張欣 孫志娟 趙永成

300192，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所，天津市放射醫(yī)學(xué)與分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

醫(yī)用X射線工作者回顧性劑量估算進(jìn)展

張欣 孫志娟 趙永成

300192，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所，天津市放射醫(yī)學(xué)與分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

隨著X射線的廣泛應(yīng)用，其對(duì)醫(yī)用工作者的輻射致癌效應(yīng)越來越受到人們關(guān)注。準(zhǔn)確的輻射致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)建立在完整的個(gè)人劑量信息的基礎(chǔ)之上。然而在X射線應(yīng)用的早期并沒有醫(yī)用X射線工作者的個(gè)人劑量信息，因此需要通過進(jìn)行劑量重建來估算早期的個(gè)人劑量信息。筆者對(duì)國內(nèi)外早期醫(yī)用診斷X射線工作者的劑量估算的現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

X線；輻射劑量；醫(yī)用X射線工作者；劑量估算

隨著我國對(duì)核能和輻射技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，受到低水平輻射的人群也越來越多。因此小劑量電離輻射多次反復(fù)性照射的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)已經(jīng)成為當(dāng)前人們最關(guān)心的公共衛(wèi)生問題之一。它不僅關(guān)系到輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，也關(guān)系著核能、放射性核素和放射源的開發(fā)和利用[1-2]。

1 醫(yī)用X射線工作者回顧性劑量估算應(yīng)用背景

1895年倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，不久便在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。之后X射線被用于人體檢查以診斷疾病。隨著X射線診斷的普及，其危害也漸漸引起了人們的重視。為了評(píng)價(jià)醫(yī)用X射線工作者的致癌危害，國內(nèi)外做了很多研究。但是真正意義上的輻射致癌評(píng)價(jià)是建立在隊(duì)列成員的個(gè)人累積劑量和器官劑量之上。劑量信息越準(zhǔn)確，輻射致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)越可靠。因此醫(yī)用診斷X射線工作者所接受的受照劑量也越來越受到關(guān)注。由于在1950年之前各國并沒有劑量監(jiān)測設(shè)備，各個(gè)隊(duì)列缺乏完整的劑量信息，隊(duì)列個(gè)人劑量的質(zhì)量影響了輻射致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和把握度。因此早期醫(yī)用X射線工作者的個(gè)人劑量估算及其基礎(chǔ)上的劑量效應(yīng)分析顯得尤為重要。在以往的劑量重建研究中，有的研究者采用工齡來反映放射工作者的受照劑量，認(rèn)為工齡越長受照劑量越大，然而每個(gè)工作者的工作量、檢查的類型和防護(hù)條件等并不相同[3-4]。目前，國內(nèi)外基本上都是通過建立統(tǒng)計(jì)模型和物理方法來估算劑量。同時(shí)根據(jù)查閱歷史記錄及檔案資料，或者問卷調(diào)查來獲得隊(duì)列成員的職業(yè)史信息和設(shè)備信息，例如工作史、工作設(shè)備、防護(hù)措施等，利用這些數(shù)據(jù)與模型相結(jié)合進(jìn)行回顧性劑量估算。目前以醫(yī)用放射性工作者為研究對(duì)象的隊(duì)列研究主要在美國、日本、加拿大、丹麥和中國。本文通過對(duì)國內(nèi)外的醫(yī)用X射線工作者的回顧性劑量估算研究進(jìn)展情況進(jìn)行綜述，為我國今后開展相關(guān)研究提供參考。

2 國外回顧性劑量估算研究現(xiàn)狀

加拿大和丹麥醫(yī)用X射線工作者隊(duì)列研究分別在 1951－1987年和 1968－1985年對(duì) 73 100名和4200名醫(yī)用工作者進(jìn)行了隨訪，對(duì)于缺失的早期劑量信息沒有進(jìn)行估算[5－7]，僅利用了后期劑量監(jiān)測設(shè)備得到的劑量數(shù)據(jù)。然而忽略早期放射工作者的高劑量信息，可能會(huì)對(duì)輻射致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)造成低估。

