2. 济南大学 山东省医学科学院医学与生命科学学院;
3. 济南市济钢医院;
4. 济南市口腔医院
2. School of Medicine and Life Sciences, University of Jinan-Shandong Academy of Medical Sciences;
3. Jinan Jigang Hospitul;
4. Jinan Stomatological Hospital
牙齿健康是人体健康的重要组成部分,世界卫生组织将牙齿健康确定为人体健康十大标准之一。随着经济水平的发展和人民群众健康意识的提高,牙齿健康已经引起越来越多人的关注。口腔颌面全景检查作为一种影像检查技术被广泛应用于临床,其临近敏感器官晶状体的防护也变得尤为重要。由于目前所使用的放射防护用品,如铅眼镜,铅面罩等多适用于放射诊疗工作人员,遮盖面积较大,若用于受检者晶状体防护,则容易出现上颌骨被遮挡,X光片出现伪影等问题,故临床上几乎无法为受检者佩戴晶状体防护用品,致使晶状体直接暴露于X射线照射下。
为了降低电离辐射诱发白内障的可能,国际放射防护委员会ICRP将职业照射眼晶体的年剂量限值有150 mSv下降至20 mSv[1],同年,国际原子能机构(IAEA)采纳了该值[2]。可见晶状体受照问题已经被各机构重视,在国际辐射防护协会(IRPA)及ICRP不断强调晶状体敏感性和重要性的背景下,为了解受检者晶状体在颌面全景检查中所受的剂量并针对性的提出措施,本实验将利用仿真人体模型,针对常用的颌面全景扫描条件,对受检者晶状体受照剂量进行研究。
为了更加准确的模拟颌面全景检查中受检者眼晶体所受剂量,本实验采用了由国际辐射剂量单位与测量委员会(ICRU)48号报告[3]命名的“成都剂量体模”(Chengdu Dosimetric phantoms)的成年男性体模头模模拟受检者,“成都剂量体模”按照中国人种体型设计,采用无金属添加剂全能谱辐射等效材料,使模体对于射线的反散射更加接近于真实人体,使得测量结果更加准确,更加具有代表性。
1 材料和方法 1.1 仪器设备颌面全景X射线机:芬兰普兰梅卡(Planmeca)Promax型口腔全景机、芬兰普兰梅卡(Planmeca)Proline型口腔全景机、德国西诺德(Sirona)ORTHOPHOS型口腔全景机。热释光剂量计:北京光润意通辐射检测设备有限公司产GR-200A热释光探测器LiF(Mg,Cu,P)片计,探测器为圆形,厚度0.4 mm,直径3.6 mm,分散性≤2.0%。测量设备:RGD-3B型热释光剂量仪,2000B型TLD远红外退火炉。成都方拓仿真技术有限责任公司产成都剂量模体(Chengdu Dosimetric phantoms)。
1.2 试验方法对于晶状体剂量计,目前国际上并没有统一的设计、转换系数和校准模体。本实验使用Hp(3)表征晶状体剂量,本实验所采用的晶状体剂量计采用正圆柱注水体模,医用诊断X射线质(PQR)进行校准,该正圆柱体模是欧洲合作项目提出的一种采用ICRU 4组织材料制作的体模,并给出能量和角度转换因子,这种模体能更够好的模拟晶状体的位置,具体说明见文献[4]。该Hp(3)剂量计校准模体及射线质较为接近颌面全景检查的实际情况[5-6],故本实验选取该剂量计用于表征颌面全景检查中受检者晶状体剂量。
1.3 实验内容根据临床常用颌面全景摄影检查项目,选取成年男性常用曝光条件,利用成年男性人体仿真头模,对晶状体受照剂量进行检测。颌面全景机曝光条件一般为60~90 kv,4~12 mA,为了避免曝光条件差异导致的剂量差异,本实验参考临床工作人员意见及机器自身设置,将曝光条件统一设置为68 kV、8 mA、14 s,根据相关研究,颌面全景检查中,受检者左右眼受照剂量相差不超过10%[5],故而本实验统一将TLD放置于受检者左眼。
1.4 实验步骤 1.4.1 制备热释光剂量计将热释光剂量片计置于退火皿中,使用2000B型TLD退火炉退火,退火温度设置为240°,退火时间10 min,退火结束后取出退火皿进行自然冷却,冷却结束后将热释光剂量片装入剂量计佩戴夹备用。
1.4.2 晶状体受照实验选取不同机器,将准备好的剂量计佩戴夹置于仿真人体头模晶状体处模拟受照,调节口腔颌面全景设备条件至实验设置值,将成都剂量模体(Chengdu Dosimetric phantoms)仿真人体头模置于检查位置处,并操作机器进行曝光,曝光完成后更换新的剂量计并重复以上操作。实验结束后,将受照后的剂量佩戴夹标记整理,以备测量。
