甲狀腺-乳腺防護(hù)衣在乳腺X線攝影中降低輻射劑量的研究

李廣民，林志凱，彭如臣，馮澤臣，邳建庭，王子文，姚劍，郭紅玉，孫偉

1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院影像中心，北京101149；2.中國(guó)疾病預(yù)防中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所，北京100088；3.北京市疾病預(yù)防控制中心，北京100021；4.北京市通州區(qū)疾病預(yù)防控制中心，北京101149；5.北京市通州區(qū)衛(wèi)生局衛(wèi)生監(jiān)督所，北京101101；6.北京通煤科信檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，北京101118

前言

在放射診療過(guò)程中，為避免受檢者受到不應(yīng)有的照射，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行醫(yī)療照射防護(hù)最優(yōu)化原則，使輻射泄露和散射輻射在非診治部位所產(chǎn)生的輻射劑量率保持在可合理達(dá)到的盡量低水平［1］。《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》要求：盡可能對(duì)輻射敏感器官提供恰當(dāng)?shù)钠帘危?］。目前，在受檢者乳腺癌早期篩查中，乳腺X射線攝影已成為國(guó)際公認(rèn)的最有效的乳腺癌篩查方法。乳腺X線攝影常規(guī)采用兩側(cè)乳房軸位（CC位）和內(nèi)外斜位（MLO位）攝影，總共4次照射［3］。在X 線攝影過(guò)程中鄰近腺體都會(huì)受到多次散射輻射，而乳腺在X線檢查中受到的輻射劑量更高，每個(gè)乳腺都受到1 次主線束直接照射和1 次散射線額外照射，從而增加了乳腺的劑量負(fù)擔(dān)，增加了受檢者罹患乳腺癌的概率［4-5］。國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）第103 號(hào)出版物將乳腺的組織權(quán)重因子由0.05提高到0.12，說(shuō)明乳腺對(duì)輻射非常敏感［6-7］。在乳腺X線攝影過(guò)程中控制主線束輻射劑量的同時(shí)，降低或減小散射輻射對(duì)乳腺所致劑量負(fù)擔(dān)尤為重要，采用屏蔽防護(hù)法是簡(jiǎn)易而最有效的保護(hù)方法。我國(guó)國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》要求：乳腺X線攝影中必須為甲狀腺提供屏蔽防護(hù)。本文研究甲狀腺-乳腺防護(hù)衣屏蔽和降低在乳腺X射線攝影中散射輻射對(duì)受檢者甲狀腺及乳腺所致輻射劑量的方法，并對(duì)屏蔽效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究中心設(shè)計(jì)的甲狀腺-乳腺防護(hù)衣（實(shí)用新型專(zhuān)利：ZL 2014 2 0192623.9），并由廠家生產(chǎn)0.5 mm Pb（鉛當(dāng)量）的防護(hù)衣，材料為進(jìn)口多層鉛橡膠。防護(hù)衣使用方法：將甲狀腺-乳腺防護(hù)衣甲狀腺防護(hù)部位置于受檢者前頸部，可覆蓋頸部?jī)蓚?cè)甲狀腺部位；將甲狀腺-乳腺防護(hù)衣乳腺防護(hù)部位從受檢者后頸部拉到需屏蔽的乳腺部位，乳腺屏蔽部位與甲狀腺屏蔽部位交叉疊壓放置，如圖1所示。

圖1 甲狀腺-乳腺防護(hù)衣在乳腺X線攝影中軸位（CC）和內(nèi)外斜位（MLO）使用示意圖Fig.1 Axial and lateral oblique diagrams of protective clothing for the protection of the thyroid and mammary gland in digital mammography

1.2 研究對(duì)象和研究方法

隨機(jī)選取30 例乳腺X 射線受檢者，年齡39～65歲，使用鉛橡膠甲狀腺-乳腺防護(hù)衣對(duì)受檢者的甲狀腺和乳腺進(jìn)行屏蔽。其方法是：在乳腺檢測(cè)中，在乳腺-甲狀腺防護(hù)衣內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別各放置一組LiF（Mg?Cu?P）熱釋光劑量探測(cè)器（TLD），在同一檢測(cè)條件下進(jìn)行照射后，分別測(cè)量甲狀腺-乳腺防護(hù)衣內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩組入射空氣比釋動(dòng)能數(shù)值，并比較其有防護(hù)器具和無(wú)防護(hù)器具受檢者甲狀腺和乳腺部位受照劑量的差別，評(píng)價(jià)鉛橡膠甲狀腺-乳腺防護(hù)衣屏蔽散射線輻射劑量的效果。

