บทความ

การวัดปริมาณรังสี

โดยปกติมนุษย์ได้รับรังสีจากธรรมชาติและจากที่มนุษย์ผลิตขึ้น แหล่งกำเนิดรังสีจากธรรมชาติมาจากสิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัวเรา ได้แก่ สารกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในโลก ได้แก่ ธาตุกัมมันตรังสีที่สลายตัวช้า เช่น ยูเรเนียม, เรเดียม, ธอเรียม ซึ่งอยู่ตามพื้นดิน หินในปริมาณแตกต่างกันไป, รังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์รวมทั้งดาวดวงอื่นๆ ซึ่งมีปฏิกิริยานิวเคลียร์ปล่อยรังสีผ่านชั้นบรรยากาศมายังโลก เช่น อนุภาคแอลฟา, รังสีแกมมา เป็นต้น นอกจากนี้มนุษย์ยังรับรังสีจาก radioactive nuclides ซึ่งมาจากอาหาร การสูดดม เช่น potassium 40 (40P), carbon 14 (14C), hydrogen 3 (3H),  strontium 90 (90Sr) เป็นต้น ส่วนแหล่งกำเนิดรังสีที่มนุษย์ผลิตขึ้น ได้แก่รังสีวินิจฉัยทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์เพื่อการอุปโภค บริโภคตลอดจนอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น จากโทรทัศน์, การเผาไหม้เชื้อเพลิง เป็นต้น ทั้งนี้ปริมาณรังสีส่วนมาก (ร้อยละ 96) ที่มนุษย์ได้รับมาจากสิ่งแวดล้อม โดยปริมาณรังสีเฉลี่ยที่มนุษย์ได้รับต่อคนต่อปี คือ 2.4 mSv หรือคิดเป็นประมาณ 6.58 µSv ต่อวัน1  

เมื่อรังสีเอกซ์ผ่านวัตถุหรือสสารใดก็ตาม จะถูกดูดซึมทำให้ความเข้มจะลดลงซึ่งการดูดซึมรังสีเอกซ์ขึ้นกับความหนา, ความหนาแน่น, เลขอะตอมของวัตถุและพลังงานของรังสีเอกซ์เป็นหลัก โดยวัตถุที่มีความหนามาก, ความหนาแน่นสูงและเลขอะตอมสูงจะดูดกลืนรังสีมากกว่าวัตถุที่บางกว่า, ความหนาแน่นน้อยกว่าและเลขอะตอมน้อยกว่า สำหรับพลังงานของรังสีเอกซ์  สามารถวัดได้โดยค่าความต่างศักย์ของหลอดรังสี ค่าความต่างศักย์มากจะให้รังสีเอกซ์ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้น มีพลังงานมาก สามารถทะลุทะลวงได้ดีทำให้ถูกดูดซึมน้อยกว่า

วิธีวัดปริมาณรังสี

การวัดปริมาณรังสีเป็นการวัดปริมาณพลังงานที่ถูกดูดซึมต่อหนึ่งหน่วยของบริเวณที่ต้องการศึกษา ซึ่งการวัดปริมาณรังสีนี้ทำได้หลายแบบ วิธีวัดปริมาณรังสีที่ใช้ในการวินิจฉัยที่นิยมในปัจจุบันได้แก่

