临床核医学是利用放射性核素对受检者或患者进行诊断和治疗以及医学研究的学科。随着经济和技术发展,临床核医学诊疗资源和应用也在不断增加。2021年,国家原子能机构、科技部等八部委联合发布的《医用同位素中长期发展规划(2021—2035年)》[1],将促使我国临床核医学诊断与治疗呈现更为快速地增长趋势。日本、欧洲等多个国家和地区均曾对临床核医学开展过详细的调查和研究[2-4]。中华医学会核医学分会从2011年至2020年每两年开展一次核医学资源分布的全国性调查[5-6]。但未见针对河南省核医学情况的深入调查,特别是应用频度的调查及趋势分析。本研究通过对河南省临床核医学医疗机构、显像设备、工作人员、防护用品和监测设备以及核医学应用情况开展调查,对于了解河南省临床核医学发展概况、设备和应用分布,分析医疗照射分布特点,进而估算核医学对现阶段人群集体剂量负担和发展趋势均具有十分重要的意义。同时,利用调查数据评估核医学资源和应用分布的公平性,与河南省1998年结果进行对比分析,为河南省核医学诊疗资源配置提供参考。
资料与方法1. 研究对象:河南省2022年开展临床核医学诊疗的全部医疗机构(不包括部队医院)。
2. 研究方法:采用发函方式部署、调查人员现场调查的方式开展工作。调查内容主要包括各医疗机构临床核医学显像设备种类和数量,核医学工作人员数量、岗位和性别,开展核医学诊疗业务种类和工作量,核医学放射防护设备和质量控制设备配备情况等。
调查将核医学显像设备主要分为3类,医用回旋加速器、正电子发射计算机断层扫描(PET)设备、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)设备。其中,正电子发射计算机断层扫描设备包括PET、PET/CT、PET/MR,单光子发射计算机断层扫描设备包括SPECT、SPECT/CT、心脏SPECT等。调查将核医学应用分为核医学诊断和核医学治疗。针对应用广泛并存在内照射风险的131I治疗项目,调查其核素使用量、自动分装设备配备情况等。调查截止时间为2022年12月31日。
3.质量控制措施:首先对各市调查人员进行规范化培训,掌握调查内容;调查人员赴各市开展现场调查,指导医疗机构填报信息。采取两级审核的方式确保数据填报质量,首先由各市调查人员在全国放射卫生信息管理平台对各机构填报信息进行审核,然后由省级质量控制部门进行复审,若发现异常数据或逻辑错误等,则与被调查机构联系,核实填报内容。同时采用系统抽样的方式抽取部分医院进行现场核实。
4.公平性分析
(1) 洛伦兹曲线(Lorenz curve)和基尼系数:采用绘制Lorenz曲线和计算基尼系数的方式分析河南省临床核医学资源配置基于人口分布的公平性。
Lorenz曲线是经济学中用来反映卫生资源配置分配或财产分配公平程度的曲线,在卫生领域常用来评价卫生资源配置的公平性[7-8]。其绘制方法是将不同地区拥有卫生资源的百分比按升序排列,以人口累计百分比为横坐标,以卫生资源累计百分比为纵坐标绘制Lorenz曲线,同时绘制绝对公平线,即45°对角线,Lorenz曲线越接近绝对公平线则表示该类资源分布越公平,越远离绝对公平线,表示卫生资源按人口分布配置的公平性越差[9]。
基尼系数等于Lorenz曲线与绝对公平线围成的面积。基尼系数数值上介于0到1之间,越接近0则表示分布越公平,越接近1表示公平性越差。通常把0.4作为分配差距的“警戒线”,根据联合国推荐标准,基尼系数<0.2认为“绝对平均”,基尼系数介于0.2~0.3为“比较平均”,基尼系数介于0.3~0.4为“相对合理”,基尼系数介于0.4~0.5为“差距较大”,基尼系数>0.5为“差距悬殊”[9]。其计算公式[10]如下:
$G=\sum\limits_{i=1}^n P_i Y_i+2 \sum\limits_{i=1}^{n-1} P_i\left(1-V_i\right)-1 $ | (1) |
式中,G表示基尼系数;Pi为各设区地市人口占总人口百分比,%;Yi为各设区地市人口相应卫生资源(核医学显像设备、核医学工作人员、核医学诊疗应用频数等)占总资源的百分比,%;Vi为 Y 的累计值,%,即Vi = Y1+Y2 +……+Yi;n为分段数,河南省有17个设区市,n=17。
