在1985年以前, 我国医用诊断X射线工作者普遍缺乏个人剂量资料, 这给医用X射线诊断工作人员的辐射流行病学研究带来了较大困难。目前国内采用张良安教授等人创立的归一化工作量剂量估算方法对医用诊断X射线工作者所接受的剂量进行了估算, 该方法通过调查医用诊断X射线工作者的场所辐射水平, 典型工作量、工作负荷及工作量与接受剂量的关系, 并在此基础上进行模拟估算^{[1, 2]}。

牙釉质ERP(电子自旋共振)剂量学方法作为一种剂量重建的直接剂量测定方法, 最早用于1984年对原子弹幸存者进行个体剂量估算, 此后由于其具有测量的准确性和可信度高、过程简单、无破坏性等优点.从而在剂量重建中应用日益广泛。牙釉质的EPR剂量重建技术以测定辐射所致牙釉质羟基磷灰石中的自由基为依据, 其中已知最稳定的自由基是CO₂^-, 其寿命在25℃下可达10⁷a。在50mGy~100Gy事故剂量范围内, 此自由基含量的增加与剂量增加呈线性关系^[3]。

笔者利用牙釉质EPR(电子顺磁共振)剂量学方法对收集到的来自14名X射线工作者的19颗牙齿进行剂量重建, 并与归一化方法所得结果进行比较。

1 材料和方法 1.1 牙齿样品的收集与制备

刻度样品:选取臼齿和前臼齿, 尽量挑选牙釉质组织发育健全、受龋齿病破坏程度轻、表面光滑平整的牙齿, 剔除有牙片史的牙齿。因X射线工作者牙齿收集比较困难, 对牙齿状态要求不高, 采用医用X射线工作者射线接触史调查表记录医用X射线工作者的工作信息, 主要记录牙齿捐献者的性别、年龄、牙齿位置、工作史。

将收集的牙齿先用机械法分离牙冠和牙根, 然后分离牙釉质和牙本质, 用2M的NaOH浸泡几天, 用蒸馏水超声清洗, 烘干, 用研钵研棒捣碎, 用0.5~1mm的标准筛过筛, 再次蒸馏水超声清洗, 60℃以下烘干, 避光保存一周以上。将医用X射线工作者提供的牙齿分为舌面和颊面提取牙釉质。

1.2 刻度样品的照射

利用中国医学科学院放射医学研究所的²⁴¹Am辐射源辐照刻度样品, 将制备的牙釉质粉末混合均匀, 每150g作为一个样品, 辐照五个剂量点, 每个剂量点两个样品, 各剂量点的牙釉质剂量分别为:335、643、992、1272、1579 mGy。采用TLD元件控制受照剂量, 不确定度为3%。

1.3 牙釉质样品EPR谱测量

测量仪器为中国医学科学院放射医学研究所的A300-8/2.7电子自旋共振波谱仪(ERP), 德国布鲁克公司生产, 2007年装机。测量参数如表 1所示为:

1.4 拟合牙釉质样品EPR谱, 得出剂量

根据吴伟章博士编写的谱图处理程序^[4], 将测量的牙釉质EPR谱进行解谱分析, 得到每个EPR谱的RIS幅度, 对已知剂量D牙釉质和其对应的RIS幅度做线性回归可得式(1):

(1)

式中:I_RIS是对应剂量点的RIS幅度, a和b分别是回归线斜率和截距。可根据式(1)得出由RIS幅度求出牙釉质吸收剂量的表达式(2):

(2)

式中:m是受照者提供牙齿的牙釉质样品的质量, 将其RIS幅度换算为150mg样品的幅度, K_slo=1/a, Dint=b/a。

1.5 误差评估

用一个半经验公式来估算EPR测量和拟合结果的标准误差, 这个半经验公式是基于下面的考虑而得到的。首先, 有一个误差常数, 是由测量偏差(measurement bias)的个体值变化造成的; 其次, 有一部分误差跟样品质量有关, 因为RIS幅度对样品质量进行了归一化, 因此该部分误差跟样品质量成反比; 还有部分误差是由于牙釉质灵敏度和剂量响应曲线的不确定度造成的。公式中的参数在剂量刻度实验中确定^[5]。如式(3)所示

(3)

式中Er是剂量测定的总误差, Er₁=36mGy, 是误差常数; Er₂=19.27mGy, 是跟样品质量有关的误差; m/150是样品质量(mg)用刻度样品质量150mg归一化; Er₃=0.17, 是与剂量相关的误差系数。

2 结果 2.1 建立剂量响应曲线

如图 1所示为建立的刻度样品的剂量响应曲线, 可通过式(4)得出牙釉质的吸收剂量。

(4)

2.2 X射线工作者牙釉质样品EPR剂量重建结果

表 2列出了14名X射线工作者的牙釉质剂量重建结果, 参加工作的年代在1953~1979年之间, 50年代的有4名, 60年代的有5名, 70年代的有5名, 工作者N提供了六颗牙齿, 包括切牙、侧切牙、前臼齿、臼齿、智齿。一共得到19个牙釉质剂量值, 考虑到太阳光紫外线的影响, 选取前臼齿、臼齿、智齿的舌面牙釉质剂量值作为X射线工作者的受照剂量, 其范围为89~870mGy。

3 讨论

根据张良安教授等人创立了归一化方法工作量估算方法对医用诊断X射线工作者进行了估算, 对于超过81.5%的工作者, 其个人累积剂量在20~800mGy的剂量范围内^[6], 这与本研究的结果基本一致。说明利用牙釉质EPR剂量学方法对医用X射线诊断工作者进行剂量重建是可行的。

工作者N提供了六颗牙齿, 这种标本是非常珍贵的, 它反映了同一工作者不同位置处牙釉质的剂量变化, 切牙和侧切牙的牙釉质剂量值远大于臼齿和智齿, 颊面剂量大于舌面剂量, 由此在选择牙齿样品进行剂量重建时要优先选择臼齿和智齿样品。

由于1985年以前的医用诊断X射线工作者的牙齿样品收集起来比较困难, 本研究是阶段性研究, 下一步工作是多收集一些医用X射线工作者的牙齿样品找出规律性的研究结果。