Stożkowa tomografia komputerowa w stomatologii

Metoda CBCT , o której jakiś czas temu pisałam na blogu, umożliwia uzyskanie przekrojów podobnych do zdjęcia pantomograficznego, jednak bez nałożonych struktur anatomicznych, przekrojów policzkowo-podniebiennych, przedsionkowo-językowych, zdjęć cefalometrycznych, przekrojów w płaszczyźnie czołowej, strzałkowej, osiowej czy skośnych. Pozwala także na trójwymiarowe rekonstrukcje badanych struktur anatomicznych. Wszystko to sprawia, że stożkowa tomografia komputerowa ma zastosowanie w każdej dziedzinie stomatologii.

Źródło: www.inzynier-medyczny.pl
Źródło: www.inzynier-medyczny.pl

Chirurgia stomatologiczna i szczękowa korzysta z tomografii komputerowej we wszystkich etapach implantacji wszczepów osseointegracyjnych począwszy od klasyfikacji, aż do leczenia. Możliwy jest między innymi pomiar szerokości wyrostków zębodołowych, ocena stanu i gęstości kości czy zaplanowanie implantacji poprzez wirtualny wybór typu i rozmiary implantu oraz jego wirtualne wkręcenie.

W przypadku urazów części twarzowej czaszki lub żuchwy istnieje możliwość odnalezienia nawet najmniejszych pęknięć i złamań. W chirurgii oraz ortodoncji stożkowa tomografia komputerowa pozwala zlokalizować zęby zatrzymane, a w przypadkach endodontycznych ułatwia podjęcie decyzji o podjęciu leczenia kanałowego dzięki możliwości zlokalizowania ujść kanałów, a także ewentualnych patologii takich jak przykładowo resorpcje dna komory w obrębie korzeni.

Jak widać, stożkowa tomografia komputerowa ma szerokie spektrum zastosowań, przy jednoczesnym niskim narażeniu pacjenta na promieniowanie jonizujące.

Wypadek na terenie elektrowni atomowej

Na terenie budowy elektrowni atomowej w Ostrowcu (50 km od Wilna) miał miejsce wypadek. Niezależnie białoruskie media podały, że 10 lipca podczas próbnego montażu doszło tam do upuszczenia ważącego 330 ton fragmentu reaktora jądrowego w momencie jego umieszczania w sekcji reaktorów. Upadek był z wysokości ok. 2-4 metrów.

Źródło: www.economyjournalonline.blogspot.com
Źródło: www.economyjournalonline.blogspot.com

Białoruskie Ministerstwo Energetyki nazwało to zdarzenie nie wypadkiem, lecz „nieprzewidzianą sytuacją”. Poinformowało również, że jest ono analizowane przez białoruskich specjalistów, którzy później podejmą odpowiednie decyzje.

Generalny podwykonawca robót, Atomstrojeksport oświadczył, że sposób przedstawienia zaistniałej sytuacji w Internecie nie odpowiada rzeczywistości, a korpus reaktora znajduje się poza sekcją reaktorów i może zostać umieszczony w docelowym miejscu.

Prezydent Litwy Dalia Grybauskaite jest zaniepokojona faktem, iż władze Białorusi nie zgadzają się nie wstęp obserwatorów na teren elektrowni oraz uchylają się od udzielenia odpowiedzi na pytania o bezpieczeństwo.

Na szczęście awaria ta nie rodzi powodów do obaw i nie ma negatywnych skutków dla ludzi i środowiska, ponieważ w reaktorze nie zachodziły żadne reakcje oraz nie znajdowało się w nim paliwo. Niepokojący jednak może być fakt, że to już trzeci wypadek, który miał miejsce podczas budowy elektrowni w Ostrowcu. Ostatni miał miejsce w kwietniu – doszło wówczas do zawalenia się budynku sterowni atomowej.

Opisywana elektrownia w Ostrowcu na Białorusi będzie złożona z dwóch bloków energetycznych. Pierwszy z nich zostanie uruchomiony w 2018 roku, a drugi w 2020 r. Łączna moc elektrowni ma wynosić do 2400 megawatów.

Opis zasady działania elektrowni jądrowej można przeczytać tutaj.