(2) 泰尔(Theil)指数:为比较地理位置、自然地形、经济特点等因素对核医学资源的影响,东西以京广线为界,南北以黄河为界,将河南省分为豫中(以黄河南岸为中心向东西延伸,工业经济中心,包括郑州、平顶山、许昌、漯河)、豫东(京广线以东,华北平原南部,能源和新兴工业基地)、豫南(河南省南部,我国南北方过渡地带,包括驻马店、南阳、信阳)、豫西(京广线以西,西接关中,东靠中原,北临黄河,山地居多,包括洛阳、三门峡)和豫北(黄河以北的地区,位于华北平原,西依太行山,北邻河北,包括濮阳、安阳、鹤壁、新乡、焦作)5个区域,并使用泰尔指数分析差异的来源。相比基尼系数,泰尔指数不但能反映总体的差异程度,还可以将差异分解,分析得出区域内差异和区域间差异在总体差异中的占比,从而进一步分析差异的来源。泰尔指数越小,说明区域医疗资源配置越公平,反之则不公平[8, 11]。泰尔指数可分解为组间泰尔指数和组内泰尔指数,泰尔指数计算公式[12]分别如下
$ T=\sum\limits_{i=1}^n P_i \log \frac{P_i}{Y_i} $ | (2) |
$ T_{\text {总 }}=T_{\text {组内 }}+T_{\text {组间 }} $ | (3) |
$ T_{\text {组内 }}=\sum\limits_{g=1}^k P_g T_g $ | (4) |
$ T_{\text {组间 }}=\sum\limits_{i=1}^k P_g \log \frac{P_g}{Y_g} $ | (5) |
式中,T为泰尔指数;i为代表各区域设区市;T总为总体差异;T组内为组内差异,在本文中指河南省不同区域内部卫生资源配置的差异;T组间为组间差异,在本文中指河南省不同区域之间卫生资源配置的差异;Pg为各区域人口占全省总人口百分比,%;Tg为各区域泰尔指数;Yg为各区域卫生资源占全省卫生资源百分比,%;g为区域;k为分区数,本研究将河南分为豫中、豫东、豫西、豫南、豫北5个区域,故k =5。
泰尔指数分解后,可根据各区域组内差异和组间差异计算差异贡献率。组内差异贡献率=T组内/T总;组间差异贡献率=T组间/T总。
5. 统计学处理:使用Excel 2020进行数据分析,绘制洛伦兹曲线,计算基尼系数和泰尔指数。
结果1. 核医学诊疗机构基本情况:所有医疗机构均及时上报调查所需资料,报告率100%。开展临床核医学医疗机构地区分布情况见表 1。结果显示,河南省开展临床核医学医疗机构共54家,其中豫中20家,豫东10家,豫南8家,豫西4家,豫北12家。郑州16家核医学诊疗机构,占豫中核医学诊疗机构80%,河南省的29.6%。河南省17个设区市,16个地市有核医学科,豫中漯河市尚未设置核医学科。河南省每百万人口拥有核医学机构数为0.55家。豫中郑州市(1.25家/百万人)为河南省平均水平的2.27倍,豫北次之,与河南省平均水平相当,豫南最低。54家核医学医疗机构中开展碘131I治疗的37家,其中开展甲状腺癌治疗的25家,全年使用碘131I 2.54×1013Bq。由表 1可见,豫中地区开展甲状腺癌治疗的机构最多,为8家,131I使用量亦最多,占河南省131I使用量的69.3%。其中郑州市开展甲状腺癌治疗的核医学机构7家,全年使用131I 1.71×1013Bq,占河南省甲状腺癌治疗机构数的28.0%,占河南省131I使用量的67.3%。豫北开展甲状腺癌治疗的机构数次之,为5家,其他3个地区均是4家。全年131I使用量第二位的是豫西,占河南省131I使用量的11.0%。其次是豫北,占8.7%。
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表 1 2022年河南省开展临床核医学医疗机构地区分布情况 Table 1 Distribution of clinical nuclear medicine institutions in Henan province in 2022 |
2. 核医学显像设备分布情况:河南省核医学显像设备在各地区医疗机构分布情况列于表 2。由表 2可知,河南省医疗机构拥有各类临床核医学显像及配套设备共计67台。回旋加速器3台,各类正电子发射断层成像设备(含PET/CT和PET/MR)21台,各类单光子发射断层成像设备(SPECT、SPECT/CT和心脏SPECT)43台。其中,豫中31台,豫东9台,豫南8台,豫西7台,豫北12台。回旋加速器3台,均位于豫中郑州市,PET设备主要集中在豫中9台(其中郑州市占8台),其次为豫南4台,豫东最少,只有2台。SPECT设备主要集中在豫中19台(其中郑州市占16台),其次为豫北9台,豫南和豫西最少,各有4台。百万人口设备数豫中最高,其次依次为豫西、豫北、豫东和豫南,分别为每百万人口1.26、0.77、0.57、0.42和0.35台。
