心臟電生理檢查患者輻射損傷及防護(hù)研究進(jìn)展

李艷茹，張楠，王睿，焦麗琴

在心臟電生理誕生以前，心電圖是診斷心律失常和解釋其發(fā)病機(jī)制的最重要手段，同時(shí)也是電生理發(fā)展的基礎(chǔ)。臨床心臟電生理學(xué)發(fā)展迅速，已成為心臟病學(xué)科的重要組成部分，在心律失常的診治中起著重要作用。心臟電生理檢查通過(guò)在X線引導(dǎo)下，心內(nèi)膜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸的接觸導(dǎo)管電極，進(jìn)行常規(guī)心臟電生理作圖，依據(jù)腔內(nèi)心電圖特征完成心律失常的診斷，并行消融。長(zhǎng)時(shí)間手術(shù)操作使醫(yī)務(wù)人員和患者暴露于X射線下，具有潛在危險(xiǎn)。不同組織和器官對(duì)X線的敏感性不同，生殖系統(tǒng)的敏感性較高[1]。雖然患者的輻射次數(shù)低，但需接受較高劑量的放射線，仍應(yīng)引起介入醫(yī)師的注意。除傳統(tǒng)保護(hù)措施外，新型三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)和完善，降低了手術(shù)輻射劑量，提高安全性，并縮短操作時(shí)間。

1 電生理檢查輻射損傷相關(guān)研究

心臟具有4個(gè)生理特性：自律性、興奮性、傳導(dǎo)性和收縮性，其中前三個(gè)特性與心臟電活動(dòng)產(chǎn)生有關(guān)，成為電生理檢查的基礎(chǔ)。心臟電生理檢查是在X線引導(dǎo)下，通過(guò)股靜脈、頸內(nèi)靜脈等血管引入冠狀竇、右心室等相關(guān)電極導(dǎo)管到心臟的某一特定部位，用來(lái)記錄局部位置的電學(xué)特性。這些導(dǎo)管可接受電信號(hào)，同時(shí)還可發(fā)放電刺激信號(hào)，有助于心律失常的診斷及機(jī)制研究，還可對(duì)其進(jìn)行有效治療。常規(guī)技術(shù)運(yùn)用二維影像進(jìn)行標(biāo)測(cè)、消融，因其只接收到局部位置信號(hào)，無(wú)空間分辨率、定位等缺點(diǎn)，手術(shù)重復(fù)性差，采集信號(hào)時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間標(biāo)測(cè)使患者暴露于X線下的輻射劑量較大，對(duì)人體生殖系統(tǒng)損害相應(yīng)增多。生殖系統(tǒng)主要功能以產(chǎn)生生殖細(xì)胞，分泌性激素及維持第二性征為主，研究顯示：電離輻射可導(dǎo)致生育能力下降[2]。電離輻射主要作用于性腺[3]，在男性作用于睪丸，女性作用于卵巢。

常規(guī)電生理檢查導(dǎo)致患者受到大量輻射損傷：在以人群為基礎(chǔ)的分析顯示[4]，3年來(lái)，平均累積有效劑量為15.6 mSv，接受高劑量的患者中每年大于 20～50 mSv，重復(fù)心導(dǎo)管檢查對(duì)輻射劑量的貢獻(xiàn)最大。電生理檢查輻射劑量受多種因素影響，如術(shù)者熟練程度、設(shè)備性能、手術(shù)類(lèi)型等，因此該輻射劑量范圍變化可從簡(jiǎn)單的電生理檢查采集到的低劑量3.2 mSv到復(fù)雜程序下手術(shù)的最高值，如心房顫動(dòng)消融，中位劑量為16.6 mSv，范圍為6.6～59.6 mSv[5]。另外對(duì)17項(xiàng)研究的回顧（其中12篇發(fā)表于2000年后）報(bào)道了用于導(dǎo)管消融心律失常的有效劑量更高（20.3 mSv），一般包括的是消融較不復(fù)雜的心律失常[6]。此外，單位時(shí)間內(nèi)同樣的輻射劑量，不同時(shí)間可以對(duì)應(yīng)不同的總輻射曝光量；而同樣手術(shù)時(shí)間，不同的單位輻射劑量，總輻射量結(jié)果也不同，其主要受術(shù)中采用低劑量透視或高劑量回放采集決定[7]。