Baryt w osłonach stałych

W poprzednim wpisie poruszony został temat zastosowania barytu jako środka kontrastującego w rentgenodiagnostyce. Co ciekawe, minerał ten służy także jako komponent osłon stałych w gabinetach rentgenowskich, pomieszczaniach reaktorów atomowych i magazynach odpadów promieniotwórczych.

Osłony stałe (ściany, sufit, podłoga) w wymienionych wyżej pomieszczeniach mogą być wykonane z barytobetonu, którego wielkość współczynnika liniowego tłumienia zależy od energii promieniowania, liczby atomowej i gęstości materiału osłonowego. Zazwyczaj wykorzystywany jest ciężki beton o gęstości przekraczającej 3200 kg/m3. Oprócz barytobetonu, w gabinetach rentgenowskich stosuje się również zaprawy murarskie z domieszką barytu, które nakłada się na ściany z bloczków betonowych.

Z punktu widzenia ochrony radiologicznej, zastosowanie barytu w konstrukcji osłon stałych jest świetnym rozwiązaniem, ale niestety jest ono niekorzystne ekonomicznie. Zasoby barytu są ograniczone, w związku z czym wciąż poszukuje się tańszych materiałów i nowych technologii, które mogłyby być alternatywą dla barytobetonu.

Zastosowanie barytu w badaniach rentgenowskich

Baryt (BaSO4) jest minerałem z grupy siarczanów, występującym w żyłach kruszcowych. Charakteryzuje się dużą gęstością (4,48 g/cm3), do czego nawiązuje jego nazwa – z języka greckiego „baros” oznacza „ciężki”. Minerał ten ma biały kolor, który w zależności od domieszek innych związków może zmieniać się na szary, niebieskawy lub żółty.

Źródło: www.commons.wikimedia.org

Baryt nie rozpuszcza się w wodzie, jest stabilny chemicznie, nie wchłania się z przewodu pokarmowego i co najważniejsze – silnie pochłania promieniowanie rentgenowskie, dzięki czemu od dawana z powodzeniem jest stosowany jako środek kontrastujący w rentgenodiagnostyce przewodu pokarmowego. Prekursorem badań tego typu był Walter Bradford Cannon, który w 1898 roku opublikował wyniki swoich doświadczeń na zwierzętach z wykorzystaniem mieszaniny soli i metali ciężkich, podawanej w żelatynowych osłonkach. Początkowo baryt wraz z bizmutem wykorzystano również do wykonania angiogramu, jednak obecnie stosuje się w tym przypadku jodowe środki kontrastujące.

Siarczan baru charakteryzuje się bardzo dobrą tolerancją. Po jego podaniu pacjenci mogą doświadczyć nudności i wymiotów lub zaparć albo reakcji alergicznych takich jak rumień, świąd, pokrzywka, które występują rzadko. Z badań wynika, że łagodne zdarzenia niepożądane mają miejsce 1 raz na 750 000 badań, a cięższe powikłana – 1 raz na 2 500 000 badań.

W literaturze można znaleźć wzmianki o nielicznych przypadkach zatrucia metalicznym barem, które jest efektem podania baru niedostatecznej jakości i zanieczyszczonego. Zatrucie to objawia się ostrą biegunką, wymiotami, może prowadzić do hipokaliemii, a w razie nieudzielenia odpowiedniej pomocy – do śpiączki lub śmierci. Są to jednak incydentalne, skrajne przypadki.

Narażenie na promieniowanie jonizujące w radiologii interwencyjnej

Coraz większa liczba przeprowadzanych procedur z zakresu radiologii interwencyjnej powoduje wzrost ryzyka wystąpienia skutków deterministycznych (nieuniknionych po przekroczeniu pewnej dawki progowej) pośród personelu wykonującego te zabiegi.

Wyznaczono wielkości graniczne dawek na całe ciało (20mSv/rok), dla skóry/kończyn (500 mSv/rok) oraz dla soczewek oczu (150 mSv/rok, jednak zgodnie z zaleceniami Międzynarodowej Komisji Ochrony Radiologicznej ICRP obniżono ten limit do 20 mSv/rok). Zgodnie z polskim prawem jednostki ochrony zdrowia stosujące sprzęt rentgenowski w celu diagnostyki oraz radiologii zabiegowej, są zobowiązane do prowadzenia kontroli dawek indywidualnych personelu wykonującego procedury.

