Dental Radiographic Protection 牙科放射線學(1) Dental Radiographic Protection 牙科輻射防護 陳玉昆教授: 高雄醫學大學 口腔病理科 07-3121101~2755 yukkwa@kmu.edu.tw

學 習 目 標 X 光機及其他設備 障壁 人員防護

References: 1. Harring JI & Jansen L: Dental radiography- principle & techniques 2nd edition, Chapters 2,3,5-9, 22, 23 p. 11-34, 35-46, 63-80, 81-90, 91-107, 108-122, 123-153, 342-362, 363-383 2. Eric Whaites: Essentials of dental radiography & radiology 3rd edition, Chapter 5, p. 33-49 3. 何復辰: 牙科放射線學 1st edition, p. 109-13 4. White & Pharoah: Oral radiology: principle & interpretation, 5th edition, Chapter 6, p. 94-109 5. Kaohsiung Medical University, Oral pathology department 6. Manufacturer’s data sheet 7. Cha JY, Mah J, Sinclair P. Incidental findings in the maxillofacial area with 3- dimensional cone-beam imaging Am J Orthod Dentofacial Orthop 2007;132:7-14 8. Web et al. Background radiation levels & medical exposure in Australia. Radiation Protection in Australia. 1999;15:25-32 9. Farman AG. ALARA still applies. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol 2005;100:395-6 10. http://www.scmh.org.tw/dental/dental_information/dental_x-ray.htm

如何防護輻射線 X 光機及其他設備 障壁 人員防護 Components of X-ray machine Ref. 1

如何防護輻射線 X 光機及其他設備 障壁 人員防護 Ref. 1

X 光機與其他設備 Tube head的移動要smooth，且任意方向、角度、位置 都容易positioning。 前方有80公分左右範圍。 Tube head支持arm是以支柱為中心作左右對稱各60°， 共120°的旋轉範圍。 Arm X-ray tube Tube head 支 柱 Ref. 5

X 光機與其他設備 X射線的輸出要大，經過適當的filtration須仍保持好效率。 阻濾在”用游離輻射安全規定”: 電壓巔值達70kVp用射柱之全部永 久性過濾片至少應相當於1.5cm之鋁厚度，高於70kVp需2.5cm 以上之鋁厚當量。 牙科用X光機的固有阻濾 (inherent filtration) cm之鋁厚當量，另 加阻濾 (added filtration)是約0.5cm之鋁厚當量，阻濾片目的是 除去對底片沒有效果的長波長X射線，減少對病人的皮膚劑量。

X 光機與其他設備 Thickness of aluminium filter (absorb low level x-ray) Aluminum filter Aluminum filter Enlargement of detail Long & short wavelengths Short Thickness of aluminium filter (absorb low level x-ray) =70kVp -- at least 1.5cm >70kVp -- more than 2.5cm high energy Long wavelength Low frequency Short wavelength High frequency low energy Long wavelength Aluminum filter Short wavelength Collimator lead Refs. 1, 2, 4

X 光機與其他設備 從前牙科用X光機的錐形體 (cone)都是應用錐形體的 (pointer cone)，Cone對瞄準很方便，但是散射線 (scatter radiation)比 較多，因而現在改為開放端圓筒型 (open end cylinder type)。 散射 Ref. 3

X 光機與其他設備 開放端圓筒型 (open end cylinder type)，目的是限制有用射柱不能大於 7.6cm直徑，也用它來限制靶極皮膚面 距離 (target-skin-distance)。 >50kVP時不得小於18cm。 <50kVP時不得小於10cm。 在平行攝影法時為了預防影像的擴大， 常使用long cone (平常30cm以上)， 同時也可減少病人的皮膚劑量。 Not recommended Not recommended at most 7.6 cm in diameter Length Material Shape Ref. 1

X 光機與其他設備 集 中 器 > 7.6cm 7.6cm Ref. 3

X 光機與其他設備 Tube head除了由窗口放射出來的有用射柱以外的任何方向， 滲漏出來X光離靶極100cm的距離，不能超過100mr/hr， 是一般診斷用X光管管套的安全標準， 但牙科X光機因它的使用狀況比一般診斷用X光機， 病人tube head距離短，可望比這數值更少。 Higher kVp – faster electron produced X-ray release in all directions e - e - e - e - Higher (5-20) mA – more electron produced Effective X-ray beam (1%) Ref. 3

X 光機與其他設備 為了操作方便，Tube head兩側有角度刻度，且儘可能作小型。 為了應付電源電壓的變 動， 必備電源電壓調整 器。 Correct focus Parallel X-ray beam Correct focus Parallel X-ray beam Parallel X-ray beam Short cone Correct focus Parallel X-ray beam Long cone 為了應付電源電壓的變 動， 必備電源電壓調整 器。 Refs. 2, 5