1.4.3 铅眼罩式防护用品防护效果测试任选一台机器,即2号Promax型颌面全景机按1.4.2中方法进行试验后,使用0.35 mm铅当量眼罩式防护用品遮盖晶状体及剂量计,得到剂量计用以测量防护下的晶状体剂量,为防止铅眼罩后的剂量计检测结果过低,本步骤将在测量无防护和有防护时分别用颌面全景机连续曝光10次,以避免结果不准确。
1.4.4将采集的所有个人剂量计带回实验室,使用RGD-3B型热释光剂量仪对剂量计进行测量并对数据进行记录、整理、分析。数据分析软件为Microsoft Excel 2010。
1.5 质量控制本次实验所使用热释光元件均为同一厂家、同一批次产品。热释光元件退火、受照、测量均在一周内完成。实验所使用的颌面全景X射线机均按照国家标准要求进行了设备状态检测,检测结果合格;热释光剂量计及热释光剂量仪经中国计量科学院检定并在检定有效期内。热释光元件摆放方式和位置在全部实验中保持一致。
2 结果根据热释光剂量计的测量结果,在乘以刻度系数,即可得到颌面全景检查中,受检者眼晶状体受照剂量的大小。可用以下公式计算眼晶状体的当量剂量:
$ E=\eta(T L D) \times N_{T L D} $ | (1) |
式中,E代表颌面全景检查中受检者眼晶状体受照剂量,单位为μSv,η(TLD)代表刻度系数,值为0.75,NTLD为热释光剂量仪读数。
将现场收集的晶状体剂量计进行测量计算汇总后,各设备颌面全景检查中晶状体受照剂量结果见表 1。
从表 1中可以看出,不同设备在相同曝光条件下,晶状体受照剂量结果接近,同一设备多次曝光的结果也接近,故而表中数据基本可以代表日常临床检查中受检者晶状体所有剂量。根据实验结果,颌面全景检查中受检者晶状体受照剂量为(46.37±6.41)μSv。
对2号机器即Promax型颌面全景机按1.4.3方法进行实验后,晶状体剂量计防护前后受照结果见表 2。
根据表 2中的测量结果,30次曝光总剂量为1 257 μSv,故该设备单次曝光致受检者晶状体剂量平均值为41.9 μSv,使用铅眼罩进行防护后,30次曝光总剂量为94.3 μSv,晶状体单次受照剂量平均值降低至3.14 μSv,使用防护用品可有效降低颌面全景检查中受检者晶状体剂量,根据三组测试的平均结果,晶状体受照剂量降低了92.5%。
根据颌面全景检查中受检者晶状体受照剂量平均值为46.37 μSv,若合理使用防护用品,其结果可被降低92.5%,至3.48 μSv。
3 讨论随着社会经济的发展和人民健康要求的提高,口腔健康特别是牙齿健康已经被公众关注。与此同时,为了满足人们对于美观和健康的需求,牙齿矫正也被广泛应用。颌面全景摄影是一种常见的牙齿检查手段,在牙齿检查及矫正中被大量使用,故应对受检者进行合理的防护。特别的,进行牙齿矫正的患者多为青少年,属于放射敏感性较高的人群,这更凸显了颌面全景检查受检者防护的重要性。晶状体作为射线敏感器官,距离颌面全景摄影检查部位较近,其受照剂量是重中之重。尤其是在牙齿矫正治疗中,被矫正者往往需要多次接受颌面全景摄影(3~5次)[7],这也更加增加了受检者的晶状体受照剂量。以本实验中的结果为例,受检者晶状体单次受照剂量平均为46.37 μSv,若受检者在牙齿矫正中进行了4次颌面全景摄影,则受检者晶状体累计受照剂量可达185.5 μSv。
特别的,随着社会经济水平和影像技术的不断发展,口腔锥形束立体断层扫描(cone beam CT,CBCT)技术也在不断发展,由于其诊断信息相对于传统技术更加完整和准确,更加有利于临床实践中对于受检者口腔状态的准确诊断,越来越多的医疗机构选择购买并且使用具备CBCT功能的口腔影像设备,而CBCT检查中,受检者眼晶体表面剂量超过传统颌面全景检查的两倍[8]。因此,在口腔X射线影像诊断技术飞速发展的同时,我们更应该关注受检者因X射线影像检查所致的受照剂量,尤其是临近检查部位的晶状体,而在目前的医疗实践中,无论是医疗机构还是患者,都对防护用品的使用不足[9-10]。
目前已有大量关于电离辐射造成的晶状体损伤的研究,晶状体体囊上皮细胞对电离辐射极为敏感,电离辐射会对晶状体有直接的损害。当晶状体受到电离辐射后,上皮细胞损伤至不能发育成正常的纤维组织,造成晶体混浊,故需在医疗实践中对晶状体进行合理有效的防护。而在目前的临床实践中,医疗机构几乎不为受检者进行晶状体防护,究其原因,目前常见的晶状体防护用品,多是为工作人员设计的铅眼镜和铅面罩,受限于其大小,佩戴防护用品的受检者在颌面全景摄影中,图像容易被遮挡或产生伪影。另外,基于铅眼镜的设计原因,其防护材质与晶状体之间存在间隙,使其无法有效对散射线进行防护,同时颌面全景设备在检查中进行旋转照射,普通铅眼镜也无法对侧向和斜侧向射线进行防护。有研究表明,在颌面全景检查中使用铅眼镜对晶状体进行防护,仅能使晶状体受照剂量降低56%[11]。由于普通铅眼镜存在影响影像质量,防护效果不佳等问题,设计并使用颌面全景专用防护用品对于降低受检者晶状体受照剂量具有重要意义。