U osób pracujących w narażeniu na promieniowanie jonizujące zaobserwowano zwiększone ryzyko wystąpienia zaćmy soczewki oka. W zależności od źródła, uznawano za granicę progu dawki rzędu 2-5 Gy lub nawet sugerowano wystąpienie zaćmy popromiennej po przyjęciu dawki powyżej 0,5 Gy. Inne badania wskazują, iż indukcja tego schorzenia może być bezprogowa, co wskazywałoby na jego stochastyczny, a nie deterministyczny charakter. Zaćmę związaną z działaniem promieniowania jonizującego stwierdzano przede wszystkim u osób wykonujących procedury medyczne z zakresu radiologii interwencyjnej. Wynika to z faktu, iż personel taki przez kilka godzin dziennie w czasie zabiegów przebywa w pobliżu źródła promieniowania rentgenowskiego i w wysokim zakresie promieniowania rozproszonego.

Źródło: www.slp-instruments.com
Źródło: www.slp-instruments.com

Analizy przeprowadzone na podstawie odczytów dawek na całe ciało, dłonie oraz soczewki oczu przeprowadzonych przez Laboratorium LADIS wykazały, że:

-85% przypadków nie przekracza progu 0,1 mSv na ciało w czasie 3 miesięcy, a przekroczenie limitu dawki wystąpiło w 0,02% przypadków;

-w 87% przypadków nie przekroczono dawki na dłonie 0,1 mSv/kwartał; przekroczenie limitu zaobserwowano dla 0,03% przypadków;

-ponad 7% pomiarów przekroczyło nowy limit dawki promieniowania na soczewki oczu, a ponad 40% wyników mieściło się w przedziale 1-5 mSv/kwartał.

Wynika z tego, że kontrola dawek promieniowania na soczewki oczu u osób wykonujących procedury z zakresu radiologii zabiegowej jest istotną kwestią i należy jej ściśle przestrzegać.

Stożkowa tomografia komputerowa CBCT

Stożkowa tomografia komputerowa (CBCT – Cone Beam Computed Tomography) to narzędzie, które coraz częściej znajduje zastosowanie w diagnostyce stomatologicznej.

Jest to technika obrazowania, która stanowi środek pośredni pomiędzy tradycyjnymi zdjęciami rentgenowskimi a tomografią komputerową. Tradycyjne zdjęcia RTG są niezbędnym minimum diagnostycznym, lecz mają wiele wad – w celu pełnej diagnostyki istnieje konieczność wykonania kilku zdjęć w różnych projekcjach, a prawidłowa diagnoza jest utrudniona z powodu nakładania się struktur anatomicznych. Z kolei tomografia komputerowa jest kosztowna, czas badania jest stosunkowo długi, a ilość stosowanego promieniowania stanowi kolejny minus tej metody.

Dzięki tomografii stożkowej uzyskuje się wielopłaszczyznowe obrazy w rozmiarach rzeczywistych, zapisane w formie cyfrowej, podobnie jak w przypadku tomografii komputerowej. Budowa aparatu, pozycja pacjenta podczas badania i ruch lampy są natomiast zbliżone do badania pantomograficznego.

Źródło: www.dentistry.uiowa.edu
Źródło: www.dentistry.uiowa.edu

Badanie CBCT polega na rejestracji danych za pomocą wiązki promieniowania o kształcie stożka. W jego trakcie lampa RTG wykonuje częściowy lub pełny obród wokół głowy pacjenta. Badanie to może obejmować od kilku zębów po całą twarzoczaszkę. Co ciekawe, dawka efektywna promieniowania otrzymywana przez pacjenta podczas takiego badania wynosi ok. 0,05 mSv, podczas gdy w przypadku tomografii komputerowej szczęki i żuchwy wartość ta jest równa 0,31 mSv.