對(duì)于男性患者來(lái)說(shuō)，睪丸是電離輻射的敏感器官[8]。它的主要功能是產(chǎn)生精子，同時(shí)具有分泌雄性激素的功能。在介入治療中，睪丸受到電離照射后，可致精子數(shù)量減少、缺失，以及可造成精子畸形數(shù)量的增加，同時(shí)作用于附屬性腺如附睪，使精子失去成熟能力，影響生育功能[9,10]。電離輻射對(duì)睪丸的損傷程度受多種因素的影響，如：年齡、心理因素、環(huán)境污染、射線時(shí)間、射線劑量等，其中最主要的影響因素是射線劑量,受到的射線劑量越大，睪丸功能損害越大，最終導(dǎo)致不育的比例會(huì)增大[11,12]，Shin等研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)劑量為0.20 Gy時(shí)可使睪丸精子減少，0.50 Gy時(shí)精子明顯減少，劑量為1 Gy時(shí)精子嚴(yán)重減少，當(dāng)劑量≥1.2 Gy時(shí)可降低精子恢復(fù)的可能，分次劑量累積≥2.5 Gy時(shí)通?？蓪?dǎo)致永久性無(wú)精癥[13-15]。雖然關(guān)于輻射劑量與睪丸損傷程度的定量關(guān)系目前沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論，但是學(xué)者們認(rèn)為一定劑量的電離輻射會(huì)對(duì)睪丸產(chǎn)生損害[16]。電離輻射劑量大小還關(guān)系到睪丸的恢復(fù)功能，Abuelhija等研究表明[17]，一次性接收輻射劑量0.15 Gy，精子數(shù)量減少可持續(xù)6個(gè)月，當(dāng)劑量為0.5 Gy時(shí)，精子較少持續(xù)8個(gè)月，6 Gy輻射劑量可導(dǎo)致精子缺乏可達(dá)2年之久。

對(duì)女性患者來(lái)說(shuō)，卵巢具有產(chǎn)生卵細(xì)胞與分泌性激素雙重功能。在形成卵細(xì)胞過(guò)程中，卵細(xì)胞容易受到多種因素影響，如年齡、電離輻射、藥物等，這些因素都可能導(dǎo)致卵細(xì)胞數(shù)量及活性的改變。電生理檢查過(guò)程中，女性患者不可避免的受到電離輻射的損傷，若電離輻射劑量較小，卵巢發(fā)生部分損傷，卵細(xì)胞成熟過(guò)程受阻，可導(dǎo)致生育能力下降；若發(fā)生全部損傷，可造成卵巢早衰，導(dǎo)致不孕[18]。與睪丸損傷同樣，國(guó)內(nèi)外對(duì)輻射劑量與女性生殖系統(tǒng)損傷程度關(guān)系也無(wú)統(tǒng)一定論，但卵巢在受到一定劑量的電離輻射后也會(huì)發(fā)生功能或結(jié)構(gòu)的改變[16]。一次性受到的輻射劑量為1.26～1.59 Gy時(shí)，50%的婦女會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)閉經(jīng)癥狀，1.7 Gy可致暫時(shí)性不孕，輻射劑量為2.5～6.0 Gy時(shí)可引起永久性不孕[19]。

妊娠期婦女由于體內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)、激素以及自主神經(jīng)的變化導(dǎo)致心律失常發(fā)病率增加[20]，室上性心動(dòng)過(guò)速是其最常見(jiàn)的心律失常，妊娠期婦女發(fā)生率為13‰～24‰[21]，心律失常會(huì)對(duì)妊娠期婦女及胎兒、新生兒產(chǎn)生損害，幸運(yùn)的是，大多數(shù)的妊娠期母體發(fā)生的心律失常都是良性的[22]，嚴(yán)重需要干預(yù)的心律失常是少數(shù)的。心律失常治療方法包括藥物治療、介入治療[23]。藥物治療存在潛在風(fēng)險(xiǎn)包括：低體重兒、胎兒致畸、死亡等[24]心臟介入治療—射頻消融主要用于抗心律失常藥物難以控制的心律失常，電離輻射可導(dǎo)致DNA損傷，染色體畸變[25]，可造成胎兒發(fā)育遲緩、智力低下等嚴(yán)重后果。

2 電生理檢查輻射防護(hù)研究

國(guó)內(nèi)外研究顯示[18]，影響吸輻射劑量的因素包括：血管造影儀性能條件、醫(yī)師手術(shù)熟練度、個(gè)人防護(hù)措施及新技術(shù)的應(yīng)用等。減少電離輻射的措施包括：

