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目標識別的兒童沒有正確使用個人輻射量2011年日本福島核事故後,並評估不當所產生的誤差是多少劑量計使用。
參與者參與這項研究由1637名學生參加了外部輻射篩查項目管理由南相馬市(位於福島核電站20 - 30公裏)福島事件後在18 - 20個月。
方法我們評估了因素與使用不當(停用)指示劑,白天在特定時間段(學校通勤時間,在學校,在家裏,在戶外和睡前)使用邏輯回歸分析。測量劑量率回歸的估計預期的劑量(稱為一個錯誤由於停用)也被檢查。
結果隻有119名兒童(7.3%)使用了指示劑,用適當的所有時間。這個低主要是由於非使用時孩子們在家裏和在戶外,而不是在學校。學校水平、空氣在家劑量率、性別、加入戶外運動俱樂部和戶外活動時間在周末,明顯與使用不當有關,為協變量調整後。數據從上學的孩子沒有穿測試儀和戶外統計學意義(但臨床上無關緊要的)錯誤(比率:1.13,p < 0.01;分別為0.97,p < 0.05),而使用不當的指示劑,在學校,在家裏,睡覺時不產生明顯的錯誤。
結論目標明確嚴格的指令需要劑量計的使用,特別專注於上課時間以外的時間。然而,考慮到小劑量錯誤由於測試儀的使用不當,即使不當使用測試儀,固體評估輻射有一定準確性的可能。
- 公共衛生
- 職業與工業醫學
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本研究的優點和局限性
我們進行了第一個研究2011年日本福島核事故後,確定資料的兒童沒有正確使用個人輻射量和評估不當所產生的誤差是多少劑量計使用。
外部輻射篩查項目,由南相馬市城市管理,包括自我報告調查關於參與者在家和在學校的生活方式,以及穿的劑量計的條件,這使我們能夠評估學員使用測試儀。
因為不當所產生的誤差的絕對值劑量計使用可能取決於該地區的輻射水平,我們的研究結果對臨床意義的錯誤可能不是generalisable其他地區較高的福島縣的暴露水平。
介紹
重大核事故後,輻射是一個公共衛生問題。1,2日本福島核電站事故後,東日本大地震和隨後的海嘯引發的2011年3月11日,受輻射汙染地區的出現健康問題。年事件發生後,由於成功的政府控製受汙染的食物,從內部暴露劑量邊際;3 - 6因此,作為Tsubokura等7承認,大部分可以歸因於外部輻射劑量。評估外部暴露,因此,當前的人類健康風險管理的主要組成部分。
劑量可以使用以下兩種方法:(1)數學模型估算合理的科學假設或(2)直接個人劑量測量。2,8外照射劑量的估算是基於空氣或土壤汙染的程度與接觸適當考慮衰減,這是一個函數的個人和環境因素(通常被稱為輻射減少因素)。相反,直接使用執行個體劑量測量輻射劑量計。
速度和靈活性的造型方法的主要特點;造型可以為個人提供估計劑量水平以及公眾代表,根據可能的暴露場景。然而,準確度可以是一個重大的挑戰在其成功應用劑量評估。9 - 11福島事件後,根據野村等12和Naito等,9劑量估計使用重建模型由日本政府大約三倍是衡量個人劑量計。這分歧主要來自不確定性由於有限的或不完整的信息輻射減少的因素。12
然而,應對日益增長的擔憂來自個人在受影響的地區,為當地的行動,確定入口點和發展戰略方向為當地的政策和實踐,直接測量可以是一個理想的劑量評估的方法,因為它很容易執行,用更少的科學不確定性,可以考慮任何個人特異性。13,14然而,正如野村等12報道,孩子未來的健康風險最大的問題不一定正確使用個人測試儀,這可能出現的障礙直接測量方法,因為它可能影響測量值。因此,為了更好地理解與個人測試儀的使用有關的問題,並確定適當的評價和保護方法對輻射暴露在目前福島事件以及未來放射事件,本研究的目的是雙重的:(1)確定正確的兒童不要使用測試儀福島事件後,(2)評估多少錯誤是由測試儀的使用不當。