日本的醫(yī)用X射線技師隊(duì)列包括約12 000名技師，開始工作的時(shí)間在1918－1971年之間，但在1960年之前并沒有可用的劑量數(shù)據(jù)。對(duì)于缺乏的劑量信息，他們利用隊(duì)列成員的工作史等相關(guān)信息和模型相結(jié)合來估算不同工作時(shí)期的個(gè)人劑量。每個(gè)成員的累積劑量是將整個(gè)工作時(shí)期的劑量加和得到的。劑量估算公式包括兩個(gè)參數(shù)α、β，具體參數(shù)值是基于有效的監(jiān)測劑量數(shù)據(jù)的回歸分析得出的。

α值取決于防護(hù)狀態(tài)，取值范圍為0．06（防護(hù)狀態(tài)最好）～0．36（防護(hù)狀態(tài)最差）。β值取決于設(shè)備類型，工作設(shè)備被分為3類：高校醫(yī)院、綜合性醫(yī)院、公共衛(wèi)生中心，β取值范圍為0．05～0．09。通過這一方法得出了1968－1978年間的劑量信息。同時(shí)，在日本，1979－1993年間有了利用膠片劑量測量法的個(gè)人劑量數(shù)據(jù)。將模型估算的劑量數(shù)據(jù)和實(shí)際測得的劑量數(shù)據(jù)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，通過模型估算出的受照劑量要高于膠片劑量監(jiān)測得到的劑量，但是劑量隨年代變化的趨勢是一致的[8]。因此，日本模型進(jìn)行劑量重建的方法可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際劑量的高估，需要進(jìn)一步對(duì)劑量估算模型進(jìn)行改善。但是近幾年日本隊(duì)列的劑量重建并沒有新的進(jìn)展。

美國的放射技師隊(duì)列共包括146 000名醫(yī)用放射工作者，他們參加工作的時(shí)間在1916－1982年之間，在1960年之前同樣沒有可用的個(gè)人劑量監(jiān)測信息。1983－2004年對(duì)該隊(duì)列共進(jìn)行了3次回顧性隨訪，對(duì)于相關(guān)人員的職業(yè)史、吸煙飲酒等生活習(xí)慣、醫(yī)療狀況、工作單位性質(zhì)（民營還是軍用）、工作設(shè)備類型、設(shè)備的使用頻率和工作場所防護(hù)測定等信息進(jìn)行了調(diào)查。2006年Simom等[9]對(duì)1916－1984年之間的劑量進(jìn)行了回顧性重建，根據(jù)時(shí)代發(fā)展特征劃分成了3個(gè)時(shí)間段（1960年之前、1960－1976年、1977－1984年），各時(shí)間段分別采用不同的模型進(jìn)行劑量估算。1960年之前，由于缺乏膠片個(gè)人劑量數(shù)據(jù)且隊(duì)列成員的個(gè)人劑量確定信息極其稀少，主要利用綜合不同的歷史記錄、檔案資料等出版物中的劑量信息，進(jìn)行加權(quán)得到1916－1960年的劑量信息及其概率密度分布圖。1960－1976年，只有一小部分隊(duì)列成員的膠片個(gè)人劑量信息，根據(jù)有限的個(gè)人劑量數(shù)據(jù)得出了一個(gè)簡單的模型并得出分布圖。1977－1984年，這一時(shí)間段的劑量估算方法主要是依靠個(gè)人劑量監(jiān)測記錄。由于大部分隊(duì)列成員都有膠片劑量數(shù)據(jù)，根據(jù)可用劑量數(shù)據(jù)和工作史信息得出了一個(gè)線性模型，通過該模型再來估算缺乏膠片劑量信息的隊(duì)列成員的個(gè)人劑量信息。2014年Simon等[10]將劑量重建從1916－1984年擴(kuò)展到1916－1997年，并且利用2004年最新隨訪得到的關(guān)于工作史、膠片劑量的新數(shù)據(jù)以及防護(hù)措施相關(guān)信息對(duì)模型不斷完善，同時(shí)對(duì)不確定因素和可能存在的偏倚做了進(jìn)一步的處理[9－10]。

