文章来源：鼎湖影像
温馨提示：本文非大众科普文，只想从专业层面对CT检查的辐射剂量计算和危害量化进行解读。
结论
三
辐射剂量计算篇让我们终于跨过辐射剂量的大关，开始进入辐射危害的范畴。我们现在已经知道了各部位CT检查的有效剂量和器官所受的当量剂量，但这些数值意味着什么？多大的剂量会带来怎样的危害？需要我们系统、完整的了解以下内容：天然本底辐射剂量、公众剂量限值、职业人员剂量限值、随机性效应辐射危害、确定性效应辐射损伤。
（这是全文的核心，我们开始吧。）
①天然本底辐射剂量
人类无时无刻不在接受着各种天然射线的照射，如宇宙射线及存在于土壤、岩石、水和大气中的铀-238，铀-235，钍-232，钾-40，镭-226等，这些天然射线的照射就是天然本底辐射。全世界人均天然辐射的剂量约为2.4mSv/年，我国人均剂量约为3.1mSv/年。另外食物中其实也存在辐射，例如吃一根香蕉会受到0.1μSv，人体每年因食入食物而受到的有效剂量为0.31mSv/，可见辐射无处不在。
有趣的是，有科学研究表明：生活在辐射剂量略高地区的居民更为长寿，这可能是因为低剂量的辐射不仅没有危害，并且还能增加机体抵抗力。
解读：天然本底年度辐射剂量约等于成人做一次颈部CT，辐射剂量介于一次头部CT和胸部CT之间。
②公众剂量限值
（剂量限值适用于实践所引起的照射，不适用于医疗照射和无主要负责方的天然源的照射）
数据来源：中华人民共和国国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002
解读：对照成人一次CT受到的辐射剂量表可知：一次头部CT扫描已经超过公众剂量限值，一次腹盆平扫CT的剂量超过公众剂量限值的20倍；对于器官所受当量剂量，查表可得：一次头部CT扫描就超过公众眼晶体剂量限值的4倍，而皮肤剂量限值约等于10次腹部CT平扫的剂量，可见不同组织器官剂量限值的差异性很大。
再次强调剂量限值不适用于医源性照射，这是因为医疗照射的受益者也是受检者本人，所以ICRP认为将医疗照射另行处理对待是正确的，但必须将照射剂量限值在一定范围内，在诊疗过程中做到尽可能低的照射剂量（ALARA原则）。公众的剂量限值是针对日常生活而言，比如生活在医院或核电站等具有人工辐射源的单位或建筑周围，或者到医院就诊但没有接受放射诊疗的直接照射时，接受少量的电离辐射，这个限值是适用的。当接受CT扫描或陪同家人做CT检查时接受的剂量就不是公众照射了，而是医疗照射。对于医疗照射，没有剂量限值，只要是疾病的诊疗需要，是正当的，剂量再高也得做相关检查，先救命要紧。
③职业人员剂量限值
数据来源：中华人民共和国国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002
解读：对照成人一次CT受到的辐射剂量表可知：职业人员年度剂量限值约等于扫描27次头部CT或7次胸部CT或2次腹盆CT平扫，而腹盆平扫+增强则超过了职业人员剂量限值。而职业人员器官剂量限值眼晶体为150mSv当量剂量，约为2-3次头CT平扫的剂量；四肢或皮肤年当量剂量为500mSv，约为100次腹部CT平扫的剂量。
现在，我们该探究CT辐射直接导致的危害了。影响辐射危害程度的因素多种多样，可以分为与电离辐射有关因素和与机体有关因素两类，其中电离辐射有关因素包括：辐射种类、吸收剂量、剂量率、分次照射、照射面积、照射部位、照射方式等；与机体有关的因素有：种系、个体及个体发育过程、不同组织和器官的辐射敏感程度等。如此多的影响因素导致对辐射危害的认知始终非常模糊，有些地方至今存在认知上的分歧。