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表 2 2022年河南省医疗机构临床核医学显像设备分布情况 Table 2 Distribution of nuclear medicine imaging equipment items in medical institutions in Henan province in 2022 |
3. 核医学科放射工作人员情况:河南省核医学人员在各地区医疗机构分布情况列于表 3。由表 3可知,河南省配备有核医学放射工作人员690人,其中,男性270人,女性420人,每百万人口拥有核医学放射工作人员6.99人。河南省核医学放射工作人员分布情况同核医学机构分布情况基本一致。豫中最高,豫西和豫北次之,豫东和豫南最低,分别为每百万人口14.67、6.69、5.86、3.31和3.30人。其中豫中郑州市每百万人口拥有核医学工作人员数(23.93人)是河南省平均水平的3.4倍。核医学人员中医师最多,占40.58%,技师和护士次之,分别占29.71%和26.23%,具体岗位分布见表 4。
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表 3 2022年河南省医疗机构临床核医学人员分布情况 Table 3 Distribution of nuclear medicine staff in medical institution in Henan province in 2022 |
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表 4 2022年河南省医疗机构临床核医学人员岗位分布情况 Table 4 Distribution of nuclear medicine staff posts in medical institution in Henan province in 2022 |
4. 放射防护资源配备情况:河南省开展临床核医学医疗机构的质量控制和防护检测设备以及防护设施配备情况列于表 5。由表 5可知,河南省开展临床核医学医疗机构配备表面污染检测仪99台,放射性活度计87台,各类放射防护用品、用具包括铅橡胶围裙、铅橡胶帽子、铅橡胶围脖、铅橡胶手套、铅防护眼镜等1 103件,131I自动分装设备29台,18F自动分装设备8台,开展131I治疗未配备自动分装设备的机构有8家,开展18F显像检查的20家机构中未配备自动分装设备的12家。
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表 5 2022年河南省医疗机构临床核医学防护资源和活度计分布情况 Table 5 Distribution of protection resources and activity measuring meters in medical institutions in Henan province in 2022 |
5. 临床核医学诊疗应用情况:河南省医疗机构开展临床核医学医疗机构的诊断和治疗情况列于表 6。由表 6可知,河南省医疗机构2022年共开展核医学显像诊断200 938人次,各类核医学治疗29 044人次。全省开展临床核医学诊断频率为2.04人次/千人口,临床核医学治疗0.29人/千人口。结合各区域核医学显像设备数量,计算出豫中、豫东、豫南、豫西和豫北单台显像设备年平均工作量分别为4 078、1 458、3 849、2 304和2 225人次/台。豫中单台显像设备平均工作量最大,豫东最低,仅为豫中的35.8%。
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表 6 2022年河南省医疗机构临床核医学诊疗应用分布情况 Table 6 Distribution of nuclear medicine practices in medical institutions in Henan province in 2022 |
