《Pediatric Radiology》:Contextual dimensions of pediatric tuberculosis imaging: radiation exposure, access, and system capacity in high- and low-resource settings
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本文针对儿童结核病诊断中影像学实践的系统性证据稀缺问题,开展了一项描述性混合方法研究,比较了西班牙(高资源)和莫桑比克(低资源)两种不同医疗环境下儿童结核病的影像学实践与辐射剂量估计。研究发现,高资源环境下的儿童接受了更多的胸部X线(CXR)和CT检查,累积剂量较高但仍低于诊断参考水平;低资源环境下儿童影像检查次数极少,累积剂量极低,但反映了影像可及性、人力资源和培训的严重受限。该研究为在不同资源环境下制定安全、公平和适合当地的儿童结核病影像策略提供了关键依据。
在全球公共卫生领域,结核病(Tuberculosis, TB)依然是严重的健康威胁,儿童也不例外。然而,诊断儿童结核病充满挑战,临床表现常常不典型,微生物学确认困难重重,使得临床和影像学检查成为关键的诊断支柱。放射影像在支持早期诊断、指导治疗方面扮演着不可或缺的角色。但硬币的另一面是辐射问题:儿童对电离辐射更为敏感,且其漫长的生命周期意味着潜在辐射诱发效应的风险窗口期更长。在世界卫生组织(WHO)看来,胸部X线(Chest X-ray, CXR)因其普及性、低成本和高信息量而成为关键的结核病诊断工具。然而,CT等高阶成像技术虽然能提供更精细的解剖细节,但其辐射剂量远超CXR。更棘手的是,全球范围内的影像实践差异巨大。在高收入国家,CXR和CT通常被常规用于结核病的诊断与随访;而在低收入地区,受限于资源,CXR往往是唯一可用的影像工具。这些差异不仅仅关乎技术本身,更深刻地反映了医疗系统的整体能力与不平等。迄今为止,很少有人系统性地描绘不同资源环境下儿童结核病影像学的真实图景,也缺乏对这些环境差异如何影响儿童辐射暴露的深度剖析。理解这些差异,对于制定有针对性的辐射防护措施、建立适合当地的诊断参考水平(Diagnostic Reference Levels, DRLs),以及提升儿童结核病影像质量至关重要。
为了填补这一空白,这篇发表在《Pediatric Radiology》的研究,展开了一项描述性的混合方法研究。它选择西班牙(代表高资源、医院基础的医疗体系)和莫桑比克(代表低资源、初级保健基础的医疗体系)这两个截然不同的环境进行比较,旨在描述和对比两地的儿童结核病影像实践、影像可及性以及估算的辐射剂量,并探究这些差异背后的系统性影响因素。
研究人员采用了多个关键技术方法来回答上述问题。研究设计融合了回顾性临床数据收集与问卷调查。首先,从两个国家的医疗记录中回顾性地收集了2015-2021年(西班牙)和2018-2021年(莫桑比克)被诊断为结核病的儿童(<16岁)数据。其次,为了估算辐射剂量,研究采用了不同的方法:在西班牙,利用DICOMInspector软件从医院的医学影像存档与通讯系统(Picture Archiving and Communication System, PACS)中提取胸部X线和CT的原始参数,并使用美国国家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI)开发的NCIRF和NCICT软件计算器官特异性剂量;在莫桑比克,由于缺乏数字化数据(DICOM文件),剂量估算基于标准化的儿科CXR协议和现场调查获取的参数。此外,研究还辅以两项调查:一项是针对放射科医生和放射技师的技术调查,以获取标准儿科CXR协议细节;另一项是针对参与儿童结核病诊疗的医疗保健专业人员的匿名问卷调查,以了解影像可及性、指南使用和专业背景情况。
研究结果显示,两种环境下的影像实践、人力资源和辐射暴露模式存在显著差异。
概述影像实践和受访者特征
调查结果显示,人力资源构成迥异。高收入国家(High-income country, HIC, 指西班牙)的受访者均为医院医生(主要是儿科医生和全科医生),且经验丰富。而低收入国家(Low-income country, LIC, 指莫桑比克)的受访者90%在初级卫生中心工作,且88%是非医生临床人员(如医助、护士),经验普遍较短。影像可及性差异悬殊:HIC所有机构都配备有现场的CXR和CT设备,且影像由放射科医生解读;而LIC仅有三分之一的中心具备现场X光能力,超过一半需要转诊患者进行影像检查,且根本没有CT扫描仪。在LIC,87%的CXR是由非放射科医生解读的。
儿童结核病病例特征
研究共纳入了HIC的84名和LIC的83名有影像数据的结核病儿童。两组平均年龄相近(均为约6.9岁),且绝大多数(HIC 92%, LIC 89%)为肺结核。然而,HIC的病例中,有43%获得了细菌学确认,而LIC仅有4%。HIC的系统性随访影像记录完备,而LIC因缺乏归档系统而无法进行纵向追踪。
