2010年,《纽约时报》发表题为“接受牙科治疗儿童的放射堪忧”(Radiation Worries for Children in Dentists’ Chairs),文章首次明确提出口腔CBCT的辐射剂量会对成人尤其是儿童造成潜在危害,从此真正引起了公众的注意。

关于口腔CBCT的辐射,我们也曾听说过“口腔CT辐射很小,比大自然本底辐射高不了多少”等类似言论。显然,这并不客观。事实上,与牙片机相比,口腔CBCT的辐射有显著提高,并且不同品牌的CBCT的辐射差别较大。

‍不过,考虑到CBCT的巨大临床价值,其自诞生以来就在正畸、种植、口腔颌面外科等领域广泛应用。尽管辐射剂量较高,但CBCT也确实是牙科医生的宠儿。那么,在必须要做口腔CT时,有没有办法减少患者所承受的辐射呢?

有,主动选择更合适的扫描条件,或者直接选择更低剂量的CBCT!

1、CBCT的高辐射是有原因的

常规牙科影像诊断工具包括牙片机、全景机和CBCT。众所周知,牙片机对人体来说是比较安全的,因其辐射剂量非常低。肯定很多人会好奇,明明牙片机也是X射线设备,为什么它的剂量会更低呢?

我们知道,人体各种组织器官对X射线的敏感度是不一样的,而人体受到的任何辐射总是不止涉及到一个器官或组织。为计算辐射人体带来的总的危险,在辐射防护中引入了组织权重因子这一概念,权重因子越大,越容易受到射线伤害,有效剂量(effective dose)就是考虑不同组织加权产生的,反映辐射对人体的总伤害程度,也是评价不同厂商CBCT辐射剂量高低的依据。

不同器官或组织的组织权重因子(来自互联网)
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不同器官或组织的组织权重因子(来自互联网)

比如,甲状腺、性腺、乳腺的权重因子分别是0.04、0.08、0.12,对射线非常敏感。然而,牙片机的照射对象是脸颊和牙齿,其权重因子是0.01,是人体中对射线最不敏感的。此外,加上牙片机一般用于看单个牙齿,扫描视野极小。因此,二者共同造就了牙片机的有效辐射剂量约1μSv,几乎可以忽略不计。

不过,口腔CBCT就不同了,以常用的中视野为例,其有效辐射剂量大概28-265μSv,尽管比头部CT(2000μSv)或胸部CT(1000μSv)等检查的辐射低得多,但却是牙片机的约28-265倍,比较惊人。

这是因为,口腔CBCT的曝光条件更高、扫描视野也更大,扫描时会波及甲状腺、唾液腺、腮腺、舌下腺、颌下腺、甚至眼晶体等对X射线敏感的组织。因此,二者共同造就了口腔CBCT的有效辐射剂量高得多,这也就是为什么建议在口腔CBCT检查时为患者佩戴铅围脖。

不同CT和CBCT的辐射剂量(来自互联网)
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不同CT和CBCT的辐射剂量(来自互联网)

2、如何减少CBCT的辐射?

目前已有研究指出,口腔CBCT的频繁使用,会造成患者的辐射剂量增高,其患脑膜瘤、白血病和脑癌的风险也在增大。此外,由于X射线具有累积性,据估算每增加50μSv的放射剂量,每百万人中就会增加3位致死性癌症患者。这在儿童、青少年身上表现更为明显,因其对X射线敏感比成年人高5到10倍。

哥伦比亚大学辐射研究员布伦纳博士说,尽管一次CBCT扫描,一个孩子患癌症的几率是万分之一。然而,正畸患者在治疗期间要经常接受不止一次扫描,并且终生面临额外的 X 射线,因为科学家认为X射线辐射都是累积的,剂量加倍,风险就加倍。

因此,国际放射防护委员会第129 号报告建议医疗机构和CBCT厂商关注受检者剂量水平,在保证口腔诊断所需的图像质量的同时降低患者所受剂量

对CBCT来说,辐射剂量与其硬件设计、重建算法、扫描视野和曝光参数有关。其中,硬件设计和重建算法是出厂自带的,医疗机构能控制的只有扫描视野和曝光参数,在其他参数保持不变的情况下,扫描视野越大,CBCT的辐射剂量越高;图像分辨率越高,患者所受的有效剂量也就越高。因此,根据不同部位,选择合适扫描视野和曝光参数,尤其是选择能够容纳感兴趣区的最小视野,对于降低患者辐射剂量非常重要。

不过,仅仅指望医疗机构显然是不够的,CBCT厂商应该主动承担更多的责任。根据2010年发表在欧洲放射学杂志的一篇文章,作者对14种(品牌)型号CBCT进行了测量,结果显示不同视野CBCT的有效辐射剂量分别是:大视野CBCT是68-368μSv,中视野是28-265μSv,小视野是19-44μSv。说明,相同视野下,不同厂家的CBCT的辐射剂量是不同的。

以大视野CBCT的辐射剂量测量结果为例[4],Scanora 3D的最低,NewTom VG、i-CAT、SkyView、Galileos Comfort辐射次高,Kodak 9500、Iluma Elite、NewTom VGi最高。因此,对医疗机构来说,选择一台真正的低剂量CBCT是非常重要的。

不同厂家CBCT的大视野下有效辐射剂量对比(来自互联网)
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不同厂家CBCT的大视野下有效辐射剂量对比(来自互联网)

3、谁的CBCT辐射剂量更低?