6. 各项指标公平性分析
(1) 洛伦兹曲线:针对河南省1998年和2022年核医学显像设备、核医学工作人员、核医学诊疗频次按照人口分布分别绘制洛伦兹曲线(图 1)。由图 1可见,核医学显像设备曲线相对较接近绝对公平线,核医学应用曲线距离公平线相对较远。1998年河南省约82%的人口拥有50%的核医学诊疗资源,2022年河南省约90%的人口拥有50%的核医学诊疗资源,说明这些资源在人口上分配的不均衡。
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图 1 河南省临床核医学各项资源及应用分布Lorenz曲线 A.1998年;B.2022年 Figure 1 Lorenz curve of nuclear medicine resources and practices in Henan province A.in 1998; B.in 2022 |
(2) 基尼系数:经计算,1998年河南省临床核医学设备和工作人员以及核医学诊疗应用基于人口分布的基尼系数分别为0.489、0.505、0.526,核医学设备属于差距较大,核医学工作人员和诊疗应用属于差距悬殊状态。2022年河南省临床核医学显像设备和工作人员基于人口分布的基尼系数分别为0.244和0.246,处于比较平均的状态;基于人口分布的临床核医学诊疗应用基尼系数为0.363,处于相对平均的状态,均未到达警戒线水平。核医学应用分布的公平性差于资源分布公平性,与洛伦兹曲线判定结果一致。
(3) 泰尔指数:1998年和2022年河南省两种核医学资源和应用的泰尔指数结果分别见表 7,8。从表 7可以看出,1998年河南省临床核医学设备和人员分布的泰尔指数分别为0.091 8和0.172 1,诊疗应用分布的泰尔指数为0.139 7,说明核医学人员分布的公平性差于设备和应用分布的公平性。两项资源的差异贡献率均主要来自于区域内差异,应用的差异贡献率主要来自于区域间差异。5个代表区域内3项指标的泰尔指数呈现类似趋势,区域内资源和应用分布豫西最为均衡,豫东最不均衡。从表 8可以看出,2022年河南省临床核医学显像设备和人员分布的泰尔指数分别为0.086 8和0.145 3,诊疗应用分布的泰尔指数为0.159 9,说明核医学应用分布的公平性差于资源分布的公平性,结果和基尼系数显示出的趋势相同。两项资源和应用的差异贡献率主要均来自于区域内差异。5个代表区域内3项指标的泰尔指数呈现类似趋势,即核医学显像设备豫中泰尔指数最大,人员和应用泰尔指数豫东较大,3项指标豫西均最小,提示区域内资源和应用分布豫西最为均衡,豫中设备最不均衡,豫东的核医学人员和应用最不均衡。
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表 7 1998年河南省核医学资源及应用的泰尔指数 Table 7 Theil indices of nuclear medicine resources and practices in Henan province in 1998 |
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表 8 2022年河南省核医学资源及应用的泰尔指数 Table 8 Theil indices of nuclear medicine resources and practices in Henan province in 2022 |
讨论
近年来,河南省临床核医学无论设备还是应用均得到快速发展。和“九五”期间调查相比,河南省核医学诊疗单位数量由1998年的42家增加到54家,增加22.2%。每百万人口拥有核医学机构数从0.45家增加到0.55家。其中豫中和豫西地区每百万人口拥有核医学机构数有所降低,豫中从0.85家/百万人口降低至0.81家/百万人口,豫西从0.60家/百万人口降低至0.44家/百万人口,主要是郑州市和洛阳市降低明显,郑州市主要由于核医学机构增加的速度低于人口增长的速度,郑州市常驻人口从1998年623万人增加到2022年1 282万人,增加了一倍。洛阳市主要由于核医学机构的减少,从1998年5家降低至2022年2家。和“九五”期间调查相比,河南省核医学设备类型发生较大的变化,1998年无回旋加速器和PET设备,SPECT 12台。2022年回旋加速器3台,PET设备21台,SPECT 43台。全年使用131I从845 GBq增加至25 400 GBq,增加近30倍。核医学工作人员由229人增加到690人,增加201%。百万人口拥有核医学工作人员数从2.45人增加到6.99人,除漯河市和焦作市有所下降,其他地市均增加明显[13]。