心內(nèi)導(dǎo)管室設(shè)備包括X線影像設(shè)配、心臟程控刺激儀、多導(dǎo)生理記錄儀、電極導(dǎo)管、消融儀等；心臟電生理診療操作要求配備可轉(zhuǎn)動(dòng)的C型臂心血管造影機(jī)，帶有影像增強(qiáng)器機(jī)電視監(jiān)視設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)顯示、凍結(jié)及回放X線影像和進(jìn)行不同體位透視。合理使用血管造影機(jī)可有效減少輻射量，研究表明[25]，影響血管機(jī)性能的因素包括不可調(diào)節(jié)因素如：管電壓（kV）、管電流（mA）；可控調(diào)節(jié)因素如：照射野大小、曝光次數(shù)及手術(shù)透視時(shí)間等。研究表明[26]，在不影響觀察視野的情況下，盡可能縮小光柵，采用脈沖透視，及間斷透視方法可有效減少患者在手術(shù)過(guò)程中受到的輻射劑量。

有研究顯示，介入手術(shù)的暴露時(shí)間與介入工作者的手術(shù)熟練程度有直接關(guān)系[27]，目前電生理檢查常規(guī)應(yīng)用普通二維標(biāo)測(cè)方法，需借助透視完成手術(shù)操作。術(shù)者應(yīng)熟悉患者病情，熟練掌握整個(gè)手術(shù)操作過(guò)程，從而減少X線輻射及手術(shù)時(shí)間，同時(shí)做好個(gè)人防護(hù)，減少電離輻射的照射。

隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)了多種抗輻射藥物，如：海帶多糖、枸杞多糖、葉酸等。藥物可通過(guò)不同的作用機(jī)制減少電離輻射對(duì)機(jī)體的損傷，如：海帶多糖能有效降低睪丸的生精細(xì)胞損傷、增加精子數(shù)量，減少精子損傷程度[28]。枸杞多糖能提高上調(diào)BCL-2、下調(diào)Bax的表達(dá)和增加線粒體膜電位，從而緩解睪丸生精細(xì)胞的凋亡[29]。葉酸（FA）通過(guò)改變DNA合成和/或修復(fù)和自由基清除劑防止輻射引起的DNA損傷[30]。

目前，新興的三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)包括三維電磁標(biāo)測(cè)定位系統(tǒng)（CARTO系統(tǒng)）、接觸式標(biāo)測(cè)系統(tǒng)（EnSite Navx）以及非接觸式標(biāo)測(cè)系統(tǒng)（EnSite Array）。以CARTO三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)為例介紹其工作原理：磁場(chǎng)發(fā)射器在手術(shù)臺(tái)周?chē)纬纱艌?chǎng)圈，計(jì)算機(jī)可將磁場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)，而消融導(dǎo)管的頭端設(shè)置有磁感器，消融導(dǎo)管在不同位置接受的局部激動(dòng)信息可被計(jì)算機(jī)記錄，并能準(zhǔn)確定位及顯示導(dǎo)管位置，結(jié)合心腔內(nèi)電圖完成三維重建。其記錄的信息都是相對(duì)體表導(dǎo)聯(lián)的，因此需選擇體表心電圖的某一導(dǎo)聯(lián)為參考電圖。消融導(dǎo)管也可接收電信號(hào)作為標(biāo)測(cè)電極測(cè)試完成手術(shù)后驗(yàn)證，降低了手術(shù)時(shí)間及手術(shù)復(fù)雜性，也提高了手術(shù)的準(zhǔn)確性，CARTO系統(tǒng)消融導(dǎo)管可以記錄并重復(fù)，回到同一標(biāo)測(cè)和消融部位，其平均誤差不大于0.5 mm，大大減少了X線透射時(shí)間和消融放電次數(shù)。與傳統(tǒng)的二維技術(shù)相比，其具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、成功率高等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可減少X線透射時(shí)間，降低患者受電離輻射的影響。近年來(lái)，非X線照射的三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)被大力推廣，三維標(biāo)測(cè)系統(tǒng)的使用可使手術(shù)輻射量降低至≤1 mSv[31]。有報(bào)道指出[32]，使用最先進(jìn)的Carto Sound三維診斷超聲導(dǎo)管進(jìn)行導(dǎo)管射頻消融術(shù)可真正做到導(dǎo)管消融術(shù)的0射線。

3 總結(jié)

電生理檢查已成為心內(nèi)科診治的重要手段。電離輻射會(huì)造成患者生殖系統(tǒng)不同程度的損害，影響生活質(zhì)量。如何減少不必要的電離輻射成為目前研究的熱點(diǎn)。本文主要介紹了電離輻射對(duì)患者性腺的危害及防護(hù)措施，隨著醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步，心臟電生理檢查將會(huì)擺脫對(duì)X線的完全依賴(lài)，真正意義上實(shí)現(xiàn)綠色心臟電生理的奮斗目標(biāo)。

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