方法
數據收集
設置
研究網站是南相馬市,位於福島核電站14-38公裏。在應對公眾的要求,自2011年10月1日起,6個月福島事件後,南相馬市的城市辦公室提供了一個免費篩查項目外部輻射對嬰兒、兒童和孕婦學校位於城市。計劃通知發布官方網站的南相馬市總醫院(MMGH)。南相馬市城市的地理位置相對於核電站所示圖1。
南相馬市城市的地理位置。基本圖表明空氣劑量率(μSv / h)截至2012年6月28日。藍色的圓圈顯示的地理分布研究參與者,圓圈的大小在哪裏居住在各地的參與者的數量成正比。
篩查項目實施每3個月一次。首先,城市辦公室郵件輻射劑量計(玻璃徽章:gd - 450,千代田拋光工藝集團)學員,連同設備說明書的使用劑量計。3個月測量完成後,劑量計是回到辦公室和劑量的測量值在MMGH記錄。注意幾個劑量計失去了在項目期間,我們不包括那些失去了他們的指示劑,在這項研究中。劑量計的說明書解釋說,從用戶需要掛脖子上整整一天,除了當用戶在家時,在這種情況下,劑量計可以放置在用戶附近。
對學齡兒童來說,這計劃還包括一個簡短的自我報告調查關於他們的生活方式在家裏和在學校期間檢查。這個調查還包含問題的條件玻璃象征著,這使得它可以評估學員使用測試儀。答題紙上返回到城市辦公室連同測試儀。
研究對象和數據
我們認為學校的孩子參加了第四篩查項目,這是9月1日和2012年11月30日之間進行的,因為大量的篩選參與者。如上所述,分析數據集包含劑量記錄和自我報告調查結果。3個月的輻射劑量(mSv)測量的劑量當量的組織深度1厘米(惠普(10))。15劑量歸因於自然宇宙來源的背景和地球是減去從原來的玻璃麵板默認劑量測量;因此,我們獲得的劑量數據是福島事件後額外的劑量。減去價值為0.14毫西弗(0.56毫西弗/年),由千代田測量事件前拋光工藝集團在大洗町,茨城縣,位於福島核電站以南100公裏以上。16由於地理的變化背景劑量和玻璃的測量誤差徽章,一些參與者的額外劑量低於零後自動背景減法的劑量,造成left-censoring效應在0毫西弗。然而,對於簡單的臨床和政策解釋,我們收集到的數據重新添加這個劑量值。這意味著額外劑量的玻璃麵板的測量被測量的總劑量;因此,數據left-censored 0.14毫西弗。注意下限玻璃麵板的可測量的劑量為0.1毫西弗和玻璃麵板精度的範圍測量累積劑量的35天±4%。17惠普(10)值測量幾何條件下在福島是比得上獲得的有效劑量使用各向同性或旋轉照射幾何圖形。10,18有效劑量是加權和等效劑量的各種組織和器官。
包含信息的參與者的自我報告的調查數據為一天每個時間段的行為:在家裏(例如,房間裏大多數白天時間都花了,這個房間位於層,睡覺的地方,睡覺的地方所在層);通勤時間(如學校通勤時間、通勤方式);在學校(如座位位置在教室裏,每周做了戶外運動的次數,大多數午餐休息時間都花的地方);放學後和周末(如地方大部分課外時間花了,時間在戶外放學後,大多數白天時間都花在度假的地方,周末時間在戶外)。調查數據還包括玻璃徽章的條件是穿在以下時間段:前往學校(測試儀是否穿(帶)到學校);在學校(測試儀是否在學校穿);在家裏(測試儀是否在家穿);戶外(測試儀是否穿(帶)戶外)和睡前(是否睡覺時穿的劑量計)。
此外,空氣在參與者的居住位置劑量率和學校也考慮(見下麵)。
家裏空氣劑量率
