随着数字X射线摄影(digital radiography, DR)技术在影像医学的应用日益广泛,床旁DR检查凸显出其在临床上的便捷性和实用性,尤其是对于新生儿、危重患者及活动受限的患者,床旁X射线摄影可以免除患者移动而完成x射线摄影检查[1, 2]。床旁x射线摄影为临床医疗带来便利的同时,存在着对病房内邻近患者和医务人员辐射的问题。如何有效的实施床旁X射线摄影辐射防护,是值得关注的课题。本研究采用胸部仿真体模,模拟使用不同铅当量防护屏时床旁DR检查环境,对比分析不同铅当量防护屏使用前后受检者及相邻患者辐射剂量的变化,为床旁X射线摄影实施科学的辐射防护提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 材料本实验体模(模拟受检者)为日本Kyoto Kagaku公司生产的Lungman N1型亚洲男性胸部仿真体模(体厚20 cm, 胸围94 cm),其仿真组织与真人相似,包括肺血管、纵膈和部分腹部结构。采用重庆信远射线防护设备有限公司生产的5种铅当量分别为0.125、0.175、0.25、0.35、0.5 mm的铅防护屏(210 cm × 145 cm)。使用北京光润意通辐射监测设备有限公司生产的热释光剂量计(thermoluminescent dosimeters, TLD),TLD片在使用前经过标准高温退火处理。
1.2 设备日本岛津公司生产的Mobile DaRt Evolu-tion型数字化移动式X射线摄影系统,具有高压逆变髙压发生器(频率60 kHz),非晶硅(a - Si)平板探测器,像素为2208 x 2688, 成像范围最大为35 cm ×43 cm(14英寸×17英寸),4096灰阶(12 bit),高压发生器输出功率为32 kW,最大输出电压为133 kV, 最大输出电流为320 mA, 电压和电流可手动调节。采用FJ - 427A1型微机热释光剂量计读出器仪(北京核仪器厂)读取实验回收的TLD片。
1.3 实验方法将体模置于高度为70 cm的检查床上,体模的长轴与检查床长轴平行射线管中心线垂直体模正中射人,源皮距(source to skin distance, SSD)为100 cm, 调整X射线照射野为35 cm ×43 cm,X射线人射点处记为A点(模拟受检者检测点空气比释动能);按照标准病房的实际情况,在体模右侧垂直地面悬挂铅防护屏(距体模身体正中线50 cm),铅防护屏与检查床长轴平行, 作为模拟的辐射屏蔽现场。距体模X射线中心线人射点右侧150 cm处(模拟标准病房内相邻的患者)悬挂一根细绳,中心线入射点相同的高度处记为B点(模拟相邻患者检测点空气比释动能),如图 1所示。
在移动DR控制台录入检查信息,选择胸部摄影,关闭自动曝光控制(automatic exposure control, AEC),手动调整摄影参数为120 kV、32 mAs。分别在A、B点放置3个TLD片后,为减少因设备曝光条件不稳定引起的误差,每组实验重复曝光5次,曝光结束后取下TLD片标记,放人干燥密闭铁盒内3然后依次在体模的右侧垂直悬挂5种规格铅当量分别为0. 125、0. 175、0. 25、0. 35、0. 5 mm的铅防护屏,重复以上步骤放置TLD片、曝光、收集TLD片,依次完成不同厚度铅防护屏的检测。
1.4 辐射剂量读取回收的TLD片在曝光后24 h内在重庆市疾控中心剂量实验室读取剂量值。FJ- 427A1型微机热释光剂量仪在使用前预热30 min,然后用3粒TLD本底片测量本底剂量,再放人经实验曝光的TLD片读取剂量值, 该剂量值读数乘以校正因子k后得到该点实际剂量值,即为A、B两点的累计空气比释动能(5次曝光剂量)。
在临床实际工作中,床旁DR摄影胸部正位检查摄影参数多采用120kV、1.6mAs。为了保证TLD片读取的准确性(使用防护屏后,相邻患者检测点空气比释动能极低),本实验采取提高mAs 20倍(即32 mAs)并重复曝光5次的方法。故最终得到的受检者及相邻患者检测点空气比释动能分别为实验读取的A、B两点的0.01倍。
