要重建我国医用X线诊断工作人员的辐射剂量,在进行其受辐照特征分析的基础上,另一重要的问题是建立一种重建的模型。附图是建立这种模型的一个方法的流程图。由于1985年以后我国已开始具有个人剂量监测资料,因而本文的重点将放在1985年以前这类人员的辐射剂量重建(Radiation Dose Reconstruction)上。
若用X代表佩带在职业人员身体表面的个人剂量计的监测值(单位为R),相应位置空气中的比释动能(Ka, 单位为mGy)由下式计算:
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其中g是初始次级电子引起的韧致辐射的贡献,在X线诊断情况下可以忽略,因而(1)式可改写为:
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为了考虑问题的方便,我们首先考虑个人剂量监测位置的皮肤剂量(Ds)。由(2)式可得:Ds = Ka(μen/ρ)m/(μen/ρ)a
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其中(μen/ρ)m/(μen/ρ) a分别是媒质和空气的质能吸收系数,f = 8.76 (μen/ρ)m/(μen/ρ) a。
无个人剂量监测资料的情况1985年以前,我国这类工作人员都缺乏有效的个人剂量监测资料,但在部分医院中可以从他们的医务档案中查出工作量和X线机基本情况的资料,医用X线诊断工作场所防护状况,和工作条件随时期的变化情况也可通过调查得到。因而,这些信息应是进行剂量重建的基础。
1 剂量估算模式的理论推导 1.1 剂量估算模式如果用XK代表K类工作条件下X线诊断工作场所特定处测泔的照射量率值,其单位为R/S,TK代表职业人员在这类条件工作时X线的有效发射时间(其单位为S); 若再考虑职业人员身体的反向散射的修正(BK), 等式(3)中的X可用下式求得:
从而,职业人员身体表面特定位置处的皮肤剂量可用下式估算:
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直接用等式(4)进行剂量估算还十分困难,为此,下面本文将用数学的方法对等式(4)进行一些变换:
假设FK = fKBK,等式(4)可变为:
若用WK代表这类职业人员在K类工作条件下的工作量(诊断例数),GK代表单位工作量下X线的有效发射时间,因而Tk = GkWk,这样等式(4)可改变为:
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等式(9)是本剂量重建方法中最基本的数学模式,为了便于理解(9)式中的有关量,再假定:W = ΣγKWK
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从等式(6)可知γk是对不同工作条件,由于X线的有效发射时间和场所的照射量率的差异引起的修正,而且它已按1类工作条件归一化,因而我们把γk简称为归一化修正系数。从而把γkWK简称为K类工作条件下的归一化工作量,把W简称为累积归一化工作量。因而P强单位累积归一化工作量时职业人员身体表面特定位置处的皮肤剂贷值。
2.2 器官剂量估算模式当用(9)式估算出皮肤剂量后,可用以下等式估算其器官剂量:
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其中CT是职业人员身体表而特记位置处的皮肤剂量转化为T器官的器官剂量时的转换系数。CT是用一人体逼真模型在主要工作类型的条件下,用模拟测量的方法确定的。
2 估算模式中有关量的确定如果我们能确记出等式(9)中的P,γk, 和WK,则我们就可用这个等式方便的进行皮肤剂量的估算。因而,整个剂量重建方法的关键在于如何确定P,γk和Wk。
2.1 如何确定γk在确定时要考虑每一个影响因素及其它们的各种组合因素是非常困难的工作。主要包括X线机条件,防护条件,X线机工作状况,诊断类型等因素的变异引入的修正,由于X线机工作状况随机性较大,很难对每台X线机、每人的操作进行模拟测量,因而只能通过流行病学方法,确定出有代表性的X线机工作状况进行模拟测景并辅之一X线机工作状况变化对实验结果的影响实验,即可对这方面的结果进行修正。按其中主要的影响因素可分为二大类,一类与工作场所有关,另一类与工作类型有关。
首先考虑与工作场所有关的主要影响因素,不可能对所有的工作场所均进行模拟测量,但可把应用频度大、剂量结果影响大的工作场所归纳为下面的11种类型:
2.1.11969年以后生产的大容贵(>100mA)X线机工作场所;