我們收集的數據從教育部官方網站,文化、體育、科學和技術(下邊了)。福島事件後,下邊了機載輻射監測以不規則的間隔在核電站周圍半徑80公裏。監控的飛行高度離地麵大約是150 - 300,和飛機的飛行路徑的寬度約為1.85公裏。記錄值的平均測量值在一個圓的直徑約600米下飛機。這下邊了監測開放獲取的結果,和網上的數據包含空氣劑量率(μSv / h)在離地麵1米的高度,測量的周圍劑量當量(h * 10)15包括從地球上自然的背景輻射,19和相應的監視點的緯度和經度坐標。
空氣劑量率在每個參與者的居住位置當時估計如下。首先,因為第四玻璃徽章篩查計劃是9月1日和2012年11月31日之間進行的,和下邊了監測2012年發生的兩次(6月28日和11月16日),20.,21一次插值法應用於估計空氣劑量率篩選。然後,下邊了監測結果平均使用500米2網格的基礎上,日本概況地理信息標準(高程和坡度角第四網數據),22開發和發布的土地、基礎設施和交通、日本,這樣每個參與者的家庭屬於一個網格區域。這種方法使空氣劑量率的估計每個參與者在檢查期間的家庭。
在學校空氣劑量率
福島縣空氣進行劑量監測6月19日至2012年7月11日,每個學校在南相馬市。數據可用於公共訪問包含空氣劑量率高達1米的地麵在學校和學校的大門和入口/出口,周圍劑量當量的測量(H * 10)15其中包括從地球上自然的背景輻射。
數據分析
進行了以下兩個分析。
分析1:確定因素與玻璃麵板的不當使用一天時間,每個時期的邏輯回歸模型構建。測量結果是二進製(1:未使用,0:裝備);因此,回歸結果存在的取冪形式計算每個自變量的回歸係數,表示可能性的變化(例如,或)停用的單位增加變量。
分析2:評估多少誤差是由不當使用的玻璃徽章,我們考慮下麵的方法。首先,正確使用那些使用測試儀的數據(例如,參與者用指示劑,在所有的時間在一天),我們指定一個回歸模型估計測量的劑量和協變量之間的關係。構建模型,托比特書模型應用於數據,使估計變量之間的線性關係,調整left-censoring效應的玻璃麵板。給學校的孩子們之間的潛在的離群值(即那些顯示高劑量水平),使用的自然對數的劑量是因變量。第二,我們預測預期的指示劑,不當的使用劑量值,通過擬合參數預測模型。最後,預測劑量和劑量的測量每個方麵比較的比例測量預測值。
在這些分析回歸建模,模型選擇了使用p-to-remove backward-stepwise方法設置為> 0.05。23Backward-stepwise回歸從所有候選人變量在模型中並刪除最不顯著的變量,直到所有剩餘的變量都是顯著。部分野生是用於驗證輸入和刪除變量的模型。變量是已知或可疑危險因素(如性別)被納入最終的模型不管他們的統計學意義。
魯棒性的回歸預測
評估我們構造的托比特書模型的預測精度估計的預期劑量的孩子不當使用玻璃徽章,我們建立了另一個預測模型使用的分類和回歸樹(CART)方法。購物車方法是一種非參數方法,不需要任何關於輸入數據的分布假設。24然後,我們比較了pseudo-R2值從購物車模型修剪與異常標準10倍交叉驗證規則那些從托比特書模型以檢驗模型提供了一個更好的預測。
所有統計分析進行了使用占據/ MP V.13和/或R V.3.2.0。
結果
參與者的特征
的1956名學生參加了第四篩查項目,我們排除了那些認為基本數據,包括家庭地址,失蹤,我們分析了剩餘的1637名兒童。總結了參與者的人口學特征表1。大多數參與者小學兒童(65.2%)和住在農村地區(69.0%)。觀察無實質性差異在性別(女52.4%)。意味著空氣劑量率在離地麵1米的高度在家裏,在學校操場,大門,入口/出口的學校分別為0.49,0.11,0.22和0.17μSv / h,分別。
