蔣 瑾

醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用中 X射線輻射危害的處理對(duì)策

蔣 瑾

醫(yī)學(xué)影像學(xué)中 X射線檢查如 X射線攝片、透視 (目前已處于淘汰之中)、數(shù)字減影血管造影 (digital subtraction angiongraphy,DSA)檢查或治療、X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描 (computer tomography,CT)在目前的醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用已非常普遍,使用范圍已越來(lái)越廣。X射線穿透人體后除對(duì)醫(yī)學(xué)影像學(xué)有意義的感光效應(yīng)與光學(xué)密度差等外,還有一個(gè)重要的 X射線所致生物效應(yīng)。人體接受過(guò)量的 X射線可以引起人體組織細(xì)胞發(fā)生一些不可逆的輻射損害如染色體變異或畸形變,受輻射的個(gè)體或后代均有染色體受到變異的可能。降低 X射線輻射劑量不僅是關(guān)系到患者的健康,更關(guān)系到 X射線檢查這一影像學(xué)的發(fā)展,同時(shí)也是研發(fā)、制造、使用和防護(hù)人員應(yīng)當(dāng)關(guān)心的大事。另外,也不能因?yàn)榻档?X射線輻射劑量而不做本應(yīng)需要 (醫(yī)療過(guò)程中非常重要的 CT或 X射線攝片檢查)的各種影像學(xué)檢查。正確認(rèn)識(shí)降低 X射線輻射劑量的意義明顯。只要重視降低 X射線輻射劑量這項(xiàng)工作,就能大大降低對(duì)受檢者的 X射線輻射危害并造福人類。

醫(yī)學(xué)影像學(xué);X射線;輻射危害

醫(yī)學(xué)影像學(xué)中 X射線檢查如 X射線攝片、透視(目前已處于淘汰之中)、數(shù)字減影血管造影 (digital subtraction angiongraphy,DSA)檢查或治療、X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描 (computer tomography,CT)在目前的醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用非常普遍,使用范圍越來(lái)越廣。正是應(yīng)用范圍和使用的廣泛,也帶來(lái)一些問(wèn)題及 X射線(人工電離輻射)輻射對(duì)受檢人體超標(biāo)的社會(huì)現(xiàn)實(shí)。有研究認(rèn)為用于醫(yī)學(xué)影像診斷和治療的 X射線所產(chǎn)生的世界人口年有效X射線輻射劑量占所有人工輻射源總年有效劑量的 95%以上[1]。正確認(rèn)識(shí)X射線輻射劑量在醫(yī)學(xué)影像學(xué)應(yīng)用中的危害對(duì)每個(gè)醫(yī)務(wù)人員已顯得非常重要和必要。

1 X射線對(duì)人體的危害

X射線穿透人體后除對(duì)醫(yī)學(xué)影像學(xué)有意義的感光效應(yīng)與光學(xué)密度差等外,還有一個(gè)重要的 X射線所致生物效應(yīng)。人體接受過(guò)量的 X射線可以引起人體組織細(xì)胞發(fā)生一些不可逆的輻射損害如染色體變異或畸形變,受輻射個(gè)體或后代均有染色體受到變異的可能。有研究顯示,用于 CT診斷 (如多期掃描、血管成像或多次 CT掃描檢查)所產(chǎn)生的有效輻射劑量,甚至可與第二次世界大戰(zhàn)中日本廣島原子彈爆炸時(shí),距離爆炸中心數(shù)英里(約 10公里)的幸存者所接受的輻射劑量相接近 (雖然受照射方式和射線種類不盡相同)[2]。一項(xiàng)長(zhǎng)期回顧性研究發(fā)現(xiàn),接受過(guò) X射線檢查的人,當(dāng)其壽命達(dá)到或超過(guò) 75歲時(shí),體內(nèi)腫瘤發(fā)生的概率將增加 0.6%左右,主要以膀胱、結(jié)腸腫瘤和白血病為主。兒童尤其是低年齡的小兒由于正處于生長(zhǎng)發(fā)育期,體內(nèi)細(xì)胞分裂更新速度和范圍明顯高于成年人。所以對(duì)X射線的敏感性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于成年人。兒童受 X射線輻射年齡越小,發(fā)生癌癥和腫瘤的危險(xiǎn)越大[3]。研究顯示,CT檢查時(shí)相同掃描X射線劑量輻射條件下引發(fā)兒童余生腫瘤致死率,1歲兒童是成人的 10～15倍;然而,如兒童余生繼續(xù)接受 X射線檢查,還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的X射線劑量累積[4]。隨著 CT應(yīng)用越來(lái)越廣泛,其引起的X射線電離輻射損傷現(xiàn)已成為一個(gè)醫(yī)學(xué)和社會(huì)問(wèn)題。流行病學(xué)調(diào)查顯示[5,6],CT檢查的 X射線輻射劑量可增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。如按現(xiàn)在 CT在美國(guó)應(yīng)用量計(jì)算,估計(jì)美國(guó)有 1.5%～2.0%的腫瘤患者是由 CT檢查所致[7]。有一個(gè)簡(jiǎn)單的比較,即一次常規(guī) CT掃描所用的 X射線劑量大約相當(dāng)于攝 300張普通胸部 X射線平片,相對(duì)危險(xiǎn)相當(dāng)于 1年內(nèi)每天抽吸 10支高焦油含量的香煙。另外,有研究發(fā)現(xiàn)在接受 X射線檢查的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物如每天增加 10 mSv的輻射劑量,其致死率將增加 0.04%。上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如換算成吸煙情況,即相當(dāng)于一個(gè)從不吸煙的人突然接受 6個(gè)月每天抽吸 20支高焦油含量的煙,或一個(gè)才學(xué)會(huì)駕駛的人行駛 10000公里所承受的風(fēng)險(xiǎn)[8]。