2.1.21969年以后生产的小容量(< 100mA)X线机工作场所;
2.1.31960~1969年生产的大容量(> 100mA) X线机工作场所;
2.1.41960~1969年生产的小容量100mA)X线机工作场所;
2.1.51950~1959年生产的老式X线机工作场所;
2.1.61940~1949年生产的老式X线机工作场所;
2.1.71940年以前生产的老式X线机工作场所;
2.1.8可携式X线机工作场所;
2.1.9进行过“管集屏”及“影像增强”防护改进的各类旧式X线机工作场所;
2.1.10进行过“立地屏”防护改进的各类旧式X线机工作场所;
2.1.11进行过“隔室”防护改进的各类旧式X线机工作场所及具有电视系统的各类X线机工作场所;
在另外一篇文章中我们已论述到了工作类型的基本特征。在我国尤其是1985年以前,胸部透视、腹部透视、胃肠检查及胸部摄片是M主耍的诊断检查类型,它们占总沴断频度的85%以上。因而在剂量重建中将主要考虑上述的工作类型。
应当说明的是,应用等式(6)来估算各类工作条件引入的修正系数时,我们将胸部透视情况下,1969年以后生产的大容量(> 100mA) X线机工作场所中进行胸部透视时模拟测得的Xk,Gk,Fk为归一化计算的基础,并分别用Bx,Bg和Bf代表,从而等式(6)可改写为:
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在医用诊断X线的情况下,可以认为Fk≈Bf, 因而上式可进一步简化为下式:
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① 胸部透视的情况
在胸部透视的情况下,对于1~11类工作,所有Gk = Bg,则等式(13)可改变为如下的形式:
(14) |
因而,在胸部透视的情况下,只需用模拟测量的方法,测出上述11类工作场所Xk的代表值,则很容易应用等式(14)求得各类型的γk。
② G.I.检查的怙况
在G.I.检查的情况下,对于1~11类工作场所有Gk=GI,则等式(13)可改变为如下的形式:
(15) |
因而,在G.I.检杏的愦况下,耍确γk各类工作场所的作,不但需要用模拟测量的方法,测量出上述11类工作场所Xk的代表值,而且需要测量1类工作场所每人次胸部透视检查时的X线有效发射量(Bg)和一类G.I.检杳时的X线有效发射量(GI)。
③ 腹透检查的情况
在腹透检丧的情况下,对于1~11类工作场所有Gk=GI,则也可用等式(15)来确定γk,但应注意的是,此时的GI是腹透检查情况下测得的而不是G.I.检查情况下测得的。
④ 各类摄片检查
在这种情况下,可直接用等式(13)来确定各类工作场所的γk,这时不但需要用模拟测量出各类工作场所Xk的代表值,而且需要测量各类工作场所每人次检查时的X线有效发射量Gk。
2.2 如付确定Wk确定Wk有二种方法:一是某职业人员有确切的工作量资料时,可直接应用这些资料来确定Wk; 二是无工作量资料时,可以应用下述的典型工作量资料(表 1)。表 1中的工作量资料是从医院的档案资料中查得并经统计分析而得出的。表中的类型码用如下方式确定:因为影响工作量的主要因素是工作人员所处的医院类型、诊断工作的时期、和工龄。按照上述的三种因素,把获得的工作量资料用下述的28种类型进行了分类统计,其分类统计结果列于表 1。各类型码的含义列于表 2, 表 1中的第28类为仅摄片的职业工作人员。
如果用TLD方法通过个人剂量监测,不难测得职业人员身体表面特定位置的皮肤剂量(Ds); 与此同时,我们可以登记相应职业人员的工作量及其工作条件,首先估算出W,再用等式(10)可估算出P值。
2.4 关于附加防护设施的修正问题这里的附加防护设施,主要指铅椅和铅围裙的使用与否引入的修正。应当说明的是,前述的模式并进行这种修正,因而用等式(9)估算的结果还应进行铅椅和铅围裙使用情况的修正。这种修正分为:有铅椅用铅围裙;有铅椅未用铅围裙;无铅椅用铅围裙;和无铅椅未用铅围裙四种情况。这四类情况的修正系数可以通过模拟测量的方法求得。对于上述的第10和11类工作场所,不必进行这种修正。还应特别注意的是,在其余的9种工作场所中确定其值时,除第8类工作场所是在无铅椅未用铅围裙的情况下得出的外,其它均在有铅椅未用铅围裙情况下求得。
2.5 关于重建模式的应用范围一般来说,上述的估算结果只适用于流行病学分析的群体分析。若需进行个例调查时,原则上可以套用此模式进行估算,但应十分注意对其机器工作状况,操作技术水平,附加防护设备的应用,非正常受照和工作等方面的修正,否则结果差异太大。