冠心病介入診療中透視與電影輻射劑量率對比分析

劉偉賓， 黃連軍， 郭久芳， 王弋輝， 靳國梁， 李羽加， 申 濤，張伯麟， 張 珅， 陳 健

介入微創(chuàng)診療在帶來益處的同時，輻射危害也隨之增加［1］，介入診療中可能給患者造成高劑量輻射［2］。聯合國原子輻射效應科學委員會第56次會議特別關注介入診療中的輻射劑量問題［3］。心血管疾病在介入診療中X射線照射部位、體位、大小等在不斷變化，真實反映患者受照劑量相當困難。本研究對冠心病患者介入診療中DSA設備由透視模式轉換為電影模式時各自序列實時顯示的輻射劑量率進行對比分析，為合理控制輻射劑量提供依據。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

隨機抽取我院2014年9月采用美國通用公司（GE）DSA機介入診療的冠心病患者30例，其中男26例，女4例；年齡36～79歲，平均（59.25±9.70）歲；體質指數為20～37 kg/m2，平均（26.11±2.81）kg/m2。橈動脈途徑28例，股動脈途徑2例；冠狀動脈造影（CAG）11例，CAG聯合經皮冠狀動脈介入治療（PCI）19例。

1.2 方法

記錄介入診療中DSA設備在常規(guī)劑量模式下同一幀頻由透視模式轉換為電影模式時成對實時顯示的輻射劑量率，所有介入影像信息均能滿足冠心病患者術中需求。13例用GE 2100型DSA機透視模式和電影模式各129個序列，8例用3100型DSA機透視模式和電影模式各129個序列，9例用4100型DSA機透視模式和電影模式各92個序列。數據整理歸納使用Microsoft Excel 2003軟件，數據統(tǒng)計分析用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件處理。

2 結果

30例冠心病患者在介入診療中由透視轉換模式為電影模式實時輻射劑量率對比結果顯示，透視輻射劑量率范圍為18.5～212.0 mGy/min，均值為（114.7±42.1）mGy/min；電影輻射劑量率范圍為216～1 691mGy/min，均值為（970.1±298.4）mGy/min；透視與電影輻射劑量率均值之比，GE 2100型DSA機為1︰8.5，3100型DSA機為1︰8.8，4100型DSA機為1︰8.0，總體為1︰8.5（表1）。統(tǒng)計圖表顯示，DSA數字平板探測器面積越大，輻射劑量率均值越大，電影輻射劑量率均值較透視輻射劑量率均值增高越明顯；透視輻射劑量率均值較電影輻射劑量率均值低，差異顯著（圖1）。

表1 冠心病患者介入診療中DSA機由透視模式轉換為電影模式實時輻射劑量率對照表

圖1 冠心病患者介入診療中DSA電影模式與透視模式輻射劑量率結果比較

3 討論

3.1 輻射劑量率與輻射劑量

輻射劑量率與輻射劑量同是影響放射生物效應的輻射因素，輻射劑量率指單位時間內給予機體輻射劑量的大小，輻射劑量實質是電離輻射對受照物質產生的真實效應和潛在影響的一種物理度量，取決于輻射場性質及電離輻射與物質相互作用程度，其大小是決定輻射生物效應強弱的首要因素，劑量越大，效應越強［4］。在一定范圍內，同等輻射時間情況下對患者輻射劑量越大，同等輻射劑量情況下高輻射劑量率對患者輻射生物效應越強［5］。高劑量率輻射相當于短時間對患者急性照射，患者對輻射緩沖和修復損傷的接連沖擊能力要比低劑量率輻射低，對患者傷害大。電離輻射對人體的傷害不僅與輻射劑量有關，而且也與輻射劑量率密切相關。因此，降低輻射劑量率對放射防護至關重要，而且對介入診療中的監(jiān)測也不可或缺。

3.2 輻射劑量率監(jiān)測意義

輻射劑量學問題主要是要確定生物組織中的吸收劑量。吸收劑量是表示某一物體所接受或吸收的輻射能量的大小，主要用于定量表示確定效應。要直接測量生物組織中的吸收劑量是非常困難的，尤其是冠心病介入診療過程中X射線照射部位、體位、大小等在不斷變化，曝光參數在不斷調節(jié)。直接測量生物組織中的吸收劑量很難實現，常用方法是測定有關位置上的空氣比釋動能（AK），若在帶電粒子平衡條件下忽略帶電粒子因韌致輻射引起的能量損失，則AK等于吸收劑量。GE、Siemens、Philips公司三大介入診療DSA設備均配備有能在線監(jiān)測表征輸出劑量的指示裝置——劑量面積乘積（DAP）儀，顯示X射線束橫截面積與該照射野上平均AK的乘積，反映出患者在介入診療中所接受到X線輻射的總授予能量［6］，而GE DSA機在此基礎上又可通過在線動態(tài)瞬時監(jiān)測顯示AK劑量率來表示輻射劑量率，這關系到影像質量及介入診療效果，也決定著患者在接受透視或電影模式時的輻射劑量。