1990年国际防护委员会（ICRP）出于放射防护的目的，在其第26号出版物中把辐射诱发的生物效应分为确定性效应和随机性效应。确定性效应指超过某一阈值，一定会发生某种损伤，损伤严重程度与剂量的大小呈线性关系，包括：急性辐射病、慢性辐射病和其他辐射损伤；随机性效应指发生辐射损伤的几率与剂量大小有关的效应，这种效应不存在剂量阈值，即在小剂量照射的情况下，仍有可能发生，包括：辐射致癌变、辐射至遗传性改变。虽然随机性效应没有剂量阈值衡量辐射危害，但却可以将辐射致癌效应的发生概率与射线剂量进行联立，以评估辐射危害。
（终于到了定量分析辐射危害的这一步，马上就要胜利了！）
④随机性效应辐射危害
随机性效应的辐射损伤主要体现在辐射致癌和辐射至遗传风险上，而高剂量与辐射致癌风险呈线性关系在国际上是公认的，但对于低剂量的致癌风险国际上一直存在分歧，主要有三种假说：线性无阈假说、线性有阈假说和低剂量有益假说。
照片来源：牛延涛教授在一次线上培训中使用（未查询到文献出处）
解读：线性无阈假说主要认为辐射可能诱发基因突变，因此就有诱发癌变的可能，虽然目前没有证据表明低剂量辐照与致癌风险的相关性，但这可能是因为调查方法的局限所导致，因此ICRP给出了一个很保守的假说，即：人体只要接受辐射，就有导致癌变和不良遗传效应的风险，且接受剂量越高，风险越大。目前ICRP和世界多国的卫生防护部门（包括我国）均依据线性无阈假说制定辐射防护基本原则。
线性有阈假说主要依据是机体具有各种修复机制，在一定剂量下的辐射损害能够被机体修复，且根据日本原爆的流行病学调查发现：接受低剂量照射（250mSv以下）的群体和未经照射群体发生白化病、实体癌的几率并无差别。
低剂量有益假说是因为大量流行病学调查并未发现低剂量的辐照会增加致癌的风险，相反有部分研究表明低剂量照射群体的致癌率低于普通群体，有部分学者将这一现象解释为激效，推测可能是低剂量辐照增加人体抵抗力。1993年联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）定义200mSv以下为低剂量，250mSv以上为高剂量，并认可了低剂量辐射使致癌风险下降的结论。但由于低剂量有益假说证据有限，ICRP组织仍沿用保守的线性无阈原则。
很意思吧，辐射还有可能是有益的。对于低剂量辐照是利是弊我们暂且不论，但即使有利我们也不可能为了降低致癌率专程做个CT吃点射线，留着受照剂量在日后生病做检查的时候用，岂不美哉。所以我们更应关注高剂量（250mSv）使致癌风险大大提高，对照CT各部位检查辐射剂量可知：250mSv约等于125次头CT或35次胸CT或20次腹盆CT平扫或3次腹盆CT平扫+增强。
这就需要警惕了：3次腹盆平扫+增强已经超过250mSv，也就是说一定会增加致癌风险。在临床中这一数据似乎并非遥不可及。
数据来源：《实用医学影像技术》第2版
解读：对于辐射致癌效应，可见上表，如：乳腺的致死概率为20*10-4/Sv，表示乳腺接受1Sv辐射剂量，诱发致死性癌的概率为万分之20。若全身接受1Sv照射，那么患致死性癌症的概率为万分之500。不过本数据仅统计致死性癌，非致死性癌并未统计入内。根据国际放射防护委员会标准：人体辐射总危险度为0.0165/Sv，也就是说1Sv的照射会增加万分之165的致癌率。乍一看两个数据似乎有些矛盾：同样受到1Sv照射，患致死性癌居然低于患所有癌症的概率。这其实是因为照射范围的不同，前者是指全身受到1Sv的照射，后者则是指任意部位的1Sv照射，可用有效剂量的1Sv代替。
所以可得：一次头部CT患癌的概率为万分之0.33，一次腹盆增强患癌的概率为万分之15。
辐射至遗传效应的研究更加艰难，除了动物实验只有日本原爆后的流行病学调查研究。UNSCEAR与美国国家科学院电离辐射生物效应委员会（BEIR）报告大量动物实验数据指出倍加剂量约为1Sv，即：1Sv的照射下，下代群体遗传性疾病发生的概率为天然本底的一倍。但有数据指出该结论很保守，实际倍加剂量约为4Sv。