1.5 统计学分析采用SPSS 19.0统计软件包,对使用5种铅当量的铅防护屏前后,受检者及相邻患者检测点空气比释动能进行t检验,P< 0.05时差异有统计学意义。使用铅防护屏后患者辐射剂量的降低率= (使用前患者检测点空气比释动能-使用后患者检测点空气比释动能)/使用前患者检测点空气比释动能。
2 结果使用5种铅当量的铅防护屏前后, 受检者检测点空气比释动能见表 1。使用铅防护屏前与使用5种铅当量的防护屏后受检者检测点空气比释动能比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。
使用5种铅当量的铅防护屏前后,相邻患者检测点空气比释动能见表 2。使用铅防护屏前与使用5种铅当量后相邻患者检测点空气比释动能比较, 差异均有统计学意义(P < 0.05)。
使用5种铅当量分别为0. 125 mm、0. 175 mm、0. 25 mm、0. 35 mm和0. 5 mm的铅防护屏后,相邻患者检测点空气比释动能的降低率分别为36. 68%、45.56%、53.25%、59.76%和68.05%,见图 2。
DR采用的探测器在量子检出率和动态范围上明显优于传统X射线系统及CR系统,可以用低的辐射剂量下获得优质的图像质量[3-4],DR床旁X射线摄影在临床上得到的广泛应用。但DR床旁X射线摄影在实际应用中,很多情况下,没有对周围无法转移的相邻床位患者采取有效的屏蔽防护措施,他们接受了不必要的电离辐射。在医学实践中,受检人群所接受的辐射剂量应该遵循可合理达到的尽量低(as low as rea-sonably achievable, ALARA)的原则[5]。临床上,DR床旁摄影最常见的摄影部位为胸部正位,国内外学者[6-7]对其研究多在无屏蔽防护措施的情况下直接测量受检者及周围环境的辐射剂量。
目前床旁X射线摄影的防护,常采用移动式铅防护屏,可以减少周围患者的辐射剂量。移动式铅防护屏的铅当量越大,辐射防护效果越好,但造价会相应增加,且铅防护屏也会越沉重,给操作者带来极大不便。况且,移动式铅防护屏最大为三屏折叠结构,屏蔽面积有限并有缝隙。因此, 探索更为有效的床旁X射线摄影辐射防护措施具有现实意义。本实验试图通过模拟床旁DR摄影检查环境的方法,比较分析不同铅当量防护屏使用对相邻患者的影响,评价不同铅当量软性材料防护屏的防护效果。
本实验用X射线衰减与真人等效的仿真胸部体模,模拟DR床旁摄影检查环境,并用TLD片测量模拟受检者及邻近患者检测点空气比释动能,以评价使用5种规格铅当量分别为0.125、0.175、0.25、0.35、0.5 mm的铅防护屏前后,受检者及相邻患者的辐射剂量变化情况。
实验证明,使用5种不同铅当量的防护屏前后,受检者检测点空气比释动能差异均无统计学意义(P > 0.05), 说明床旁DR检查时使用本组防护屏对受检者没有明显的影响。胸部正位床旁DR检查时, 使用铅防护屏前与使用5种铅当量后相邻患者检测点空气比释动能比较,差异均有统计学意义(P < 0. 05)。使用5种铅当量防护屏后,无法转移的相邻患者检测点空气比释动能分别降低了36. 68%、45. 56%、53. 25%、59.76%和68.05%。
综上所述,使用铅防护屏与否,不影响受检者的辐射剂量,但可以减少病房内其他相邻患者的辐射剂量。当铅防护屏的铅当量达到0. 25 mm时,其额外接受的辐射剂量可以降低50%以上,铅当量达到0. 35 mm时, 辐射剂量可以降低近60%。
本实验存在一定的不足:只选择铅当量为0. 125 mm至0.5 mm的5种铅防护屏实验;只屏蔽了一个方向的射线,没有将受检者其他方向上的射线也屏蔽处理; 仅测量了右侧相邻患者检测点空气比释动能,没有进行多空间检测点的辐射剂量检测。但本实验结果证明了不同铅当量防护屏与防护效果的相关性,其结论为床旁X射线摄影辐射防护合理科学的运用提供了理论依据,为课题组下一步制作床旁X射线摄影防护罩积累了数据资料。
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