2 X射線檢查的應(yīng)用現(xiàn)狀與國(guó)際相關(guān)組織的措施

經(jīng)過(guò) 30年的快速發(fā)展,到目前為止,CT已突破了如滑環(huán)螺旋藻掃描、寬探測(cè)器 (高靈敏度探測(cè)器)、金屬零兆球管 (超大容量球管)與后處理計(jì)算機(jī)超高速運(yùn)算等多項(xiàng)技術(shù)瓶頸,現(xiàn)在的CT發(fā)展已進(jìn)入后 64層螺旋 CT時(shí)代。目前最先進(jìn)的如雙源 CT (德國(guó)西門(mén)子公司)、寬探測(cè)器 320層 (目前最先進(jìn)640層)螺旋 CT(日本東芝公司)、高靈敏探測(cè)器(寶石)CT等,使得CT掃描后處理的圖像清晰度大大提高,同時(shí)成像速度越來(lái)越快,適應(yīng)范圍越來(lái)越廣。CT應(yīng)用和普及率的大幅度提高也帶來(lái)一個(gè)后果,即過(guò)度應(yīng)用或?yàn)E用現(xiàn)象增加。就目前為止,我國(guó)有統(tǒng)計(jì)的 5萬(wàn)個(gè)各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)所擁有的 CT機(jī)數(shù)量 (CT裝機(jī)量)已達(dá)到 5000臺(tái)左右(居世界第三),其中 64層螺旋或以上的 CT約 400臺(tái)以上,每年約有 2.5億人次接受 CT檢查[9]。由于多層螺旋 CT機(jī)大量使用,假如掃描參數(shù)控制不當(dāng)或掃描層厚很薄,必然導(dǎo)致X射線輻射劑量過(guò)量的后果。另外一個(gè)嚴(yán)重的事實(shí)及調(diào)查顯示[10],在我國(guó),有 16.8%的 CT機(jī)操作人員或?qū)I(yè)技術(shù)人員表示不知道有 X射線輻射劑量限定值或標(biāo)準(zhǔn)的存在;70%的放射職業(yè)人員不能夠準(zhǔn)確回答什么叫“隨機(jī)效應(yīng)”或“確定效應(yīng)”。研究發(fā)現(xiàn),在目前的 CT檢查中如不改變掃描條件的情況下,兒童患者所接受的有效 X射線輻射劑量要比成年人高得多。以頭顱 CT掃描為例,兒童[15]所受 X射線輻射劑量是成人的 2.5倍[11,12]。調(diào)查顯示我國(guó)多數(shù)的兒童醫(yī)院 CT掃描參數(shù)或條件仍沿用成人標(biāo)準(zhǔn)。還有多數(shù)被調(diào)查醫(yī)院在做 CT檢查時(shí)目前仍選用或常規(guī)應(yīng)用多期掃描,而有研究顯示多期掃描意味著接受檢查的患者接受 X射線輻射劑量的多倍增加。問(wèn)題的關(guān)鍵是這樣做卻并不能使患者獲得成倍增加的診斷準(zhǔn)確率[13]。目前多數(shù)被調(diào)查醫(yī)院中 CT掃描眼眶、鼻竇、中耳等部位時(shí)根本無(wú)法避開(kāi)眼球晶狀體;胸部檢查中不能避開(kāi)乳腺;骶髂關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)或骨盆掃描中無(wú)法避開(kāi)生殖系統(tǒng),而眼球晶狀體、乳腺和生殖系統(tǒng)卻對(duì) X射線輻射最為敏感!