Źródło: www.wikipedia.org

Dozymetria w środowisku pracy

Ustawa Prawo atomowe wnosi obowiązek oceny narażenia pracowników mających do czynienia z promieniowaniem jonizującym. Ocena ta może być prowadzona na podstawie kontroli dawek indywidualnych lub pomiarów dozymetrycznych w środowisku pracy. Wybór sposobu prowadzenia kontroli zależy od warunków narażenia na promieniowanie. Osoby pracujące w narażeniu na promieniowanie jonizujące zakwalifikowane do kategorii A (mogący otrzymać dawkę skuteczną przekraczającą 6 mSv na rok) muszą posiadać dozymetry indywidualne, natomiast w przypadku pracowników z kategorii B (zawodowo narażonych na roczną dawkę skuteczną przekraczającą 1 mSv), panuje dowolność – kontrola narażenia może być prowadzona za pomocą dozymetrii indywidualnej lub środowiskowej. Kierownicy jednostek organizacyjnych, w których wykorzystuje się promieniowanie jonizujące, często zadają sobie pytanie, którą dozymetrię wybrać. Postaram się przybliżyć nieco temat dozymetrii środowiskowej oraz zestawić jej wady i zalety.

Dawkomierz indywidualny jest używany przez pracownika w godzinach pracy i w zależności od stopnia narażenia, jest on umieszczany na wysokości klatki piersiowej, w razie stosowania osłon osobistych – pod fartuchem ochronnym, a w przypadku osób wykonujących procedury z z zakresu radiologii zabiegowej prowadzi się indywidualną kontrolę dawek otrzymywanych przez skórę dłoni. Dawkomierze środowiskowe są z kolei zawieszone w stałym, ustalonym miejscu.

Źródło: www.helmholtz-muenchen.de
Źródło: www.helmholtz-muenchen.de

Fakt, że dozymetr środowiskowy cały czas znajduje się w tym samym miejscu z pewnością sprawia, że jest to rozwiązanie wygodniejsze w zastosowaniu. Niestety uzyskany pomiar jest jedynie wartością szacunkową dawki promieniowania, jaką otrzymał personel i nie ma możliwości określenia narażenia konkretnych pracowników. Zaletą dawkomierzy środowiskowych jest fakt, że charakteryzują się one bardzo dużą czułością, pozwalającą na pomiary niskich wartości i ich wahań nawet podczas jednej doby. Są one dobrym dopełnieniem dozymetrii indywidualnej w przypadkach, gdy pomiar dawki indywidualnej jest niemożliwy albo niewystarczający. Należy jednak pamiętać, że by pomiary były wiarygodne, konieczne jest umieszczenie dawkomierza środowiskowego w prawidłowym miejscu. Zamocowanie go na przykład w zbyt małej odległości od lampy RTG w przypadku, gdy personel wyzwala ekspozycje z odpowiednio zabezpieczonej i osłoniętej sterowni, będzie skutkowało fałszywie zawyżonymi wynikami pomiarów.

Dozymetria środowiskowa stosowana jest głównie w stomatologicznych gabinetach rentgenowskich. Często wykorzystują ją także zakłady radiologii (przede wszystkim wyposażone w aparaty ogólnodiagnostyczne RTG, densytometria, mammografia) i jednostki przemysłowe (branża energetyczna, defektoskopia).

Jak widać, dozymetria środowiskowa może okazać się dobrym wyborem, należy jednak rozważyć wszystkie za i przeciw i pamiętać o pewnych ograniczeniach tej formy kontroli narażenia na promieniowanie jonizujące.

Radionuklidy w produktach spożywczych

Jak wspominałam w poprzednim wpisie, radionuklidy są obecne w naszym pożywieniu i wraz z nim, drogą pokarmową, trafiają do organizmu. W naszej żywności występuje rad 226Ra, potas 40K, uran, cez i stront.

Rad migruje z gleby do roślin, a następnie do organizmów zwierzęcych (za pośrednictwem zjadanych roślin, ale także wody). Do ciała człowieka trafia z produktami spożywczymi pochodzenia roślinnego, zwierzęcego oraz z wodą. Rad kumuluje się głównie w kościach, ale ok. 80% pobranego pierwiastka jest wydalana z kałem.

Banany są znanym źródłem potasu, który zawiera 0,0117% radioaktywnego potasu 40K. Średniej wielkości banan ma w sobie zatem ok. 0,0528 mg radionuklidu 40K. Średnia aktywność takiego banana to w przybliżeniu 520 pCi, a dawka równoważna po jego zjedzeniu – ok. 0,1 µSv. W związku z tym wprowadzono nawet pojęcie takie jak dawka bananowa (BED – banana equivalent dose), która odpowiada dawce promieniowania przyjętej przez osobę, która spożyła jednego banana. Co ciekawe, banany są wystarczająco radioaktywne, by wywoływać fałszywe alarmy przez wzbudzenie czujników promieniowania na lotniskach!

