心臟放射影像檢查的收益與危害

崔燕海，楊向太，鄭君惠

廣東省人民醫院暨廣東省醫學科學院a.放射科；b.導管室，廣東 廣州 510080

0 前言

據美國資料，公眾由于醫療檢查所受輻射從1982～2007年增長了6倍；2006年整個醫療檢查方面，常規透視、X線攝片及介入透視等非治療性的輻射量占25%，CT占49%，核醫學占26%；2006年心臟CT檢查輻射劑量占CT總輻射劑量從以前的4.7%上升到12.1%，2005年核醫學心臟檢查輻射劑量則從57%上升到85%[1-3]。最近5年，先進的影像設備迅速發展，使得受檢個體單一部位檢查的輻射劑量明顯降低，但應用人群迅速擴大。以冠狀動脈CTA為例，2006年64-MSCT設備的輻射劑量平均為14～20 mSv，2011年更先進的CT設備輻射劑量僅為1～3 mSv，其應用也逐漸向高危人群篩查擴展[4-6]。

1 心臟影像檢查的平均輻射劑量

普通X線攝片機、血管造影機、CT、SPECT和PET均屬于放射性成像設備，前3者放射源為X線，后兩者放射源為放射性核素，各種設備對于輻射劑量的計量表示方法不盡相同，多以照射量或吸收劑量為基礎。有效劑量用來評價發生輻射損傷隨機效應的幾率，單位為西沃特（Sv），它以人群的平均值為評價基礎，并不區分年齡、性別、肥胖等因素，因此，有效劑量不能準確地描述特定個體的輻射劑量，它反映的是人群的平均概念。各種影像設備進行心臟檢查時的有效劑量[7]，見表1。

2 電離輻射的生物學效應評估及心臟影像檢查的致癌風險

關于輻射致癌風險有兩項大型的流行病學研究：日本原子彈爆炸幸存者平均接受劑量為29 mSv，致癌風險為2%，基于15個國家40萬放射工人的平均接受劑量為19.4 mSv，致癌風險為2%。涉及醫療照射的較著名研究是關于X線照射與兒童腫瘤關系的牛津調查，人均接受劑量為10 mSv，致癌風險為39%。另外的研究顯示接觸CT檢查后，所有受檢人群惡性腫瘤的發生率為0.07%，如果根據研究模型按照年齡、性別分別計算，則60歲男性的惡性腫瘤發生率為1/1911，60歲女性的發生率則高達1/750[8]。

小于100 mSv被認為是低劑量輻射，其致癌風險評估多采用線性無閾值模型，即在低劑量條件下，致癌風險與射線劑量呈線性關系。但線性無閾值模型也存在缺陷，并不被所有研究機構所接受。美國放射學會關于放射劑量與致癌風險相關性報告指出，1～10 mSv心臟影像檢查的致癌風險為0.01%，10～100 mSv致癌風險為0.1%。目前，BEIRⅦ模型（美國科學院第7次關于電離輻射生物學效應的報告）被用于評估冠狀動脈CTA、鈣化積分及心肌灌注成像的輻射致癌風險，它是基于100000例樣本得出的報告，綜合考慮了年齡、性別及射線劑量因素。年輕人較老年人對射線敏感，女性較男性敏感，老年人低劑量的鈣化積分掃描的輻射致癌風險＜0.01%，而對年輕女性未采用低劑量掃描方法進行冠狀動脈CTA掃描的輻射致癌風險為1%[1]。

表1 心臟影像檢查時患者平均接受的輻射劑量

3 心臟影像輻射風險評估存在的不足

線性非閾值模型應用于低劑量輻射下的致癌風險評估不夠準確[8]。首先，有效劑量的計算對于個體而言是不準確的。其次，在DNA作用方面，已知低劑量輻射狀態下生物體有適應性保護（防御性上調）現象，其與放射性損傷發生雙向性作用；多次低劑量輻射的生物學結果也可能不同，例如初次輻射可能僅引起DNA受損，再次輻射才引起癌變。另外，基于正常人群的風險評估模型應用于患者可能不夠準確，尤其患者還可能受到其他多種伴發疾病的影響，導致機體抗輻射能力下降。BEIRⅦ模型本身是建立在大量假設的基礎之上，其年齡、性別、人種均有限定，對于超出其范圍的個體評估可能不準確。

4 輻射劑量管理原則與心臟影像檢查降低輻射劑量的方法

ALARA（As Low As Reasonably Achievable）理論作為劑量控制的原則被放射界普遍接受，ALARA是指采用最低的放射劑量來獲得合適的圖像質量以用于準確診斷。ALARA并不意味著簡單降低劑量，因為圖像質量與輻射劑量是一對矛盾體，劑量太低會造成圖像質量下降導致誤診或需要重新檢查，如果重復檢查則劑量可能會更高。因此，心臟成像中實行低劑量管理需要在確保診斷可靠性和避免群體危害性這二者之間尋求一個平衡點。各種心臟影像設備降低輻射劑量的具體方法[7,9-11]，見表2。