《醫(yī)用X射線診斷衛(wèi)生防護標準》（GBZ130-2002）［7］中規(guī)定，介入放射學診療中應用有影像增強器和自動控制功能的X射線透視時，入射體表處AK劑量率應≤100mGy/min，該規(guī)定一般適用于介入放射學血管造影機或消化道造影機。GE DSA機具有更好的光子效率，介入操作時間比普通X射線機臥位透視時間要長得多，理論上認為上述限值也適用于DSA機，且相應AK劑量率限值要低。但冠心病患者病情復雜，多角度操作中又需要更好的影像質量，介入操作的復雜性又顯著增加了X射線透視時間，因此患者和介入術操作醫(yī)師均會受到較大劑量輻射。本組冠心病介入診療中平均AK劑量率均值＞100 mGy/min。Fletcher等［8］研究指出，在介入治療中患者所受醫(yī)療照射只能依據放射實踐正當性和防護最優(yōu)化原則，不適合指定劑量限值。《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）［9］也作出相似規(guī)定，所以AK劑量率限值并不適用于DSA機對冠心病的介入診療。在不影響診療情況下，該顯示值應盡可能小，才會對防止電離輻射損傷有積極意義，為介入診療醫(yī)務人員術中及時控制電離輻射損傷提供依據。

3.3 輻射劑量率對比分析及控制

本研究中DSA數字平板探測器面積，GE 2100型DSA機為21 cm×21 cm，GE 3100型機為31 cm× 31 cm，GE 4100型機為41 cm×41 cm。數字平板探測器面積越大，電影輻射劑量率均值較之透視輻射劑量率均值增高趨勢越明顯。因此，冠心病患者介入診療中對DSA探測器尺寸的選擇也至關重要。

本研究中記錄的700個序列輻射劑量率，系用3種不同型號GE DSA機介入診療的30例冠心病患者由透視模式轉換為電影模式時350對動態(tài)、瞬時監(jiān)測顯示的AK劑量率，成對顯示的輻射劑量率為同一DSA機型號、同一患者，球管至床面距離、球管至探測器距離、角度（L、LAO、RAO、CRA、CAU等）、照射野（FOV）均相同，只有透視輻射劑量率和電影輻射劑量率不同，這樣的輻射劑量率對比分析顯示的差異才有價值。

本研究結果顯示電影輻射劑量率均值為透視輻射劑量率均值的8.5倍，相同時間內電影輻射劑量均值也為透視輻射劑量均值的8.5倍，而電離輻射隨機效應發(fā)生概率隨著輻射劑量的增加而增大，所以采用低輻射劑量率行介入診療手術對隨機性電離輻射效應控制有積極意義。本研究結果顯示電影輻射劑量率可高達1 691mGy/min，如持續(xù)1min，可產生1.691 Gy的輻射劑量；如持續(xù)2min，可產生3.382 Gy的輻射劑量；如持續(xù)3 min，則可產生5.073 Gy的輻射劑量。國家標準中確定性效應輻射損傷在內照射放射病為1.0 Gy，在外照射慢性放射病為1.5 Gy，在輻射性白內障為2 Gy，在放射性皮膚病為5 Gy，可見采用低輻射劑量率行介入診療手術對確定性電離輻射效應控制的價值。

由分析可知，在對冠心病患者介入診療中，醫(yī)務人員應選擇面積較小的DSA設備探測器型號，密切觀察DSA設備在線動態(tài)瞬時監(jiān)測的輻射劑量率，若患者病情允許應考慮采用透視模式，然后以存儲有價值信息的方法記錄患者影像資料，及時調整設備參數和檢查程序，力爭在盡可能低的劑量率水平下分散進行，甚至可通過低劑量DSA可控參數調節(jié)，減少患者和介入操作者的輻射劑量。

綜上所述，冠心病患者介入診療中的輻射劑量控制與醫(yī)務人員密切相關，醫(yī)務人員在使用DSA設備時，應合理選擇設備類型，密切觀察動態(tài)實時顯示的輻射劑量率，及時調整檢查模式及可控參數，即刻評估可能致患者放射損傷的劑量水平，合理控制輻射劑量，以降低電離輻射對人體健康產生的輻射效應。

［1］ 黃 永，王艷芹，楊 潔，等.降低介入診療過程中患者接受輻射劑量的研究［J］.介入放射學雜志，2011，20：563-565.

［2］ Nishizawa K，Masuda Y，Morinaga K，et al.Surface dose measurement in patients and physicians and effective dose estimation in patients during uterine artery embolisation［J］.Radiat Prot Dosimetry，2008，128：343-350.

［3］ UNSCEAR.Reportof the United Nations Scientific Committee on the Effectsof Atomic Radiation，generalassembly,official records.Sixty-third Session.Supplement No.46［R］.New York,2008.

［4］ 楊朝文.電離輻射防護與安全基礎［M］.北京：原子能出版社，2009.

［5］ 趙進沛，楊會鎖.放射診療衛(wèi)生防護及其監(jiān)督監(jiān)測［M］.北京：軍事醫(yī)學科學出版社，2013.

［6］ 劉偉賓，黃連軍，郭久芳，等.心血管疾病患者在介入診療過程中輻射劑量分析［J］.介入放射學雜志，2014，23：941-944.

［7］ 醫(yī)用X射線診斷衛(wèi)生防護標準（GBZ130-2002）［S］.北京：法律出版社，2002.

［8］ Fletcher DW,Miller DL,Balter S,et al.Comparison of four techniques to estimate radiation dose to skin during angiographic and interventional radiology procedures［J］.JVasc Interv Radiol, 2002,13:391-397.

［9］ 電離輻射防護與輻射源安全基本標準（GB18871-2002）［S］.北京：中國標準出版社，2003.