的孩子不當使用玻璃徽章
隻有119名兒童(7.3%)穿玻璃麵板在所有的時間在一天內(即測試儀正常使用)。所示表1,一個大的差距在學校使用,使用被觀察到。許多沒有使用指示劑,當他們在家裏睡覺(70.3%)和(69.2%)。相反,大多數的孩子穿的指示劑,學校(94.6%),和他們也可能使用測試儀在學校(70.5%)。
表2顯示了邏輯回歸分析評估的結果之間的關係非使用測試儀和協變量。協變量調整後,學校水平顯著相關當事方在家裏,戶外和睡前。年幼的孩子(小學/中學孩子)明顯不太可能穿指示劑,比高中的孩子。其他重要因素與非使用劑量計的劑量率的空氣在家裏,性別,加入戶外運動俱樂部和周末時間在戶外。孩子生活在更高的地區空氣劑量率在學校在家裏停用的幾率較低(0.91或0.1μSv / h增加;95%可信區間0.85到0.98;p < 0.05),表明空氣汙染水平較高的兒童在家裏更有可能在學校穿劑量計。在學校裏,男性已停用的幾率高於女性(或1.34;95%可信區間1.07到1.71;p < 0.05)。 Those who belonged to outdoor sports clubs were less likely to use the dosimeters when they were outdoors (OR 1.38; 95% CI 1.00 to 1.90; p<0.05). Similarly, the odds of non-use among children who spent more than 2 h outdoors on weekends were 1.53 times higher than those of children who spent <30 min outdoors (95% CI 1.14 to 2.06; p<0.01), indicating that children who spent more time outdoors were less likely to wear the dosimeters outdoors. Whether or not the dosimeters were worn to school was not associated with any variables.
比較測量劑量與回歸的估計量
119名兒童的數據正確使用玻璃徽章被用來構建預測模型。估計模型包括以下變量:空氣劑量率在家和在校園內,性別、居住區域,學校層麵,地板的房間,白天大部分時間是在家裏度過的,睡地板的地方,座位位置在教室裏,在戶外時間放學後和度假。使用這個模型,其餘孩子的“預期”劑量值(n = 1518)進行了預測。測量和預測劑量比較表3。雖然總體比較無顯著差別測量和預測之間的劑量,時間period-specific比較“上學”和“戶外”表現出顯著差異。那些穿的平均測量劑量指示劑,上學是他們預測劑量高於0.04毫西弗(p < 0.01:配對t檢驗),代表13%的預測值的差異。此外,測量劑量的孩子沒有穿戶外測試儀為0.01毫西弗低於預測的平均劑量(p < 0.05),表明3%的差異。
魯棒性的回歸預測
的pseudo-R2值托比特書模型比較與車模型修剪與異常標準10倍交叉驗證規則評估托比特書模型的預測精度。結果,我們得到的值0.86托比特書模型和0.70的車模型,表明托比特書模型稍微預測。
討論
