT成像DRL的现状，推荐建立儿童CT成像DRL的基本途径和方法，包括确定建立DRL的成像程序、剂量学参数、儿童患者的分组、DRL值的选择等[18]。美国、英国和欧盟等地区和国家针对DRL已有配套立法[7]。我国经历了从引用国外数据到经过实际调查建立国家成人DRL[9]的过程，近年来各省市也在持续研究本地区DRL，但大多数是针对成人而缺乏儿童数据，配套立法也落后于欧美国家，这方面亟待加强。

DRL与CT设备、成像技术、放射工作人员的防护意识等众多因素有关，一个国家或地区的DRL不是一成不变的，应随着设备和技术的更新换代和技术人员素养的提高及时更新和完善，RP 185建议国家DRL审查和更新周期不能超过5年[18]。GBZ 130-2020典型儿童受检者常见CT检查部位诊断参考水平引用英国、德国和法国的数据，但都是十年前的数据，亟待更新和建立基于本国调查的DRL，达到DRL促进医疗照射最优化的目的。

本次调查涉及上海地区的全部4家儿童医院，结果显示，儿童头颅、胸部和腹部CT扫描CTDIvol、DLP低于或接近GBZ 130-2020典型儿童受检者常见CT检查部位诊断参考水平，但腹部3个年龄组和胸部“0~”岁年龄组DLP均高于标准引用值，说明上海地区儿童CT扫描程序还有进一步优化的必要。“0~”岁年龄组胸部和腹部CTDIvol的P75高于“1~”岁年龄组，可能是由于这两组儿童的体型相近、扫描长度没有精准定位有关，收集的扫描参数也显示这两组儿童的扫描长度相接近。与RP 185[19]中比利时、德国、法国等国家儿童CT诊断参考水平大致相近，互有高低，也均低于国内其他省市调查水平。

本次调查只纳入上海地区儿童医院头颅、胸部和腹部等CT扫描常见部位，下一步应继续增加调查的CT设备数量和其他综合性医院儿童CT扫描剂量的调查，进一步补充和完善上海地区儿童CT扫描诊断参考水平的制定工作。

利益冲突  无

作者贡献声明  温学新负责数据采集、数据分析和论文撰写；姚杰负责实验设计和实施、数据采集；高林峰负责实验设计和实施、指导论文修改；姚玉华协助数据统计分析

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