X 光機與其他設備 X光機應注意維護，定期檢查，以防止任何洩漏的可能。 Ref. 5

X 光機與其他設備 檢查照片及場所偵測示意圖。 Ref. 5

X 光機與其他設備 X光機標示名牌 Ref. 5

X 光機與其他設備 Ref. 5

X 光機與其他設備 計時器timer：最好要能精確到1/20秒， 最長不應超過5秒。 固定 kVP 調整 時間 Control Panel mA Control Panel 固定 kVP 調整 時間 Upper molar Lower molar Upper premolar anterior Lower premolar Ref. 5

X 光機與其他設備 開關是按鈕型 (Deadman Type) 。 鉛片 Deadman Type按鈕： 手離開時，電源會切斷； 關 門 警告標誌 鉛片 操作步驟 鉛玻璃 Deadman Type按鈕： 手離開時，電源會切斷； 時間到，手離開，沒X光釋放 Ref. 5

X 光機與其他設備 Speed of film 小 大 Intraoral film 粒子 最小 感光 最慢 Detail 最好 粒子 最大 Use a “fast” speed film : F speed instead of D speed film- 50% Less Radiation Intraoral film Speed of film 小 大 粒子 最小 感光 最慢 Detail 最好 粒子 最大 感光 最快 Detail 最差

X 光機與其他設備 牙科口外片使用增感屏，以期用最少的X光照射。 Extraoral film Cassette Front Intensifying Screen Back Back Cassette Front Cephalometric Panoramic Extraoral film Front Intensifying Screen Back Intensifying Unexposed film Calcium tungsate screen 螢 光 Photoelastic effect U V Rare earth screen Indirect-action, screen film Ref. 5

X 光機與其他設備 暗 房 應有設備良好的洗片設備，以標準方法洗片，以期儘量避免 洗片失敗，必須重照的可能。 洗 片 槽 清水 顯影液 洗 片 槽 清水 顯影液 定影液 水槽 觀片箱 門 水槽 觀片箱 洗 片 槽 安全紅燈 (25W) 1.2m Refs. 2, 5

X 光機與其他設備 自 動 洗 片 機 自 動 洗 片 機 5 min later Power Drive Off Rollers 清水 定影 顯影 溫度 開 關 Off Power Drive 自 動 洗 片 機 自 動 洗 片 機 5 min later Rollers 溫度越高— 洗片時間越短 Film slot Film lead Processor housing Roller film transporter Developer component Fixer Water Drying chamber Replenisher pump solution Refs. 4, 5

X 光機與其他設備 自 動 洗 片 機 底 片 Rollers 底 片 顯 影 底 片 底 片 定 影 Ref. 5

X 光機與其他設備 Image detectors (Digital) 使用牙科X-ray數位化，以降低radiation dose (up to 80%)。 Image detectors (Digital) Intraoral Extraoral Direct Indirect Laser scanner Ref. 6

X 光機與其他設備 Air Techniques  牙科數位影像系統 Refs. 5, 6

X 光機與其他設備 Conventional Cone Beam CT Spiral CT 與傳統螺旋型掃描需多次迴轉不同的是： CB-CT只需旋轉1次便可得到被檢體的所有Volume Data，而且不同於Multi-Slice法，在各方向，即X軸Y軸Z軸方向解像度均相同，因為每個Voxel均為正立方體，便可將此數位化資料處理後重組成各斷面如縱切面，橫斷面，矢狀切面甚至斜切面等的影像，這種功能稱為:任意斷層面的再構成 (MPR : Multi Planar Reconstruction)，在3D軟體的操作下，也可以作立體影像的觀察 Ref. 6

X 光機與其他設備 Cone Beam CT-components 牙科用CB-CT設計成X光源和感應器面對面排列，繞著被檢查者迴轉的直立式開放裝置，外型類似全口環繞X光機， 不像醫科用CT是橫躺的 密閉式大型機械， 機台大小約2.2公尺2.5公尺 Ref. 6

X 光機與其他設備 Cone Beam CT Comparison of absorbed dose of radiation Absorbed dose of radiation (Sv) Conventional X-ray Medical CT NewTom 9000 Protocol 33-84 300-2426 36.9-50.3 Panoramic TMJ (per cut) Lateral cephalogram Submental vertex Implant/tomogram Complete mouth series Total dose 2.9-9.6 12 1.9-2.0 22.1-52 48 119.9-207.6 Not available Low quality This type of cone beam CT (NewTom 9000) can produce an image with significantly less radiation than traditional CT because it uses an image intensifier; this is particularly important for children. The absorbed dose from a full volume scan is 36.9 to 50.3 Sv (Am J Orthod Dentofacial Orthop 2007;132:7-14) Ref. 7