1. Absorbed dose เป็นการวัดปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ถูกดูดซึมต่อหนึ่งหน่วยของสสาร ซึ่งแตกต่างไปขึ้นกับชนิดและพลังงานของรังสีและชนิดของสสารที่ดูดซึมพลังงานนั้น หน่วยที่ใช้ตามระบบ SI unit คือ Gray (Gy)
2. Equivalent dose (HT) เป็นค่าที่ใช้เพื่อเปรียบเทียบผลทางชีววิทยาของรังสีชนิดต่างๆ ต่อเนื้อเยื่อหรืออวัยวะใดๆ โดยคำนวณจากสมการดังนี้
   • HT = WR x DT
   • WR คือ radiation-weighting factor หมายถึงค่าสัมพัทธ์ของผลทางชีววิทยาของรังสีแต่ละชนิด ซึ่งแตกต่างกันไป โดยค่า WR ของรังสีเอกซ์มีค่าเท่ากับ 1 ค่า WR ของโปรตอนเท่ากับ 5 หมายถึงปริมาณที่เท่ากันโปรตอนจะทำลายเนื้อเยื่อได้มากกว่ารังสีเอกซ์ 5 เท่า จึงมีค่า WR เท่ากับ 5 และอนุภาคแอลฟาซึ่งก่อให้เกิดการทำลายเนื้อเยื่อได้มากกว่ารังสีเอกซ์ 20 เท่า จึงมีค่า WR เท่ากับ 20 หน่วยที่ใช้ตามระบบ SI unit คือ sievert (Sv) จะเห็นได้ว่า WR ของรังสีเอกซ์ที่ใช้ในการวินิจฉัยมีค่าเท่ากับ 1 ดังนั้น 1 Sv จึงเท่ากับ 1 Gy
   • DT คือ absorbed dose
3. Effective dose (E) เป็นค่าที่ใช้เพื่อเปรียบเทียบผลทางชีววิทยาของรังสีชนิดต่างๆ และเปรียบเทียบปริมาณรังสีที่เนื้อเยื่อหรืออวัยวะใดอวัยวะหนึ่งได้รับเทียบกับบริเวณอื่นของร่างกายทั้งหมด เนื่องจากเนื้อเยื่อแต่ละชนิดตอบสนองต่อรังสีแตกต่างกัน International Commission on Radiological Protection (ICRP)  จึงกำหนดค่าที่แสดงความไวต่อรังสีของอวัยวะนั้นๆ เรียกว่า tissue-weighting factor (WT) ดังแสดงในตารางที่ 1 การหาค่า effective dose จะคำนวณจาก WT ของเนื้อเยื่อแต่ละชนิดตามสมการดังนี้
   • E = ΣWT x HT
   • หน่วยของ effective dose คือ Sv

การถ่ายภาพรังสีทางทันตกรรมมีหลายวิธีตั้งแต่การถ่ายภาพรังสีในปากทั้งชนิดรอบปลายรากและชนิดกัดสบ การถ่ายภาพรังสีนอกปากเช่น การถ่ายภาพรังสีแพโนรามิก ตลอดจนในปัจจุบันการถ่ายภาพรังสีด้วย computed tomography ทั้งชนิด cone-beam computed tomography (CBCT) ทำให้สามารถเห็นฟัน กระดูกขากรรไกรและอวัยวะใกล้เคียงได้ในสามมิติ ซึ่งส่งเสริมการวินิจฉัยตลอดจนการรักษาให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ปริมาณรังสีที่ผู้ป่วยได้รับจากการถ่ายภาพรังสีด้วยวิธีต่างๆ ไม่เท่ากัน และแม้แต่ในการถ่ายภาพรังสีด้วยวิธีเดียวกันปริมาณรังสีก็อาจแตกต่างกันได้ ทั้งนี้ขึ้นกับหลายปัจจัย ดังนี้

1. การปรับค่าตัวแปรของเครื่องถ่ายภาพ ได้แก่ เวลาที่ใช้, ค่าความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้า
2. ชนิดของ collimator (สำหรับเครื่องถ่ายภาพรังสีในปาก) ซึ่งเป็นตัวกำหนดขนาดของลำรังสีที่ออกมาจากเครื่อง มี 2 ชนิด คือ ชนิดกลมและสี่เหลี่ยม ชนิดสี่เหลี่ยมจะลดปริมาณรังสีที่ออกมาสู่ผู้ป่วยได้มากกว่า แต่วิธีการถ่ายค่อนข้างยุ่งยากกว่า เนื่องจากมักเกิด cone cut ได้ง่ายจึงไม่เป็นที่นิยม
3. ขนาดของขอบเขตของบริเวณที่ถ่ายภาพรังสี (filed of view; FOV) โดยเฉพาะการถ่ายภาพรังสี CT เนื่องจากขนาด FOV ต่างกันในแต่ละเครื่อง ถ้า FOV ขนาดใหญ่ ผู้ป่วยได้รับรังสีในบริเวณกว้างกว่า จึงรับปริมาณรังสีมากกว่า FOV ขนาดเล็ก

ตัวอย่างการถ่ายภาพรังสีรอบปลายรากโดยใช้ imaging plate หรือ F-speed film 1 ภาพ ผู้ป่วยจะได้รับรังสีประมาณ 10 µSv3 การถ่ายภาพรังสีแพโนรามิก 1 ภาพด้วยระบบดิจิทัล จะได้รับปริมาณรังสีประมาณ 14-24 µSv3 และการถ่ายภาพ lateral cephalometric 1 ภาพด้วยระบบดิจิทัล จะได้รับปริมาณรังสีประมาณ 5.6 µSv3