而1Sv约等于500次头CT平扫或11次腹盆CT平扫+增强；4Sv约等于200次腹盆CT平扫或45次腹盆CT平扫+增强。
⑤确定性效应剂量阈值
数据来源：《实用医学影像技术》第2版
解读：由于医源性辐射检查单次剂量较小，因此均以高度分割的总当量剂量为准，可知卵巢永久性不育的剂量阈值为6Sv、眼晶体浑浊的剂量阈值为5Sv、白内障的剂量阈值为8Sv、
除表格内容外，多分次长期照射引起皮肤红斑的阈剂量估计值为30Gy。
换算为单次CT检查辐射剂量相信大家也能算出来，眼晶体浑浊的5Sv需要83次头CT平扫，白内障需要133次头CT。
局限性
四
全文为了计算的方便，省略了很多严谨的推理和实践，比如：一次腹盆CT平扫的剂量并不一定刚好等于腹部平扫的剂量+盆腔平扫的剂量；对于头颅平扫我们使用的是步进式扫描的剂量参考水平，而软件里只有一种螺旋扫描方式；由于种种原因导致使用软件模拟的数据并没有完全还原剂量参考水平；虽然软件里设置了是否考虑过扫描的辐射剂量，但不同设备、不同扫描方案的过扫描范围差别较大，无法统一评判，因此本文未考虑过扫描导致辐射剂量。另外还需要强调以上计算方案都是建立在估算的基础上，因此计算结果仅供参考，即使计算的精度能够确保，也存在不同人对射线耐受程度的差异，所以全文所做的努力只能为人体实际受到剂量和危害提供参考，而不能等同。
尾声
五
除此之外，其实还有很多特殊群体和特殊环节的辐射剂量及其危害值得关注，比如：备怀孕期间、哺乳期间、儿童发育阶段、陪检人员和专业从业人员等，部分问题已经陆续有学者和文献关注报道，可以在知网和PubMed上查阅学习。
全文就到此为止了，其实对于辐射剂量和危害我还有许多需要学习的知识，由于知识层面的浅薄可以会带来一些理解或结论上的问题，在此欢迎各位老师批评指正。
把这些写出来主要是想强调CT虽好，但别拿辐射不当回事！
参考材料
六
1.中华人民共和国国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002
2.医学物理世界《CT辐射剂量的测量、报告和管理》
3.爱影联盟《CT辐射剂量到底是如何计算出来》
4.中华人民共和国国家标准《X射线诊断中受检者器官剂量的估算方法》GB/T16137-2021
5.中华人民共和国卫生行业标准《X射线计算机断层摄影成年人诊断参考水平》WS/T637-2018
6.中华人民共和国国家职业卫生标准《电离辐射所致眼晶状体剂量估算方法》GBZ/T 301-2017
7.Suzuki, S., Furui, S., Ishitake, T., Abe, T., Machida, H., Takei, R., Ibukuro, K., Watanabe, A., Kidouchi, T. and Nakano, Y. Lens exposure during brain scans using multidetector row CT scanners: methods for estimation of lens dose. Am. J. Neuroradiol. 31, 822–826 (2010).
8.《实用医学影像技术》第2版余建明、李真林
9.北京大学医学部放射医学教研室李载权《电离辐射的远后效应》
10.《辐射防护》改订三版【日】江藤秀雄等著，崔朝晖译
11. 刘海宽,丁爱平,徐榭.VirtulDose:一个新的计算CT扫描所致器官剂量的软件工具[J].中国医疗设备,2013,28(10):1-5.
12.牛延涛教授的一次线上培训课
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