X 光機與其他設備 正 確 錯 誤 片子完全置於片夾內 片子沒完全置於片夾內 放置口外片常犯之錯誤 應以標準方法照片，以期儘量避免失敗，必須重照的可能。 放置口外片常犯之錯誤 正 確 錯 誤 片子完全置於片夾內 片子沒完全置於片夾內 Ref. 5

X 光機與其他設備 錯 誤 正 確 片夾完全扣上 片夾沒完全扣上 放置口外片常犯之錯誤 微量 曝光 Ref. 5

X 光機與其他設備 錯 誤 鉛衣領子過高 正 確 拍攝口外片常犯之錯誤 Ref. 5

X 光機與其他設備 Pano之拍攝條件 TMJ 之拍攝條件 拍攝口外片常犯之錯誤 錯誤常發生於 某人拍攝TMJ 後，別人於拍 Ref. 5

X 光機與其他設備 正 確 錯 誤 片子正放於洗片機內 片子歪放於洗片機內 沖洗口外片常犯之錯誤 Ref. 5

X 光機與其他設備 正 確 錯 誤 洗片時黑布套往下垂，以免曝光。 洗片時黑布套過高， 造成曝光。 沖洗口外片常犯之錯誤 曝光 Ref. 5

X 光機與其他設備 根尖片 疊片 Pano片 根尖片 沖洗口外片常犯之錯誤 錯誤常發生於某人先洗片(如pano片)， 別人沒有注意間隔至少30秒， 即再洗另外一張片子(如根尖片)， 因此發生疊片之情形。 Ref. 5

2. 障 壁 鉛衣、鉛圍領、鉛眼罩、鉛手套等，可供病人或操作者穿戴。應 有0.25mm鉛當量以上。 活動障壁：一般是用鉛板作成的屏風。 Ref. 5

2. 障 壁 固定障壁： 用鉛或混凝土等構築的房間，障壁的厚度，可以蒙 地卡羅(Monte Carlo)法計算透射率(transmission rate) 的公式得之： P d2 WUT B = P : 最大許可劑量，管制區(只有專業人員才能去的地方)定 為0.1 r/週，非管制區(一般人均可能去的地方)定為0.01 r/週。 d : 從X光管靶到障壁的距離 (公尺)。 W : 工作負載，表示X光機的工作量，以mA—min/週為單位， 亦即此X光機為多少mA，一週之內，共照射了多少分鐘， 要以一年的平均量為準。 U : 使用因素，若障壁是地板或天花板，則定為1/16，若為牆 壁，則定為1/4，因為牙科X光機照向牆壁的機會較多。 Ref. 3

2. 障 壁 P d2 WUT B = T : 佔用因素，要設計的障壁隔壁若是倉庫，沒有人在，障壁 可以較薄。如隔壁是辦公桌，障壁就較厚。 分為三級： 完全佔用時T=1， 控制中心、辦公室、護士室、走廊、候 診室、暗室、工作室、販賣部、休息室、專業人員常用之休息室及娛樂室、起居室、小孩遊戲室等。 (2) 部分佔用時T=1/4，沒有桌子的狹廊、水電房、專業人員 不常用之休息室及娛樂室、病房、有管理員之電梯、無人 照管之停車處、病人更衣室等。 (3) 偶然佔用時T=1/16，不再使用之小室，不常用之盥洗室、 樓梯、自動電梯、人行道、市街等。 Ref. 3

2. 障 壁 下圖X光室的平面圖，設計A牆壁的厚度，A牆壁是暗室。X光機是70kVp，10mA，預計每週照射10分鐘，X光機管靶至A牆的距離為1m以鉛板來作A牆，鉛版的厚度為何? 暗 室 A Ref. 3

2. 障 壁 X光機是70kVp，10mA，預計每週照射10min，X光機管靶至A牆的距離(d)為1m。 暗 室 P d2 WUT B = U： A牆是牆壁 T：暗室屬完全佔用 0.1 1m d2=1 10mA × 10min= 100mA－min/週 Ref. 3

2. 障 壁 X光機是70kVp，10mA，預計每週照射10min，X光機管靶至A牆的距離(d)為1m。 暗 室 P d2 WUT B = d：1m d2=1 W: 10mA × 10min= 100mA－min/週 U： A牆是牆壁 T：暗室屬完全佔用 0.1 答案： 0.1 × 1 100 × 1/4 ×1 B= 代入公式 1/4 = 0.004 1 Ref. 3