单次胸部X线摄影的估算器官剂量
在两种环境下,单次儿科CXR的器官剂量都很低,且主要局限于胸部结构。HIC的平均肺剂量范围从0.002 mGy cm2到0.225 mGy cm2,且随年龄增长而降低。LIC的单次暴露器官剂量也很低,婴儿的平均肺剂量为0.019 mGy cm2(女性)和0.010 mGy cm2(男性),同样随年龄下降。这表明两地均在可接受的国际儿科暴露范围内,但LIC的剂量估算是基于标准化假设,而非患者特异性数据。
常规实践中多次胸部X线摄影的累积器官剂量
影像使用模式差异显著。在HIC,儿童在结核病诊疗过程中通常接受2至6次CXR,累积的胸部器官剂量仍低于欧洲诊断参考水平(European Diagnostic Reference Levels, EDRLs)。剂量在年幼儿童中最高(新生儿平均肺剂量≈0.8 mGy cm2),并随年龄增长而降低。在LIC,大多数儿童每次结核病发作仅接受1至2次CXR,各年龄组的累积胸部剂量均低于0.05 mGy cm2。这种极低的累积暴露与调查中发现的影像可及性受限(现场X光设备有限、依赖患者转诊、非放射科医生为主力、缺乏数字归档系统)直接相关。
高资源环境中计算机断层扫描影像的贡献
CT扫描仅在HIC可用并被常规用于诊断不明确的病例,在LIC则未使用(国家和WHO指南均未建议在此环境下使用CT进行结核病诊断)。在HIC,CT显著增加了总器官剂量。例如,对于10-14岁女性,将CT纳入后,肺、心壁和乳房的剂量从仅CXR时的<0.1 mGy cm2上升至>20 mGy cm2。在所有年龄组中,CT使器官剂量比单次CXR值增加了20-50倍。
按结核病类型和耐药类别的累积暴露
在HIC,累积辐射暴露因疾病复杂性和影像方案而异。药物敏感型肺结核的平均肺剂量约为6.6 mGy cm2,在耐药结核中上升至约11 mGy cm2,而在肺外结核中超过20 mGy cm2,这反映了扫描范围的扩大和CT的重复使用。在LIC,由于影像可及性有限,所有诊断类别的累积剂量都极低(肺结核<0.03 mGy cm2,耐药或肺外疾病≤0.032 mGy cm2),成像频率过低导致无法按疾病类型进行有意义的区分。
研究的讨论与结论深刻揭示了这些发现背后的系统性原因及其深远意义。该研究首次对比性地评估了不同医疗环境下儿童结核病的辐射暴露和影像实践。研究发现,在两种环境下,单次和累积CXR的辐射剂量都很低,且在国际可接受限值内。HIC的平均剂量面积乘积(Dose Area Product, DAP)值远低于欧洲和国家的诊断参考水平,这得益于成熟的儿科协议、放射技师培训和旨在最小化暴露的质量保证机制。在LIC,同样低的DAP值是基于标准化假设得出,凸显了在低资源环境中加强剂量记录系统的重要性。
CT是HIC累积剂量的主要贡献者。尽管其使用显著增加了器官剂量,但绝对暴露水平仍远低于与确定性效应相关的阈值。CT主要用于常规影像学和临床评估不足以确诊或排除疾病的诊断不明确的儿童结核病病例,这与国际证据一致,即当临床理由充分时,CT在评估复杂或不明确的儿科结核病表现中起着关键作用。因此,坚持正当性原则和“尽可能低”(As Low As Reasonably Achievable, ALARA)原则至关重要。
研究强调,观察到的剂量模式与调查发现的系统性约束密切相关。在LIC,极低的累积辐射剂量不应被解读为剂量优化的证据,而是直接反映了调查中指出的结构性约束:影像可及性有限、人力资源短缺和缺乏归档系统,这些因素共同限制了成像频率和护理的连续性。调查发现,87%的CXR由非放射科医生解读,37%的提供者从未接受过正式的CXR培训,这降低了解读信心,也限制了重复成像的合理性。因此,临床医生倾向于每次结核病发作仅要求1至2次CXR,即使在随访影像可能提高诊断确定性的情况下也是如此。这直接塑造了定量分析中检测到的极低累积剂量。
相反,在HIC,多次CXR和CT扫描的使用反映了影像基础设施的可用性以及能够合理解释高阶影像的、训练有素的放射科医生的存在。调查结果显示,常规剂量监测、儿科协议和放射科医生的监督,使得更高的成像频率和更安全、优化的暴露成为可能。因此,较高的CT相关剂量发生在一个系统地论证和监测成像的体系内。这些结果突显,辐射暴露模式与人力资源能力、基础设施和质量保证体系紧密相连。
研究结论指出,儿童结核病影像实践的差异反映了资源、基础设施和人力资源能力的不平等,而非临床方法的差异。因为剂量本身并不能表明诊断的充分性,获得高质量且合理解释的影像在很大程度上取决于卫生系统的背景。在低资源环境中,极低的累积剂量源于影像可及性有限,这凸显了加强基础设施、实施儿科曝光图表和本地诊断参考水平、扩大对非医生临床人员的放射学培训以及引入基本的剂量监测和归档系统的必要性。在高资源环境中,CT是较高累积剂量的驱动因素,加强剂量监测、审查正当性标准以及采用低剂量或无辐射替代方案(如超声)可以进一步保护儿童。总之,因地制宜的策略对于改善辐射防护、提升人力资源能力和质量保证至关重要,这是在全球多样化的环境中推进安全、公平和可靠的儿童结核病影像学的关键。