3 國內(nèi)回顧性劑量估算研究現(xiàn)狀

我國醫(yī)用X射線工作者隊(duì)列包括1950－1980年間在職的共27011名醫(yī)用X射線工作者，1980年、1986年、1991年和1995年分別對(duì)隊(duì)列成員進(jìn)行了4次隨訪調(diào)查[11]。在我國，1985年前沒有對(duì)醫(yī)用X射線工作者開展個(gè)人劑量監(jiān)測，隨后雖開始了個(gè)人劑量監(jiān)測，但直到1990年，這一人群的個(gè)人劑量監(jiān)測信息還是很缺乏。為對(duì)這一人群進(jìn)行流行病學(xué)隊(duì)列研究，我國早期醫(yī)用診斷X射線工作者的劑量重建就十分必要，為此，張良安提出了基于工作量、工作類型及防護(hù)條件等相關(guān)信息進(jìn)行個(gè)人劑量重建的劑量學(xué)估算模型，即歸一化工作量劑量估算方法[12]。這一估算模型的基本公式如下：

式中：Di：研究隊(duì)列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在第i年中個(gè)人劑量計(jì)佩戴位置的皮膚吸收劑量，單位為mGy；P：單位歸一化工作量下，研究隊(duì)列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在個(gè)人劑量計(jì)佩戴位置的皮膚吸收劑量（P=0．263 mGy/千人次）；Wi：研究隊(duì)列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在第i年的歸一化工作量，計(jì)算公式如下：

式中：Wijk：研究隊(duì)列中某一醫(yī)用診斷X射線工作者在第i年中，在k類防護(hù)條件下（機(jī)器類型、機(jī)器年代、防護(hù)設(shè)施或設(shè)備的使用狀態(tài)等），開展j類X射線診斷工作（胸透、拍片和胃腸檢查等）的年工作量，單位為人次/年；γjk：歸一化系數(shù)，是由于防護(hù)條件類型和X射線診斷工作類型不同引起接受劑量不同而引入的修正。

首先選定計(jì)算的年（i），再選定X射線診斷工作類型（j）（例如胸透等），用公式（2）對(duì)這一年里該類診斷在不同防護(hù)條件類型（k）的歸一化工作量分別進(jìn)行計(jì)算，直到計(jì)算完所有類型k（即首先對(duì)k求和）；再選定另一類工作類型，對(duì)所有可能的防護(hù)條件求和，直到完成該年所有的歸一化工作量計(jì)算。再用公式（1）計(jì)算該年的年劑量，累加每一年的劑量估算結(jié)果，就可得出被估算人員的累積個(gè)人劑量。

只要研究者對(duì)診斷類型（j）和防護(hù)類型（k）選定合理，就不難從相關(guān)文獻(xiàn)中查得γjk的值；診斷類型（j）和防護(hù)類型（k）選定后，其工作量Wijk（診斷人數(shù)）最好能由被估算人員自己準(zhǔn)確提供，若被估算人員無法準(zhǔn)確提供，可以粗略采用相關(guān)資料的默認(rèn)值。根據(jù)參加工作時(shí)間的不同和工作醫(yī)院類型（按門診量分類）將Wijk的默認(rèn)值分為27種，只要知道被估算人員參加工作的時(shí)間和工作醫(yī)院類型就可以使用相應(yīng)的默認(rèn)值。

為了得到相對(duì)合理的歸一化工作量劑量估算方法中的主要參數(shù)γjk，在全國范圍內(nèi)采用分層抽樣的方法，使調(diào)查具有普遍性和代表性，對(duì)大型綜合醫(yī)院、?？漆t(yī)院及區(qū)縣級(jí)中、小型醫(yī)院的胸透、胃腸造影和拍片等主要診斷類型進(jìn)行了不同年代機(jī)器、不同防護(hù)措施和實(shí)施的防護(hù)水平調(diào)查，這次調(diào)查在1632個(gè)不同的工作類型和防護(hù)條件場所中對(duì)608臺(tái)不同時(shí)期生產(chǎn)的不同容量的X射線機(jī)進(jìn)行了模擬測量[13]。這些防護(hù)調(diào)查結(jié)果基本代表了我國1985年以前醫(yī)用X射線診斷工作場所的防護(hù)水平，基于這些調(diào)查數(shù)據(jù)得出的γjk確保了歸一化工作量劑量估算方法的合理性。