2. 障 壁 B= 0.004 0.5mm 圖1 圖2 Ref. 3

3. 人員防護 距離：X光的強度與距離的平方成反比，兩倍距離，就增加四倍 安全；4倍距離，增加16倍安全。原子能委員會規定，X光 機70kVp以下，100公分以外，70kVp以上，180公分以外。 位置： 最安全的角度在90°與135°之間。在3點鐘與4點鐘之間的 方向，或是8點鐘與9點鐘之間。 1350 安全位置 Ref. 3

3. 人員防護 熱發光劑量計(TLD) 監測 ： 使用最廣的是膠片佩章，一種火柴盒大小的塑膠盒子，裡 面放了一張X光底片，底片前面有各種不同的金屬片。上班 時佩帶，一個月後，國立清華大學保健物理組寄下新的底 片，舊的底片換下來寄還，保健物理組收到舊底片，經沖 片及儀器測試，讀取輻射線照射量後，將結果通知。 熱發光劑量計(TLD) Ref. 5

International Commission on Radiological Protection (ICRP, Pub 26) 3. 人員防護 安全規定： 安全標準。 Current Guidelines International Commission on Radiological Protection (ICRP, Pub 26) No practice unless a positive net benefit 2. As low as reasonably achievable (ALARA) 3. Not exceed recommended dose limits 1. Patients 2. Radiation workers 3. General public

1. Patients 2. Radiation workers 3. General public 1. Exam associated with illness 2. Periodic health checks 3. Exam for occupational, medico-legal, insurance 4. Medical research Classified workers Non-classified workers Not receiving radiation dose as a patient or radiation worker 1. No set dose limits 2. IRB approval 3. Child avoided ICRP annual dose limits Classified workers Non- classified General public 1m Sv 13 mSv in any consecutive 3 months Ref. 2

3. 人員防護 Effect dose = equivalent dose x weighting factor (Sievert, Sv) Radiation absorbed dose Amount of energy absorbed from the radiation beam per unit mass (joules/kg) 1 Gray (Gy) =100 rads (1cGy = 1 rad) Equivalent dose = radiation absorbed x quality factor (Sievert, Sv) X-rays,  rays,  particles Q=1 Fast neutrons & protons Q=10  particles Q=20 Effect dose = equivalent dose x weighting factor (Sievert, Sv) Tissues Weighting factor Ref. 2

3. 人員防護 牙齒治療時照Ｘ光片是否有致癌的危險？ 牙科診斷用Ｘ光的劑量，引起罹患疾病的可能性不高，產生癌症的機率更是微乎其微，對生殖腺的影響與遺傳機能的破壞，其可能的機率只有１兆分之一，全部 14 張口內Ｘ光片攝影的放射線量引起惡性腫瘤的可能性只有484萬分之一，對全身的曝露量亦很小。 按一篇研究報告中，顯示小孩全口Ｘ光片14張時，約會吸收33.6微西弗（3.36mrem）的劑量， 平均一張軟片是2.4微西弗（0.24mrem），和天然的背景幅射相比，它的量是非常微小的。 牙科Ｘ光機是使用固定的曝露方式，涵蓋的組織，僅佔人體（約16800cm2）的一小部分（用長圓筒體準直儀時22.31cm2），與廣泛的醫療領域比較，涉及的細胞組織極為有限（0.13%）。比照正常的背景幅射，從宇宙射線或地球放射核種所接受的幅射劑量平均約為200微西弗，所以牙科的Ｘ光檢查之劑量是非常低的。 Ref. 10

Typical Doses during Radiographic 結 論 Typical Doses during Radiographic Examinations Effective Dose (mSv) 2 4 6 8 10 12 Web et al. Background radiation levels and medical exposure in Australia, Radiation Protection in Australia, 1999;15(2):25-32 Ref. 8

結 論 X-ray Exam Effective dose (mSv) Ref. 2

結 論 % Improve in Radiation Relative Dosage 結 論 % Improve in Radiation Relative Dosage for Intra-Oral Radiography (1919-2005) 100 80 60 % Relative Dose 40 20 1919 1925 1941 1955 1981 1991 2005 Time frame (Year) Ref. 9 Since 1919 a reduction in the dosage of ionizing radiation needed to produce an intraoral x-ray image is 2 orders of magnitude (Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol 2005;100:395-6)

Summaries Knowing : X 光機及其他設備 障壁 人員防護