1.3 輻射源

Planmed Nuance芬蘭數(shù)字化乳腺成像系統(tǒng)（DR）。靶物質(zhì)：鉬靶（Mo）；濾過(guò)材料：鉬/銠（Mo/Rh）；線束半值層（HVL）：在28 kV，Mo/Mo時(shí)，0.37～0.38 mmAL，在28 kV，Mo/Rh時(shí)，0.4～0.41 mmAl；攝影模式：劑量?jī)?yōu)先模式（DOC）；攝影條件：kV和mAs為全自動(dòng)曝光模式（AEC）。

1.4 劑量測(cè)量?jī)x器設(shè)備

美國(guó)熱電公司Harshaw 5500 型熱釋光劑量讀出器；GR200A 型LiF（Mg?Cu?P）熱釋光劑量探測(cè)器（TLD），探測(cè)范圍：10 mGy～10 Gy。

1.5 方法

1.5.1 攝影方法 采用常規(guī)乳腺X 線攝影，兩側(cè)乳腺軸位（CC）和內(nèi)外斜位（MLO）攝影。

1.5.2 甲狀腺體表熱釋光劑量探測(cè)器（TLD）元件布放 將兩組劑量計(jì)分別貼覆在防護(hù)衣的內(nèi)、外兩側(cè)，體表定位于甲狀軟骨，其位置與甲狀腺中心部重合。每組計(jì)量計(jì)內(nèi)放置3個(gè)TLD元件。

1.5.3 對(duì)側(cè)乳腺熱釋光劑量探測(cè)器（TLD）元件布放 為布放位置一致，選取乳頭與乳腺內(nèi)側(cè)角連線的中點(diǎn)為對(duì)側(cè)乳房布放點(diǎn)。將兩組劑量計(jì)分別貼覆在防護(hù)衣的內(nèi)、外兩側(cè)，每側(cè)放置3個(gè)TLD元件。

1.6 質(zhì)量控制

Planmed Nuance 數(shù)字化乳腺成像系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，評(píng)價(jià)合格。GR200型TLD探測(cè)器經(jīng)選片，其分散性控制5%之內(nèi)；Harshaw 5500 型熱釋光劑量讀出器經(jīng)過(guò)計(jì)量檢定，并進(jìn)行劑量刻度［8］。為保證采集數(shù)據(jù)的一致性，所有X 線攝影和TLD 布放由同一名技師操作，由另一名主管技師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)范的質(zhì)量控制。每次采集數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)立TLD本底數(shù)值，最終統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)均為扣除本底以后的劑量。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用GrapgPad Prism 5.0 作圖，并利用相同樣本配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

30 例乳腺X 射線受檢者分別進(jìn)行了乳腺軸位（CC）和斜位（MLO）攝影，監(jiān)測(cè)佩帶甲狀腺-乳腺鉛橡膠防護(hù)服內(nèi)側(cè)和外側(cè)的入射空氣比釋動(dòng)能，實(shí)驗(yàn)分為2 次數(shù)據(jù)采集，記錄本底劑量平均值分別為162.4和108.2 mGy。

2.1 防護(hù)衣對(duì)甲狀腺的防護(hù)效率

防護(hù)衣外側(cè)的入射空氣比釋動(dòng)能中位數(shù)為169.5 mGy（扣除本底），劑量范圍為80.8～389.1 mGy（扣除本底）；防護(hù)衣內(nèi)側(cè)入射空氣比釋動(dòng)能中位數(shù)為5.7 mGy（扣除本底），劑量范圍為1.1～14.3 mGy（扣除本底）；防護(hù)衣對(duì)甲狀腺的防護(hù)效率為（99.25±0.99）%，防護(hù)衣內(nèi)外入射空氣比釋動(dòng)能的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.000 1），見(jiàn)圖2。

圖2 防護(hù)衣對(duì)甲狀腺的防護(hù)效率Fig.2 Protective effect of protective clothing for the thyroid

2.2 防護(hù)衣對(duì)乳腺的防護(hù)效果評(píng)價(jià)

防護(hù)衣外側(cè)入射空氣比釋動(dòng)能中位數(shù)為253.8 mGy（扣除本底），劑量范圍為69.6～709.9 mGy（扣除本底）；防護(hù)衣內(nèi)側(cè)入射空氣比釋動(dòng)能中位數(shù)為6.8 mGy（扣除本底），劑量范圍為0.5～15.1 mGy（扣除本底）；防護(hù)衣對(duì)乳腺的防護(hù)效率為（99.17±1.03）%，防護(hù)衣內(nèi)外入射空氣比釋動(dòng)能的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.000 1），見(jiàn)圖3。