輻射泄露事件後,嚴格評價輻射基本是更好的理解未來的健康風險和有效輻射防護計劃。福島事件後,因為有限的科學證據和知識關於劑量重建,我們麵臨政府的準確劑量估算模型。9,12因此,為了確保盡可能多的準確性,直接使用個人劑量測量輻射量已經通過許多地方政府作為其輻射保護政策的重要組成部分。14然而,評估合適的個人劑量計使用大大缺乏;測試儀的使用不當引起的錯誤也未知,因為缺乏信息用戶的日常行為和指示劑的條件是穿。在這裏,南相馬市城市提供的外部輻射篩查項目提供了一個獨特和寶貴的機會來解決這些問題。這是第一個研究評估符合兒童個人輻射劑量儀的正確使用,使用不當的影響測量劑量主要輻射泄露事件之後。
我們的研究顯示,隻有7.3%的參與者使用玻璃徽章正確篩選期間,和一些傾向對劑量計使用識別潛在原因低利率的建議。首先,它必須強調,盡管隻有百分之幾的孩子正確使用測試儀,使用條件的日常時間顯示,大多數孩子使用測試儀正常上課時間(表1)。因此,正確使用的低利率是主要歸因於停用時孩子們在家裏或在戶外,這意味著父母特別關心他們的孩子在學校的輻射(而不是在家裏或在戶外),在那裏孩子們大部分時間都在遠離父母的監督。實際意味著更嚴格的指令需要劑量計的使用,特別關注學校小時以外的時間。
第二,小學和中學的孩子們明顯不太可能在家穿測試儀,在戶外或在睡前比高中的孩子(表2),這表明很難鼓勵年輕的孩子堅持測試儀的適當使用,可能是因為孩子們發現很難處理小測試儀。因此,另一個重要含義是,年紀較小的孩子們可能需要更具體的設備說明。
第三,它也應該承認,在家裏,空氣汙染水平和性別因素與孩子們如何使用測試儀(表2)。我們的邏輯回歸分析證實,空氣較低劑量率的孩子在家裏不太可能在學校穿測試儀,男性在學校的孩子們不太可能使用測試儀比女性的孩子。這些結果可能反映了更大的父母擔心輻射的風險尤其是女性的孩子,未來健康問題的風險最大。
第四,加入戶外運動俱樂部和戶外時間周末也與非使用戶外測試儀(表2)。這些結果暗示孩子喜歡戶外活動傾向於避免戶外穿著劑量計,可能是因為他們感到不舒服的時候他們在戶外玩。
鑒於這些發現關於孩子的資料不正確使用測試儀,目標明確的指令為特定組兒童應該改善的速度合適的劑量計使用兒童。然而,更重要的是,我們還必須考慮過多的可能性或重複指令可以更多的壓力對孩子和影響他們的日常生活。進一步討論預計在未來如何指導孩子。
重要的是,錯誤(即測量劑量之間的差異和回歸估計的“預期”劑量)使用不當所產生的玻璃麵板幾乎是0 mSv(比例:0.99)整體(n = 1518),無統計學意義(表3)。借重這一結果表明,即使不使用得當,固體評估輻射有一定準確性的可能。
當孩子把測試儀,劑量計通常在家裏或學校離開的地方。這意味著如果測試儀被當孩子們在家或在學校,同樣的指示劑,可以檢測出輻射環境類似的暴露水平那些孩子們正在哪裏。然而,如果孩子不穿或帶測試儀上學或在戶外,這意味著測試儀和孩子們在不同的環境有不同的輻射水平。因此,有兩種可能的原因這個小錯誤:之間的輻射水平的差距是非常小的地方,孩子大部分時間都在和地方測試儀檢測到輻射附近沒有孩子,和大多數的孩子在這個研究並沒有花很多時間在戶外放映期間。
這些假設是支持的事實,每個時期的錯誤相比時,統計上顯著差異觀察兒童不穿或帶測試儀上學(p < 0.01),而非使用在學校或在家裏睡覺沒有導致重大錯誤。因為孩子們一天中大多數時間都在學校,如果他們不穿或帶測試儀的指示劑,上學,留在家裏,家裏的測試儀測量輻射在很長一段時間在學校的孩子們。由於成功的淨化學校以及學校的結構屬性,有一個巨大的差距之間的輻射水平參與者的居住位置和學校(均值分別為0.49和0.11μSv / h,,包括地球的自然背景)。結果,測量劑量的孩子不穿或帶測試儀上學,那裏的輻射水平比國內要低得多,是高估了(比例:1.13;區別:0.04毫西弗;p < 0.01)。然而,這0.04 mSv差異在3個月內(年度劑量約0.12毫西弗)是沒有臨床意義重大。