表2 心臟成像時降低輻射劑量的方法

5 如何權衡心臟影像檢查風險與收益

在臨床實踐中，是否采取以及采取何種心臟影像檢查不能只考慮患者接受的輻射劑量及相關的致癌風險，還需要考慮經檢查后患者可能的收益，如確診或排除冠心病后患者獲得的更有針對性的治療，引起患者生活質量及生存期的提高及因未做檢查的漏診、誤診風險。對于患者個體是否進行心臟影像檢查要綜合考慮。例如，50～60歲無癥狀的男性10年內因冠心病死亡的風險為0%～10%，而他們經歷低輻射劑量的前門控心電觸發冠狀動脈CTA檢查后10年內引發癌癥致死的風險僅為0.02%[12-13]。值得注意的是：目前在美國和歐洲，對于無癥狀人群是不推薦進行冠狀動脈CTA檢查的，給予CLASSIII評價；關于鈣化積分掃描（1～3 mSv）：中度冠心病風險者（即患病風險10%～20%/10年）給予CLASSIIa（即應用合理）評價，輕中度冠心病風險者（即患病風險6%～10%/10年）給予CLASSIIb（即應用可能合理）評價。對于有癥狀的患者，其進行心臟影像檢查收益更要遠遠大于輻射風險[14-17]。另外，輻射致癌的潛伏期多為10年以上，遠較冠心病發病潛伏期短。考慮到50%的心肌梗塞之前并沒有冠心病癥狀，而且由于設備的進步，目前前瞻性心電觸發的冠狀動脈CTA劑量可以僅為1～3 mSv，相當于以前的鈣化積分劑量，因此，我們認為對于無癥狀的冠心病高危人群，如果所在單位具有能夠進行輻射劑量僅為1～3 mSv的冠狀動脈CTA設備，那么進行冠狀動脈CTA檢查無疑是具有巨大收益的。關于具有電離輻射的心臟影像檢查可能的風險與收益情況，見表3。

綜上所述，心臟影像檢查的輻射劑量屬于低劑量范疇，根據流行病學資料，具有一定的致癌風險，但風險極小。對于受檢個體的劑量及致癌風險無法做到準確評估。在進行心臟影像檢查時應采用ALARA原則，盡量優化檢查方案與檢查方法，降低輻射劑量。對于無癥狀的冠心病高危人群及有癥狀的患者而言，考慮到其巨大的致病、致死風險，不應該把因影像檢查而產生的輻射風險當成重要問題來考慮。

[1]Committee to assess health risks from exposure to low levels of ionizing radiation,nuclear radiation studies board,division on earth life studies,national research council of the national academies.Health risks from exposure to low levels of ionizing radiation:BEIR VII phase 2[M].Washington:The National Academies Press,2006.

[2]Ilan Gottlieb,Joao AC Lima.Should all high-risk patients be screened with computed tomography angiography?[J].Circulation,2008,117(10):1318-1332.

[3]Dill T,Deetjen A,Ekinci O,et al.Radiation dose exposure in multislice computed tomography of the coronaries in comparison with conventional coronary angiography[J].Int J Cardiol,2008,124(3):307-311.

[4]Sandra SH,Paul Schoenhagen.Cardiovascular imaging with computed tomography:responsible steps to balancing diagnostic yield and radiation exposure[J].J Am Coll Cardiol Img,2010,3(5):536-540.

[5]Qin J,Liu LY,Fang Y,et al.320-detector CT coronary angiography with prospective and retrospective electrocardiogram gating in a single heartbeat: comparison of image quality and radiation dose[J].Br J Radiol,2012,85(1015):945-951.

[6]鄭鈞正.不斷追求醫學影像質量與患者輻射劑量的優化匹配[J].中國醫療設備,2010,25(9):6-9.

[7]Einstein AJ,Knuuti J.Cardiac imaging:does radiation matter?[J].Eur Heart J,2012,33(5):573-578.

[8]Warren KL,Ludwig EF,Ronald DN,et al.Low-level ionizing radiation from noninvasive cardiac imaging: can we extrapolate estimated risks from epidemiologic data to the clinical setting?[J].J Am Coll Cardiol Img,2010,3(5):517-524.

[9]Compagnone G,Campanella F,Domenichelli S,et al.Survey of the interventional cardiology procedures in Italy[J].Radiat Prot Dosimetry,2012,150(3):316-324.

[10]Signorotto P,del Vecchio A,Montorfano M,et al.Dosimetric data and radiation risk analysis for new procedures in interventional cardiology[J].Radiat Prot Dosimetry,2010,142(2-4):201-208.

[11]Fetterly KA,Mathew V,Lennon R,et al.Radiation dose reduction in the invasive cardiovascular laboratory:implementing a culture and philosophy of radiation safety[J].JACC Cardiovasc Interv,2012,5(8):866-873.

[12]Leslee JS,Stephan Achenbach,Y Chandrashekhar,et al.Imaging modalities and radiation:benefit has its risks[J].J Am Coll Cardiol Img,2010,3(5):550-552.

[13]Thomas CG,Raymond JG.Weighing the risks and benefits of cardiac imaging with ionizing radiation[J].J Am Coll Cardiol Img,2010,3(5):528-535.

[14]Philip Greenland,Joseph S Alpert,George A Beller,et al.2010 ACCF/AHA guideline for assessment of cardiovascular risk in asymptomatic adults[J].J Am Coll Cardiol,2010,56(25):50-103.

[15]Bart SFerket,Tessa SS Genders,Ersen BC,et al.Systematic review of guidelines on imaging of asymptomatic coronary artery disease[J].JACC,2011,57(15):1591-1600.

[16]Chow BJ,Small G,Yam Y,et al.Incremental prognostic value of cardiac computed tomography in coronary artery disease using CONFIRM:coronary computed tomography angiography evaluation for clinical outcomes:an international multicenter registry[J].Circ Cardiovasc Imaging,2011,4(5):463-472.

[17]李宏毅,劉宇靜,黃志聰.X線影像診斷設備輻射劑量的危害與防護[J].中國醫療設備,2008,23(9):58-59.