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你所不了解的PET和PET-CT(辐射篇)

发布时间:2015-09-22作者:鲁西西

PET和PET-CT作为目前为止的先进医学影像设备已经大规模装备于各大医院,其高端形象已深入民心,应用广泛。同时,随着公众对其越来越客观理性的认知,有关辐射的关切自然成了绕不过去的礁石。 

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那就让我们从辐射的概念说起吧。

1,辐射的概念

      其实辐射这个概念大家并不陌生,它就不声不响存在于我们的日常生活。这种场景大家并不陌生,炎炎夏日,女生外出都会带遮阳伞来挡紫外线辐射,有些男生会在手机上防辐射膜来,降低辐射。

那么辐射到底是什么呢? 

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        物理学上讲,辐射是一种能量传递的形式。世间万物,身处环境温度绝对温度零度(相当于-273.15°C)以上,均会持续向外传送热量, 此种现象就是辐射的一种——热辐射。

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        辐射依能量大小分为电离辐射与非电离辐射两类。

电离辐射包括粒子辐射和高能电磁波, petct的辐射属于电离辐射。电离辐射的特点是看不见、摸不着、嗅不到。当电离辐射作用于人体时,人体内的核酸和蛋白质等生物大分子可能被电离或者激发, 细胞的结构和功能就有可能遭到破坏。

非电离辐射是指低能电磁波,也称为电磁辐射,不属于本文讨论的范围。

2,常用描述辐射强度和剂量的量与单位

(1)        放射性活度: 表示放射性物质活度大小的量,单位是贝可勒尔,简称贝可(Bq),为纪念100多年前首次发现天然放射性物质的法国科学家贝可勒尔。1贝可定义为每秒钟有1个原子核发生核衰变。 

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(2)吸收剂量: 吸收剂量是最基本电离辐射剂量学物理量,是指射线与物体发生相互作用时,单位质量物体所吸收辐射能量的度量。其单 位为戈瑞(Gray,Gy),l戈瑞=1焦耳/千克。吸收剂量为描述物质吸收辐射能量大小的量。 

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(3)有效剂量

     描述辐射所致机体健康危害的大小、定量评价辐射照射有可能导致的风险大小。在辐射防护评价中,人为的引入了有效的概剂量念。其单位是希沃特(Sievert缩写为Sv),以瑞典著名核物理学家拉尔夫.希沃特(国内的相关著作翻译中又名“西弗特”、“西福特”...)的名字命名的。 

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(4)希沃特(又名“西弗特”): 是个量值很大的单位,在日常应用中,毫希沃特 (mSv)或微希沃特 (μSv)应用更为广泛。1Sv=1000mSv;lmSv=1000μSv。普通公众每年受到天然本底照射的有效剂量为2.4 mSv(世界平均值)。

3.医疗照射正当性的三个层次

第一个层次:医疗照射给患者带来的利益大于可能引起的辐射危害。

第二个层次:特定目标特定诊疗程序的正当性。其目的是判断放射学程序是否能提⾼高诊断或治疗水平,或提供受照人员的必要信息。

第三个层次:个体患者医疗程序的正当性。了解患者已做检查,评估将做检查是否最佳;设定检查和备选检查细节及有效性估。

4.正当性判断的要求
(1) 原则要求 (GB18871-2002)

经充分评估、权衡利弊,证实医疗照射给受照个⼈人或社会所带来的收益大于辐射可能导致的危害时,该医疗照射才是正当的。

   于复杂诊断与治疗,应注意逐个进行正当性判断。还应依医疗技术与水平进步,对既往认为是正当的医疗照射持续进行正当性评估。

新技术新设备使用前均应进行正当性评估。

(2)具体要求

i 放射诊断 (卫生部令第46号,2006): 掌握适应证,合理使用影像检查设备,严格执行检查资料的登记、保存、提取和借阅制度,不得因资料管理、受检者转诊等原因使受检者接受不必要的重复照射;不得将核素显像检查和X射线胸部检查列入对婴幼儿及少年儿童体检的常规检查项目;对育龄妇女腹部或骨盆进行核素显像检查或X射线检查前, 应确认是否怀孕;除非特别,对受孕后八⾄至十五周的育龄妇女,不得进行下腹部放射影像检查;应可能以胸部片代替荧光透视检查。

ii大规模体检(GB18871-2002): 涉及医疗照射的大规模体检其正 当性判断,应考虑通过此普查能查出什么病、查出疾病治疗的可能性与某疾病得到控制后公众所得收益进行评估,唯收益可补偿在经济和社会承担的代价(包括辐射危害)时此检查才是正当的。


5.常见辐射剂量与风险评估梳理

(1)        联合国原子辐射效应委员会(UNSCEAR)报告中的天然辐射所致年个人辐射剂量

辐射源

或照射方式

年平均剂量 (mSv)

年剂量典型范围(mSv)

注释

吸入(氡气)

1.26

0.2-10

在有些住宅内剂量很高

陆地外照射

0.48

0.3-1

在有些地方剂量很高

摄入

0.29

0.2-1


宇宙辐射

0.39

0.3-1

剂量随海拔高度增加

2.4

1-13

有相当一部分居民群体每年受到的剂量在 10~20 mSv之间。

(2)        人工辐射源所致的居民个人剂量

辐射源

年剂量典型范围(mSv)

