气候变化与急诊医学影像使用的关系研究

学术背景

气候变化及其相关的环境暴露对人类健康产生了显著的负面影响，导致医疗服务的需求增加。高温暴露和空气质量下降与急诊科就诊和住院人数的增加密切相关。随着全球气温的持续上升，热浪的频率和强度预计将进一步增加。气候变化及其根源通过两种方式导致空气质量恶化：首先，燃烧化石燃料和其他人类活动向大气中释放有害污染物，导致温室气体排放；其次，气候变化的影响，如环境温度升高和更频繁的野火，也增加了空气污染，包括细颗粒物（PM2.5）和地面臭氧。PM2.5是一种直径小于或等于2.5微米的细颗粒物，由于其微小尺寸，可以被吸入人体，对人类健康构成重大威胁。

放射学在复杂医疗系统中占据核心地位。一方面，医学影像的提供会产生大量的温室气体排放，因此需要采取缓解措施以提高环境可持续性；另一方面，需要制定适应策略以应对当前和未来气候变化的影响。然而，关于气候相关环境暴露与短期影像使用量之间关系的数据仍然缺乏，这阻碍了放射科部门的应急规划。因此，本研究旨在确定短期暴露于环境高温和颗粒物空气污染与急诊科医学影像使用之间的关联。

论文来源

本研究由来自多伦多大学医学影像系的Kate Hanneman博士及其团队完成，团队成员还包括来自哈佛大学公共卫生学院、多伦多大学健康网络等机构的学者。论文于2024年11月发表在《Radiology》期刊上，题为《Increased Emergency Department Medical Imaging: Association with Short-Term Exposures to Ambient Heat and Particulate Air Pollution》。

研究设计与方法

研究设计

本研究采用回顾性时间分层病例交叉设计，分析了2013年1月至2022年12月期间，多伦多市中心四家学术医院（多伦多总医院、多伦多西部医院、西奈山医院和圣迈克尔医院）急诊科的每日影像使用数据，并将其与当地每日环境数据（包括PM2.5和环境温度）进行关联。病例交叉设计通过控制所有已知和未知的个体和区域协变量（如年龄、性别、种族和行为风险因素）来减少混杂因素的影响。时间分层方法进一步考虑了环境暴露的时间趋势，允许同时控制多年长期趋势、未测量的时间变化混杂因素的影响以及星期几的影响。

数据来源

每日影像使用数据基于急诊科患者直接记录的影像检查请求和执行情况。每日急诊科就诊人数（患者量）也被记录。影像使用数据按影像模式（CT、X光、超声和MRI）和器官系统（胸部、腹部、神经和肌肉骨骼影像）进行分层。环境暴露数据包括每日平均环境温度和PM2.5浓度，数据来源于公开的历史直接测量数据。

统计分析

研究使用条件泊松回归模型来评估每日影像使用与环境暴露之间的关联，控制星期几、月份和年份的影响。结果以超额相对风险和超额绝对风险表示，基于发病率比（IRR）及其95%置信区间。研究还计算了平均每日PM2.5和温度的移动平均值，以考虑滞后暴露效应。影像使用数据按影像模式和器官系统进行分层分析。

研究结果

急诊科影像使用情况

在2013年至2022年期间，四家急诊科共进行了1,666,420次影像检查，平均每天428次。其中，X光检查790,619次，CT扫描508,950次，超声检查187,289次，MRI检查15,953次。平均每日急诊科就诊人数为659人次。影像使用量和急诊科就诊人数在2020年有所下降，随后逐渐恢复。

环境暴露情况

2013年至2022年期间，平均每日环境温度为9.0°C，平均每日PM2.5浓度为7.9 μg/m³。研究期间共有602个高温暴露日（平均温度>20°C）和552个空气污染暴露日（平均PM2.5>12 μg/m³）。

高温暴露与影像使用

平均环境温度与影像使用量在暴露当天（lag 0）和随后的1至4天（lag 1-4）显著相关，其中暴露当天的效应最大。2日移动平均温度每上升10°C，影像使用量总体增加5.1%（IRR=1.051）。高温暴露日（平均温度>20°C）与当天影像使用量增加2.0%相关。

空气污染暴露与影像使用

平均PM2.5浓度与影像使用量在暴露当天和随后的1至5天显著相关，其中暴露后1天（lag 1）的效应最大。3日移动平均PM2.5浓度每上升10 μg/m³，影像使用量总体增加4.0%（IRR=1.040）。空气污染暴露日（平均PM2.5>12 μg/m³）与当天影像使用量增加2.4%相关。

影像模式与器官系统分层分析

高温和空气污染暴露与X光和CT使用量的增加显著相关，但与超声和MRI使用量的增加无关。按器官系统分层分析，高温和空气污染暴露与胸部、神经和肌肉骨骼影像使用量的增加显著相关，空气污染暴露还与腹部影像使用量的增加相关。

讨论与结论

极端气候暴露与医疗需求增加密切相关，包括急诊科就诊。然而，关于环境暴露与影像使用之间关系的数据仍然有限。本研究通过时间分层病例交叉分析，发现短期暴露于高温和PM2.5与急诊科影像使用量的增加显著相关，尤其是X光和CT的使用量。尽管单个日效应较小，但累积影响显著。这些结果为未来研究提供了基础，有助于探索气候变化对医学影像的长期影响，并制定应对策略。

研究亮点

1. 重要发现：短期暴露于高温和颗粒物空气污染与急诊科X光和CT使用量的增加显著相关。
2. 方法创新：采用时间分层病例交叉设计，有效控制了混杂因素，提供了可靠的环境暴露与影像使用关系的数据。
3. 应用价值：研究结果为放射科部门应对气候变化相关影像需求激增提供了依据，有助于制定应急规划。

研究意义

本研究首次系统探讨了短期环境暴露与急诊科影像使用之间的关系，填补了相关领域的空白。研究结果不仅具有重要的科学价值，还为医疗系统的应急规划和环境政策的制定提供了数据支持。随着气候变化和空气污染问题的加剧，这些发现将有助于医疗系统更好地应对未来的挑战。