我们知道,不同空间分辨率下的CBCT辐射剂量不同,根据一篇知名文献的测量数据,普兰梅卡ProMax 3D在不同分辨率下的有效辐射剂量是:高分辨率306μSv,标准分辨率298μSv,说明分辨率越高,患者的所承受的辐射剂量也就越高。

因此,我们追求的不仅仅是低辐射剂量,而是高图像质量下的低辐射剂量,即在同样的空间分辨率下,辐射剂量越低越好。

多年来,对于口腔CBCT辐射剂量的测量和评价方法,常用的有:CT剂量指数(CTDI)、入射体表剂量(ESD)、剂量面积乘积(DAP)和专用CBCT剂量指数,不过均没有成为国际公认的统一评价方法。

客观的说,剂量面积乘积(DAP)是评价CBCT辐射剂量比较准确的方法,因为已有研究表明有效剂量与DAP之间存在极好的正比关系,欧盟和英国也推荐使用DAP[6]。

之所以DAP未成为国际通用标准,是因为其测量口腔CBCT剂量是基于平板探测器的辐射剂量测量,该方法虽然方便检测,但并不适用于口腔CBCT,因为患者并不会将牙颌紧靠探测器,故无法准确表征患者接收到的实际辐射剂量。

更严谨的方法,应该是基于DAP测量旋转中心的辐射剂量,将剂量检测器置于患者口腔附近,即扫描视野(FOV)中,此时测得的才是真正的人体接收的辐射剂量。

测量FOV更能反映人体接受的真实辐射(来自互联网)
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测量FOV更能反映人体接受的真实辐射(来自互联网)

为验证不同厂家口腔CBCT的真实辐射剂量如何,我们也在多家医院实际测量了国内市场上比较主流的8个品牌,其中进口品牌3个,国产品牌5个。考虑到涉及不同品牌CBCT的直接对比,稍显敏感,只展示进口品牌和国产品牌中表现最好的

1)3个进口品牌的扫描视野均为11×8(11×9、稍大15×10),在图像空间分辨率比较接近的情况下,NewTom Giano和Planmeca ProMax 3D s的辐射剂量更低,分别为73μSv和75.5μSv;而进口品牌A的辐射剂量则明显高得多

2)5个国产品牌的扫描视野为16×9(16×8、15×9、稍大16×15),在图像空间分辨率比较接近的情况下,有方医疗PIROX-Z15的辐射剂量最低,分别为58μSv(16×9)、65.93μSv(16×15)。

根据下表,虽然有方医疗PIROX-Z15的辐射剂量更低,但NewTom Giano和Planmeca ProMax 3D s的空间分辨率更高。综合考虑扫描视野、图像空间分辨率和噪声水平,NewTom、Planmeca和有方医疗的CBCT是辐射剂量最低的。

因此,如果医疗机构比较在意患者所承受的辐射,可以优先考虑NewTom、Planmeca和有方医疗的口腔CBCT。

各品牌CBCT辐射剂量对比
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各品牌CBCT辐射剂量对比

4、ALARA原则

目前,国际上普遍采用的辐射防护三原则是:实践的正当性、防护水平的最优化、个人剂量限值,即合理且尽可能低(As Low As Reasonably Achievable,ALARA)。

对于口腔影像检查,有时并不一定需要CBCT,但当使用CBCT有显著临床价值时,则应当使用,这体现了实践的正当性;

在做CBCT检查时,推荐给患者佩戴甲状腺铅围脖,这体现了防护水平的最优化;

同时,应尽可能选择低剂量CBCT,并合理扫描参数,主动减少辐射剂量,这体现个人(尤其是青少年和孕妇)剂量限值的重要性,实实在在的让患者放心。。。

CBCT往期参考:

1、CBCT是CT吗?

2、CBCT,真的视野越大越好吗?

参考文献:

[1] Kiljunen T, Kaasalainen T, Suomalainen A, et al. Dental cone beam CT: A review[J]. Physica Medica, 2015, 31(8): 844-860.

[2] Ludlow J B, Ivanovic M. Comparative dosimetry of dental CBCT devices and 64-slice CT for oral and maxillofacial radiology[J]. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology, 2008, 106(1): 106-114.

[3] Rehani M M, Gupta R, Bartling S, et al. Radiological Protection in Cone Beam Computed Tomography (CBCT). ICRP Publication 129[J]. Annals of the ICRP, 2015, 44(1): 9-127.

[4] Pauwels R, Beinsberger J, Collaert B, et al. Effective dose range for dental cone beam computed tomography scanners[J]. European journal of radiology, 2012, 81(2): 267-271.

[5] Qu X, Li G, Ludlow J B, et al. Effective radiation dose of ProMax 3D cone-beam computerized tomography scanner with different dental protocols[J]. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology, 2010, 110(6): 770-776.

[6] European Commission. Radiation protection no 172 cone beam ct for dental and maxillofacial radiology(evidence-based guidelines)[M]. Strasbourg:European Commission,2012