河南省核医学诊疗频度分别由0.572人次/千人口和0.025人次/千人口增加至2.04人次/千人口和0.29人次/千人口[14],分别增加了257%和1 060%。2022年河南省开展临床核医学诊疗频度介于联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2008报告中的第I类医疗保健水平国家(19.47人次/ 千人口)和Ⅱ类医疗保健水平国家(1.14人次/千人口)之间,但低于世界平均水平(5.1人次/千人口)[15]。略低于根据中华医学会调查结果推算的2020年全国核医学平均诊疗人次(2.78人次/千人口)[7]。同时,低于上海市2008年[16]、广东2016年[17]、江苏2020年[18]的调查水平,略高于湖南2016年[19]和河北2018年[20]的调查水平。
1998年和2022年核医学资源均高度集中的郑州市,1998年郑州市核医学诊断频度为2.67人次/千人口,治疗频度为0.09人/千人口。2022年郑州市核医学诊断频度为8.70人次/千人口,治疗频度为0.69人/千人口,超过世界平均水平[15]。河南省百万人口核医学机构数、百万人口设备数和百万人口的工作人员数均低于江苏2020年的调查水平(百万人口机构数0.79家,设备数1.12台,人员数8.58人)[18],提示河南省与发达省份在核医学资源配置方面还存在较大的差距。
随着人口的迁移和经济发展,2022年统计分析结果显示核医学诊疗资源发展较1998年愈发平衡,但人均资源占有量也表现出和地区经济发展的相关性。百万人口机构数、百万人口设备数和诊疗频度均为豫中最高,其中郑州市的贡献不可忽视,占比超过全省总额的40%。这同国内类似调查结果相近,2016年广东省的核医学相关调查结果显示,位于广东省中心地位的广州市核医学诊疗资源约占全省核医学诊疗资源的1/3,呈现极不均衡的态势[15]。从河南省两种核医学资源和诊疗应用公平性分析结果可以看出,核医学应用分布洛伦兹曲线离公平线最远,其基尼系数达到0.363,高于核医学显像设备和人员的基尼系数,显示较强的集中趋势。提示诊疗资源的集中是核医学应用集中的因素之一,同时验证了以郑州为代表的区域中心具有一定的虹吸效应。
在使用洛伦兹曲线和基尼系数初步分析了河南省核医学资源和应用分布的公平性之后,使用泰尔指数进一步分析河南省各区域的分布情况和分布不公平的来源。结果显示,组内差异贡献率大于组间差异贡献率,提示区域内差异是全省差异的主要来源;核医学资源在豫西、豫北分布公平性明显优于豫东,核医学应用在豫中和豫西的分布公平性明显优于豫东。豫东核医学人员和应用区域内泰尔指数均最高,豫中核医学显像设备区域内泰尔指数均为最高,是省内核医学资源和应用分布差异的主要来源,提示豫东地区的核医学资源和应用分布相对更加不均衡,豫中在核医学显像设备配备上分布不均衡。
综上所述,河南省核医学资源和应用频度仍呈现不均衡状态,应继续以需求为导向,逐步改善区域核医学诊疗资源配置,充分考虑区域内的差异,优化各地市资源的配置。同时,强化豫东和豫南的核医学诊疗服务水平,提升核医学资源的综合利用效率。多方位促进全省核医学资源配置的公平性和有效性,满足人民群众对核医学诊疗资源的需求。
由于条件限制,本研究也存在一些局限性,主要包括:①部队医院设备和人员均未纳入调查范围。②仅调查了内照射风险较高的131I核素使用情况,其他核素使用情况未调查。③诊疗类型划分相对比较简单,仅分为诊断和治疗。
随着核医学技术和经济发展,核医学显像设备的配置数量和结构必将发生持续变化,今后可在本次调查结果基础上增加调查内容(如各类核素应用情况),细化诊疗应用的分类(如分别调查甲状腺癌治疗、骨转移癌治疗、敷贴治疗、粒子植入治疗等),以求更加准确地了解核医学医疗照射开展情况。
利益冲突 无
作者贡献声明 赵艳芳、轩月兰负责数据整理、数据计算、论文编写;贾陈志负责现场调查;张钦富负责质量控制、课题设计、论文撰写指导和修改
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