為了得到歸一化工作量劑量估算方法中的工作量默認(rèn)值Wijk，在我國19個(gè)省、市、自治區(qū)中，采用分層抽樣的方法，共調(diào)查了200多所醫(yī)院的工作量登記資料，在此基礎(chǔ)上得出了相對(duì)可信的工作量默認(rèn)值Wijk[14]。

為了得到相對(duì)合理的歸一化工作量劑量估算方法中的主要參數(shù)P，在我國14個(gè)省、市、自治區(qū)中的200多所醫(yī)院中，對(duì)各醫(yī)院中在崗的X射線診斷工作人員左胸位置佩戴個(gè)人劑量計(jì)[可得出公式（1）中的Di值]；與此同時(shí)，對(duì)這些人員不同診斷類型的工作量[可得到公式（2）中的Wijk]、使用機(jī)器的基本情況、防護(hù)設(shè)施和措施使用情況進(jìn)行了嚴(yán)格的登記[可得出公式（1）中的Wi值]；基于這些數(shù)據(jù)，可利用公式（1）得出有代表性的P值[15]。調(diào)查范圍遍及全國，樣本數(shù)較大，基本上反映了我國當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況。

為了驗(yàn)證劑量估算的結(jié)果，有研究者用熱釋光劑量法、染色體G分帶技術(shù)和熒光原位雜交方法等做了比較，結(jié)果提示這一方法可用于診斷X射線工作者的致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)[16－17]，與后期的牙釉質(zhì)劑量重建方法得到的結(jié)果基本一致[18]。

基于歸一化劑量估算方法，Wang等[19]利用問卷調(diào)查結(jié)果中3805名隊(duì)列成員的工作史、防護(hù)情況等信息，得出了我國醫(yī)用X射線工作者不同時(shí)期的平均年劑量（表1）。由于該劑量信息是由3805人的平均劑量外推到整個(gè)隊(duì)列得到的，因此只適用于醫(yī)用X射線工作者的群體，然而群體劑量造成劑量分組不全，難以進(jìn)行輻射致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)。之后，Sun等[20]通過曲線擬合方法估算了個(gè)體的劑量信息。

表1 不同年代開始從事X射線工作的各組平均累積劑量和平均年劑量及95%CI[19]Table 1 Average of the cumulative and annual dose by calendar year of initial employment，95%CI[19]

4 醫(yī)用診斷X射線工作者回顧性劑量估算的優(yōu)勢與不足

通過對(duì)各國醫(yī)用診斷X射線工作者的回顧性劑量估算方法的比較，可以看出日本的劑量重建方法與美國的方法有相似之處，主要是通過有限的實(shí)測膠片劑量數(shù)據(jù)得出的劑量估算模型參數(shù)。然而膠片劑量個(gè)人監(jiān)測方法是國際上早期使用的一種方法，其靈敏度較低，膠片劑量法所得出的數(shù)據(jù)可能與實(shí)際劑量存在一定的偏差，因此得到的劑量估算模型參數(shù)準(zhǔn)確性較差。而我國的歸一化工作量法是通過不同時(shí)期的機(jī)器進(jìn)行大量模擬測量得到的劑量數(shù)據(jù)而建立的，所得的估算模型參數(shù)代表性較高，基本反映了我國當(dāng)時(shí)的情況。得出的模型再與過去的工作史等相關(guān)信息相結(jié)合來進(jìn)行回顧性劑量估算。只要?dú)w一化工作量調(diào)查和計(jì)算合理，便可得出合理可靠的估算結(jié)果。然而這一方法存在一定的不確定性，不確定性主要是來源于職業(yè)史的信息偏倚較大。在我國和日本，早期幾乎沒有完整的有關(guān)工作史信息登記的相關(guān)機(jī)構(gòu)和組織，主要根據(jù)醫(yī)師回憶過去的工作史等相關(guān)信息來選取歸一化系數(shù)，再得出相應(yīng)類型和防護(hù)條件下的工作量，因此存在信息偏倚，結(jié)果必然會(huì)影響重建劑量的準(zhǔn)確性。