3 討論

本研究的意義在于首次涉及乳腺X 線攝影檢查中對(duì)側(cè)乳腺的防護(hù)方法，采用鉛屏蔽防護(hù)是一種成熟的常規(guī)方法。乳腺X線攝影中對(duì)每一乳腺通常連續(xù)曝光兩次，從而受到兩次主射束直接照射和兩次散射輻射照射，主射束直接照射時(shí)質(zhì)控人員可以有效地降低輻射劑量［9］，但兩次散射輻射所致乳腺的額外劑量負(fù)擔(dān)容易被忽視。新版《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》中明確說(shuō)明：“6.5 乳腺攝影X 射線設(shè)備防護(hù)安全操作要求：6.5.1 應(yīng)做好患者和受檢者甲狀腺部位的防護(hù)”［10］，但就醫(yī)療照射的防護(hù)最優(yōu)化原則而言，更應(yīng)該對(duì)乳腺進(jìn)行防護(hù)。本次研究充分驗(yàn)證了乳腺所受到的輻射劑量遠(yuǎn)高于甲狀腺，因此建議在乳腺X線攝影中應(yīng)對(duì)甲狀腺和乳腺均進(jìn)行防護(hù)。本研究結(jié)果足以說(shuō)明在乳腺X線攝影中為受檢者佩帶甲狀腺-乳腺防護(hù)衣可有效降低對(duì)側(cè)乳腺、甲狀腺的輻射劑量負(fù)擔(dān)。在乳腺X線攝影中對(duì)受檢者非診療部位采取適宜的屏蔽是非常重要的防護(hù)措施。

圖3 防護(hù)衣對(duì)乳腺的防護(hù)效率Fig.3 Protective effect of protective clothing for the mammary gland

本研究中采用的是kV和mAs全自動(dòng)曝光模式，即受檢者有體胖瘦小之分，乳房大小不同、腺體和脂肪比例不等，因此，自動(dòng)曝光模式根據(jù)乳房的差異將自動(dòng)調(diào)節(jié)X射線攝影機(jī)的球管高壓和X射線強(qiáng)度（射線強(qiáng)度與mAs 成正比），自動(dòng)調(diào)節(jié)曝光時(shí)的電流（mA）和曝光時(shí)間（s）［11-12］。試驗(yàn)研究中得知：在30例乳腺癌篩查者中，該DR 攝影機(jī)的工作高壓范圍在28～34 kV 間變化，而mAs 在32～288 mAs 范圍內(nèi)變化。主射束輻射劑量的高低同時(shí)引起散射輻射導(dǎo)致乳腺及其鄰近腺體額外劑量負(fù)擔(dān)也大小不同。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腺體密度越高、乳房越大，kV和mAs攝影條件越大，散射輻射劑量越高［13-15］。在常規(guī)X線攝影一個(gè)部位時(shí)，照射野以外的鄰近器官會(huì)受到體內(nèi)散射劑量和外散射劑量的輻射［16］。但根據(jù)乳腺X 線攝影的原理來(lái)分析，甲狀腺和對(duì)側(cè)乳腺都是與乳腺解剖結(jié)構(gòu)不相鄰的腺體，所以認(rèn)為所檢測(cè)到的甲狀腺和對(duì)側(cè)乳腺位置上的入射空氣比釋動(dòng)能多為外散射輻射［17-18］。本研究結(jié)果說(shuō)明防護(hù)衣對(duì)體外散射輻射的屏蔽防護(hù)有顯著效果。

美國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會(huì)在其《Response to Use of Lead Aprons in Mammography》報(bào)告中認(rèn)為：乳腺X線攝影過(guò)程中甲狀腺的腺體劑量為0.04 mGy，因其輻射劑量較低，可忽略不計(jì)，所以不建議使用甲狀腺屏蔽物，除孕婦外也不強(qiáng)制要求使用鉛圍裙［19］。本研究利用檢測(cè)的入射空氣比釋動(dòng)能和輻射測(cè)量的能量響應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算甲狀腺的腺體劑量，從而論證國(guó)內(nèi)外對(duì)甲狀腺防護(hù)觀點(diǎn)的差異［20］。

本研究只是針對(duì)Planmed Nuance 數(shù)字化乳腺成像系統(tǒng)的研究結(jié)果，不能代表其他乳腺X線攝影成像系統(tǒng)。