國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì) (International Commission on Radiological Protection,I CRP)在 1997年就指定了X射線檢查輻射防護(hù)三原則[4]:①X射線實(shí)踐的正當(dāng)性原則;②X射線輻射防護(hù)最優(yōu)化原則;③個(gè)人接受X射線劑量限制值原則。此外放射檢查中還應(yīng)遵循“合理使用低劑量”(as low as reasonably achievable,ALARA)原則,即使用最低 X射線劑量獲取滿足臨床診療所需的診斷性影像學(xué)檢查原則[10,14]。

3 降低 X射線輻射劑量的對(duì)策和方法

面對(duì)較為普遍的現(xiàn)實(shí),降低 X射線輻射劑量不僅是關(guān)系到患者的健康,更關(guān)系到 X射線檢查這一影像學(xué)(放射診斷學(xué))的發(fā)展,同時(shí)也是研發(fā)、制造、使用和放射防護(hù)人員應(yīng)當(dāng)關(guān)心的大事[15～17]。同時(shí),也不能因?yàn)榻档蚗射線輻射劑量而不做本應(yīng)需要做(醫(yī)療過(guò)程中非常需要的 CT或 X射線攝片檢查)的各種影像學(xué)檢查,正確認(rèn)識(shí)降低 X射線輻射劑量意義明顯。ICRP提出的“X射線實(shí)踐的正當(dāng)性原則”即強(qiáng)調(diào) X射線檢查的有必要或需要原則。X射線輻射劑量降低的定義:是指被檢者所接受的 X射線輻射劑量必須比常規(guī)劑量降低 20%以上才能確定為劑量降低。X射線照射人體后與人體組織發(fā)生光電效應(yīng) (Photoelectric effect)或康普頓散射效應(yīng) (Ccmpton effect)及影響 X射線衰減程度。物體對(duì) X射線的吸收劑量的大小是由 X射線的質(zhì)和量所決定的。X射線管的管電壓決定陰極燈絲發(fā)射電子的能量(X射線的質(zhì)或 X射線的穿透能力),X射線管電流決定陰極燈絲發(fā)射電子的數(shù)量 (X射線輻射劑量或X射線的量)。假如在管電壓不變的情況下,在一定范圍內(nèi) X射線輻射劑量 (管電流)就決定圖像的質(zhì)量,如果 X射線劑量超過(guò)一定范圍后 (或管電流大到規(guī)定值后),過(guò)高的劑量對(duì)提高圖像質(zhì)量并無(wú)明顯幫助。所以在目前,降低 X射線輻射劑量最佳方法是降低 X射線球管管電流。

目前普遍存在的一個(gè)問(wèn)題是,對(duì) X射線攝片或CT影像質(zhì)量 (特別是對(duì) CT影像)要求高于實(shí)際診斷的需要。CT掃描劑量的不足或降低可能使 CT圖像質(zhì)量受到一定影響 (即圖像的噪聲增加)。在不影響診斷的前提下,同時(shí)又能使受檢者少接受 X射線輻射劑量,正是我們現(xiàn)在需要倡導(dǎo)或努力的結(jié)果。用低劑量 CT掃描給受檢者帶來(lái)減少 X射線輻射劑量的好處明顯,也在另一個(gè)方面?zhèn)鬟f出一個(gè)信息:現(xiàn)在的影像診斷醫(yī)師要學(xué)會(huì)接受一些有“影響”的 CT圖像或接受圖像中一些不影響診斷質(zhì)量的圖像噪聲,不要過(guò)度追求 CT圖像的完美,因?yàn)檫@樣的“完美”是在受檢者多接受 X射線輻射劑量的前提下完成的。實(shí)施降低 X射線輻射劑量這項(xiàng)有意義的工作,首先需要在進(jìn)行 X射線攝片或 CT掃描前事先告知受檢者X射線輻射對(duì)人體的影響。在檢查中應(yīng)最大化的遵守醫(yī)療檢查照射正當(dāng)化防護(hù)最優(yōu)化原則,具體的做法如設(shè)定掃描參數(shù) (CT中適當(dāng)增加螺距[18]),控制照射劑量 (降低 X射線球管管電流[19,20]、管電壓),控制不必要的多期掃描,嚴(yán)格控制掃描照射范圍。特別是受檢者在接受多次 X射線攝片或 CT檢查時(shí),一定要高度遵循最優(yōu)化原則,注意 CT掃描層厚、層間距,因?yàn)?X射線輻射劑量與掃描層厚、層間距有關(guān)。選擇適當(dāng)?shù)膾呙枰曇耙部梢詼p少 X射線輻射劑量。只要重視降低 X射線輻射劑量這項(xiàng)工作,就將大大降低對(duì)受檢者的 X射線輻射危害,這也是造福人類的工作。

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Counter measures against X-ray radiation in the application ofmedical imaging

(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院放射科,四川成都 610072)

J IANG Jin

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2010-04-29)