5 醫(yī)用診斷X射線工作者回顧性劑量估算的研究展望

在流行病學(xué)劑量與效應(yīng)關(guān)系的研究中，劑量是評(píng)價(jià)效應(yīng)的依據(jù)，劑量信息越準(zhǔn)確，效應(yīng)評(píng)價(jià)越可靠，同時(shí)準(zhǔn)確的個(gè)人劑量也可以用于輻射致癌病因概率的計(jì)算。因此，要想得到更新的、更堅(jiān)實(shí)可靠的輻射致癌風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)需要更為精確的劑量信息[21]。所以根據(jù)我國早期醫(yī)用X射線工作者的研究現(xiàn)狀，通過歸一化工作量法得到我國醫(yī)用X射線工作者的早期個(gè)人劑量是輻射流行病學(xué)研究的首要任務(wù)。雖然Sun等[20]通過曲線擬合方法估算了個(gè)體的劑量信息，但是此方法是通過3805名隊(duì)列成員的群體年均劑量進(jìn)一步曲線化得出的個(gè)人虛擬劑量，將直接影響致癌危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。為了使最終估算的劑量信息更加準(zhǔn)確，仍需進(jìn)一步地從檔案資料上獲取更多的工作史相關(guān)數(shù)據(jù)。我國以往的4次隨訪對(duì)隊(duì)列成員的職業(yè)史有過調(diào)查，我們可以進(jìn)一步挖掘檔案資料，盡量找到有關(guān)所有隊(duì)列成員從事放射工作的起止時(shí)間、工作種類、門診量、防護(hù)情況、防護(hù)設(shè)備變更情況、X射線機(jī)年代等信息。同時(shí)可以利用最新的隨訪結(jié)果獲得從事放射工作的時(shí)間等信息，二者相結(jié)合，盡量減少回憶偏倚，再采用歸一化工作量法估算出每一位隊(duì)列成員每年的個(gè)人劑量信息。這一方法雖然工作量較大，但是可以直接獲得個(gè)人劑量信息，將群體劑量個(gè)體化，并且會(huì)極大提高個(gè)人劑量估算結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)可以利用得到的個(gè)人劑量進(jìn)行劑量效應(yīng)的研究，為低劑量輻射致癌的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)和輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)得到的個(gè)人劑量通過器官劑量轉(zhuǎn)化系數(shù)可求出其他器官的劑量，從而對(duì)腫瘤做出放射性病因?qū)W判斷。

利益沖突 本研究由署名作者按以下貢獻(xiàn)聲明獨(dú)立開展，不涉及任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明 張欣負(fù)責(zé)收集文獻(xiàn)，撰寫綜述；孫志娟、趙永成負(fù)責(zé)選題設(shè)計(jì)以及文章的審閱工作。

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Advances in retrospective dose estimation for medical X-ray workers

Zhang Xin,Sun Zhijuan,Zhao Yongcheng
Tianjin Key Laboratory of Radiation Medicine and Molecular Nuclear Medicine,Institute of Radiation Medicine,Chinese Academy of Medical Science,Peking Union Medical College,Tianjin 300192,China

Zhao Yongcheng,Email:zhaoyc60@irm-cams.ac.cn

With the widely application of the X-ray,the radiation carcinogenesis to the medical workers attracts more and more people′s attention.Accurate radiation carcinogenesis dose-response assessment is based on complete personal dose information.But early in the application of X-ray,there are no personal dose information of medical X-ray workers,so it needs dose reconstruction to estimate the early personal dose information.The dose estimation status and progress of early medical diagnostic X-ray workers at home and abroad paper were reviewed in this paper.

X-Rays;Radiation dosage;Medical X-ray workers;Dose estimation Fund program:National Natural Science Foundation of China（81502760）

趙永成，Email：zhaoyc60@irm-cams.ac.cn

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2016.05.009

國家自然科學(xué)基金（81502760）

2016-06-22）