然而,盡管它不是臨床意義重大,發現測量值在那些沒有使用測試儀戶外明顯低估了(比例:0.97;區別:0.01毫西弗;p < 0.05),值得仔細考慮。這個小錯誤歸因於這樣一個事實,大多數的孩子在這個研究並沒有花很多時間在戶外放映期間(88% < 1 h戶外放學後,86%在<周末戶外2 h)。這意味著錯誤的大小將停用戶外是由孩子的時間花在戶外,劑量計離開室內,除了室內和室外輻射水平的差異;因此,測量劑量可以被低估。
主要決定因素的總劑量的輻射水平是人們的大部分時間的地方。因此,它是合理的認為主要因素的重要性的錯誤可能是輻射水平之間的差異的地方留下孩子們和那些測試儀。我們的研究認為學校的孩子們,他們傾向於一天中大多數時間都在學校或家裏,誰每天都遵循類似的安排。因此,考慮到孩子不去學校(如學齡前兒童),兒童在長假或假期休息,和年長的孩子,有不同的時間表,有必要總結我們的研究結果時要小心。
限製
我們在這項研究中發現了一些限製。首先,請注意,意味著空氣劑量率在研究期間在南相馬市0.49μSv / h(範圍0.19 - -2.13μSv / h)。因為使用不當所產生的誤差的絕對值的指示劑,可能取決於空氣汙染水平在人們的生活領域,我們的研究結果對錯誤的意義不generalisable其他地區更高的福島縣的暴露水平。此外,在這項研究中,我們沒有調整劑量測量個人的體型和直接測量的劑量作為他/她的有效劑量。眾所周知,有可能個人的體型影響個人輻射劑量計的準確性,在最大,約為10%,根據產品類型以及環境中的輻射幾何。25然而,考慮到小百分比,這種潛在的身體尺度依賴的錯誤不會影響我們的結論。
結論
這項研究發現了一個低利率的玻璃麵板使用兒童,這主要是由於非使用家裏的玻璃麵板和戶外活動,而不是在學校。更嚴格的指令需要劑量計的使用,特別專注於上課時間以外的時間。具體還需要注意小孩子因為困難讓他們堅持的適當使用測試儀。測試儀的使用不當產生的誤差非常小,臨床上不重要,這表明,即使測試儀不使用得當,一個堅實的評估有一定準確性的輻射暴露的可能。但是請注意,錯誤可以上升到一個顯著水平如果孩子不穿或帶測試儀上學和戶外活動,因為錯誤是由輻射水平之間的差異在他們的地方和那些測試儀是離開了。這些信息有助於評估和開發適當的輻射保護政策以應對目前的福島事件以及未來輻射事件。
確認
南相馬市作者表達他們的感謝員工和MMGH為數據收集和管理員工。作者特別感謝先生的援助Kikugoro Sakaihara先生Masatsugu Tanaki MMGH,家庭地址的地理編碼技術支持的研究參與者和本研究的實施由Masahiro神靈來自東京大學的教授。他們還提供特別感謝所有參與者,沒有他們的參與,這項研究不可能達到目前的形式。
腳注
貢獻者所有的作者都是負責研究和設計概念。太,即和獲得的數據,分析和解釋的所有作者。錫、MT、AO和y起草了手稿,這是至關重要的知識內容的修訂由所有作者。SN和DY執行統計分析。YK和提供管理、技術和物質支持。RH, TF,擔任研究主管。所有的作者都批準了最終稿的手稿。
資金這項研究沒有得到具體撥款資助機構在公眾,商業,或非營利部門。
相互競爭的利益沒有宣布。
倫理批準倫理道德委員會批準這項研究獲得的授權下的MMGH 25-08數量。
出處和同行評議不是委托;外部同行評議。
數據共享聲明沒有額外的數據是可用的。