Źródło: www.bananparadise.tumblr.com
Źródło: www.bananparadise.tumblr.com

Najwięcej cezu i strontu występuje w przetworach mlecznych, artykułach mięsnych, ziemniakach i produktach zbożowych. Z kolei rad i uran znajdziemy w wodach mineralnych. Najbardziej radioaktywnym pokarmem naturalnym są orzechy brazylijskie, których aktywność wynosi 6600 pCi/kg.

Źródło: www.nuts.com
Źródło: www.nuts.com

Na koniec krótkie zestawienie naturalnych, spożywczych źródeł promieniowania wraz z ich aktywnością:

  • banan – aktywność 125 Bq/kg
  • mleko – 50 Bq/l
  • woda mineralna 6 Bq/l

Radionuklidy w ciele człowieka

Choć może nie wszyscy zdają sobie z tego sprawę, izotopy promieniotwórcze są składnikami organizmów żywych, w tym oczywiście także ludzi. Ich średnia aktywność w ciele człowieka wynosi 8000 Bq. Do izotopów tych należą na przykład:

  • potas 40K, węgiel 14C – występują we wszystkich tkankach;
  • stront 90Sr – występuje w kościach;
  • jod 131I – występuje w tarczycy.

Potas 40K, który z wyżej wymienionych pierwiastków występuje w organizmie najliczniej, jest powszechnie obecny w żywności, a co za tym idzie – wchłaniany drogą pokarmową.

Źródło: www.nuclearsafety.gc.ca
Źródło: www.nuclearsafety.gc.ca

W ciągu jednej sekundy wewnątrz ciała człowieka dochodzi średnio do około 8000 rozpadów promieniotwórczych, co prowadzi do wewnętrznego napromieniowania przede wszystkim elektronami i kwantami gamma. Średnia roczna dawka skuteczna pochodząca od izotopów promieniotwórczych występujących w organizmie człowieka wynosi 0,3 mSv, co jest równe ok. 8% całkowitej dawki pochodzącej od źródeł naturalnych.

Odpowiedzialność za pacjenta w badaniach rentgenodiagnostycznych

Osoby, które poddawane są badaniom rentgenodiagnostycznym może nurtować pytanie kto odpowiada za bezpieczeństwo pacjenta w procesie tych badań.

Zgodnie z § 4 ust. 5 rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 18 lutego 2011 r. w sprawie warunków bezpiecznego stosowania promieniowania jonizującego dla wszystkich rodzajów ekspozycji medycznej (tekst jednolity Dz.U. z 2013 r., nr 1015 z późn. zm.), za właściwe wykonanie badań diagnostycznych i zabiegów z zakresu radiologii zabiegowej oraz za ograniczenie do minimum ekspozycji pacjenta na promieniowanie jonizujące odpowiada osoba wykonująca takie badanie lub zabieg, odpowiednio do wykonanych czynności.

Badanie radiologiczne jest z reguły przeprowadzane przez technika elektroradiologii, do którego obowiązków należy między innymi właściwe ułożenie pacjenta i zapewnienie ochrony przed promieniowaniem jonizującym oraz dobór prawidłowych warunków ekspozycji.

źródło: www.xraycopyservice.com
źródło: www.xraycopyservice.com

Ponadto wspomniane wcześniej rozporządzenie określa, że lekarz biorący udział w wykonywaniu badań medycznych związanych z narażeniem na działanie promieniowania jonizującego ponosi odpowiedzialność kliniczną odpowiednio do wykonanych czynności, obejmującą w szczególności uzasadnienie ekspozycji, optymalizację ochrony przed promieniowaniem jonizującym, kliniczną ocenę wyniku oraz przekazywanie informacji lub dokumentacji radiologicznej innym lekarzom, udzielanie informacji pacjentom oraz innym uprawnionym osobom, współpracę z innymi specjalistami i personelem w zakresie aspektów praktycznych, a także uzyskiwania informacji o wynikach poprzednich badań lub leczenia z zastosowaniem promieniowania jonizującego, jeżeli zachodzi taka potrzeba.