10小时飞行

0.03

胸部X射线

0.05

CT扫描

10

天然本底年剂量

2.4

核工作人员年剂量

1

海平面宇宙辐射年剂量

0.4

墨西哥城宇宙辐射年剂量(海拔高度2300m)

0.8

1986年切尔诺贝利事故恢复工作人员

150

(3)        人们所受辐射照射的典型剂量率

辐射源

典型剂量率(µSv/h)

天然本底外照射剂量率

0.06-0.2

(总)天然本底剂量率

0.3-1.5

飞机飞行

3

10秒胸部X射线检查

20 000

20秒CT扫描

800 000

(4)        动植物的致死辐射剂量

剂量范围

发病率

1~10 mSv

哺乳类动物和鸟

10~100 mSv

甲壳类、爬行动物/两栖动物、鱼、高等植物

100~1 000   mSv

软体动物

1 000~10 000   mSv

原生动物、细菌、苔藓、青苔、藻类、昆虫

(5)        不同辐射剂量对人体健康的影响


剂量范围

人体健康影响(包括未生儿)

~10 mSv

没有人体健康影响的直接证据

10~1000 mSv

没有早期影响,在较高剂量下,受照人群中某些癌症的发病率增加。

1000~10000 mSv

辐射疾病(死亡危险),受照人群中某些癌症的发病率增加。

大于10 000 mSv

死亡


(6)  2006年NCRP报告美国民众接受各种辐射比例

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(7)辐射生物效应的作用过程

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(8)辐射破坏DNA示意图

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(9)不同射线防护办法(阿尔法α射线、贝塔β射线与伽马γ射线)

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6.基本假设 

目前有关辐射是否有害,均是基于一个基本假设,即线性无阈值模型(Linear-no-threshold,LNT)。一般认为电离辐射的剂量与肿瘤发生的风险呈线性关系,任何小剂量的暴露都可能导致肿瘤发生。这一理论即线性无阈值模型(Linear Nothreshold,LNT)。LNT模型虽然得到权威机构的采纳,但现代放射生物学研究揭示,细胞和机体对低剂量的应答与高剂量应答有本质的不同。2007年ICRP 103号出版物把低于100mSv被定义为低剂量辐射。很多流行病学的数据显示低剂量辐射暴露并不会增加人类患癌风险,在某种程度上反而降低此风险。LNT模型是否适用于低剂量辐射致癌目前尚无定论,有待更多的证据和更深入的讨论。 

7.常见医学影像检查有效辐射剂量

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8.关于PETCT的辐射剂量

  PET/CT的辐射剂量由所用放射性核素和X线CT两部分组成。
    PET-CT的辐射剂量在不同机构因不同检查目的与方法以及使用的放射性药物不同而异,有效剂量实际上是在变化的,PET-CT检查使用的显影剂一般为放射性同位素的氟-18(18F-FDG),按0.1 mCi/公斤体重的注射计量来算,一般情况下受检者所注射的放射性显影剂的计量不会超过10mCi。X线CT的辐射剂量在现在的高端PET/CT多配置3D自动毫安技术,根据定位相决定不同层面给出的mAs毫安秒,。因情况不同做一次全身PET-CT检查辐射量约在10-32毫西弗之间,远低于低于常规局部增强CT扫描的辐射剂量(例如肺占位增强同一部位扫描两遍)。普通人每年接受的天然辐射为1000-2000微西弗。 18F-FDG全身PETCT检查其有效剂量超过天然本底5~8倍,脑部检查有效剂量是天然本底的2~3倍,有学者做过有效剂量研究分布图,在不同器官PET与CT的剂量贡献是不同的,所以笼统地说PETCT检查辐射剂量是多少是不严谨的。

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通过这篇文章,你终于知道了PET-CT检查辐射的复杂性了吧?网上有关文章很多,有老百姓可能看不懂的官方报告,也有医生之间因认识不同而发出的有争议言论,对于这些,到底该怎么办?在后面的文章里我们会以中立、理性、重证据及思辨精神与大家继续深入讨论,让大家在明白辐射后更好地用好辐射。

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1,          Huda W. Radiation dosimetry in diagnostic radiology. Am J Roentgenol 1997;169:1487-8

2,          Khamwan K, Krisanachinda A, Pasawang P. The determination of patient dose from 18 F-FDG PET/CT examination. Radiat Prot Dosimetry 2010;141:50-5.

3,          http://www.cancerjournal.net/article.asp?issn=0973-1482;year=2013;volume=9;issue=3;spage=477;epage=483;aulast=Kaushik

4,          ICRP, 2007. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103; Ann. ICRP 2007;37(2-4): 1-332

5,          Wall BF. Radiation protection dosimetry for diagnostic radiology patients. Radiat Prot Dosimetry 2004;109:409-19

6,          http://image.search.yahoo.co.jp/search?p=PETCT+radioation&aq=-1&oq=&ei=UTF-8


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