对受检者晶状体进行防护时,不同于对工作人员的防护,受检者防护用品不需要考虑长久佩戴的舒适度因素,也不需要铅眼镜、铅面罩式的可透视功能,同时由于一般成年人晶状体直径约为9 mm,防护用品尺寸也仅需略大于晶状体尺寸,使其能够完成防护要求即可。根据颌面全景检查的特点,实验中设计了一款专用眼罩式晶状体防护用品,其外观近似于睡眠眼罩,内部加装1.5 cm宽的铅橡胶胶条,使防护用品可以紧贴受检者眼晶体,同时在对眼罩的两侧进行了延长,保证了其可以有效对侧向及斜侧向辐射进行防护,实验中使用设计的专用防护用品及仿真人体模型(头模)对受检者晶状体防护进行了模拟,根据检测结果分析,眼罩式晶状体防护用品,可以将晶状体受照剂量平均降低92.5%,由此可见,眼罩式晶状体防护用品,不但可以更好的降低受检者眼晶状体所受的剂量,同时更加不易产生遮挡及伪影,如其可以在临床实践中加以推广,就可以有效的提升对受检者眼晶状体的保护。
本实验中,所选取的机器型号偏少,采集的样本量偏小,难以对不同厂家型号的设备进行全面比较。在后续的研究中,我们将扩大样本量,以便更全面的对颌面全景检查中受检者眼晶状体受照剂量进行测量和分析。此外,“成都剂量模体”的牙齿设置仅有牙冠,并没有完整的牙根结构,故无法通过模拟照射进行铅眼罩防护下的影像质量评价。
[1] |
International Commission on Radiological Protection(ICRP).Statement on tissue reactiongs[R]. ICRP, 2011.
|
[2] |
International Atomic Energy Agency.Basic Safety Standards of International Radiation Protection and Safety of Radiation Sources(Interim)[S]. IAEA" Safety Standards Series" GRS part 3.2011: 94.
|
[3] |
International Commission on Radiation Units and Measurements.Phantoms and Computational Models in Therapy, Diagnosis and Protection[R]. ICRU, 1992.
|
[4] |
李海亮, 王仲文, 许家昂, 等. 眼晶状体Hp(3)剂量计的医用诊断X射线辐射质校准研究[J]. 中国辐射卫生, 2016, 25(4): 385-388. |
[5] |
许志强, 黄珊珊, 麦维基, 等. 不同体模刻度剂量计测量眼晶状体受照剂量的差异性[J]. 中国职业医学, 2018, 45(4): 524-526. |
[6] |
Gualdrini G, Matiotti F, Wach S, et al. A new cylindrical phantom for eye lens dosimetry development[J]. Radiation Measurements, 2011, 46(11): 1231-1234. DOI:10.1016/j.radmeas.2011.08.025 |
[7] |
韩国嵩, 李刚. 口腔常用X线检查片的辐射剂量及风险[J]. 中日友好医院学报, 2015, 29(2): 105-106, 112. DOI:10.3969/j.issn.1001-0025.2015.02.011 |
[8] |
田青香, 娄云, 王宏芳, 等. COPT与CBCT受检者入射体表剂量对比研究[J]. 中国辐射卫生, 2018, 27(01): 48-51. |
[9] |
毛雪松, 李海亮, 李洁清, 等. 常见介入手术中放射工作人员眼晶状体剂量的分析[J]. 中国辐射卫生, 2016, 25(2): 140-142. |
[10] |
肖虹, 郭常义, 高林峰, 等. 上海市X射线影像诊断成年受检者防护用品使用现状及分析[J]. 中国辐射卫生, 2018, 27(3): 240-245. |
[11] |
张立新, 王新明, 董小刚, 等. 口腔COPT受检者辐射防护实验研究[J]. 影像研究与医学应用, 2018, 2(18): 25-28. DOI:10.3969/j.issn.2096-3807.2018.18.013 |