冠狀動脈血管造影術受檢者皮膚劑量峰值監(jiān)測與分析

王彬，高林峰，錢愛君，姚杰，肖虹，蔣舟

介入治療是利用現(xiàn)代高科技手段進行的一種微創(chuàng)性治療，在醫(yī)學影像設備的引導下，將特制的導管，導絲等精密器械引入人體，對體內病變進行診斷和局部治療，是目前較先進的診治方法。介入放射學技術的應用，對患者可造成兩類風險。一是電離輻射隨機性效應，如輻射致癌，遺傳效應等；二是確定性效應，如對皮膚和眼晶體的損傷。介入放射學技術的發(fā)展導致發(fā)生電離輻射確定性效應的患者病例增加。從1990年起，全球陸續(xù)報道介入放射學導致的皮膚放射性損傷，還可波及脊柱[1]。 日本在1995年～2004年期間就報道了30例以上，嚴重程度從脫發(fā)到壞疽不一而足。發(fā)生皮膚損傷的介入類型包括冠狀動脈血管成型術、經(jīng)導管肝動脈化療栓塞（TACE）等[2]。許多患者沒有接受輻射風險的建議，也沒有在輻射劑量可能導致?lián)p傷的情況下進行隨訪。患者遭受放射性皮膚損傷的幾率和年輕患者未來可能面臨癌癥的風險增加[3]。IAEA出版專著強調迫切需要加強介入放射學中患者的放射防護與安全[4]。由于介入放射學診療過程的特殊性和復雜性，在臨床實際操作過程中不夠重視，且缺乏有效辦法確保對患者所受輻射劑量進行監(jiān)控及對操作步驟實行最優(yōu)化措施，但可肯定的是，介入放射學過程中導致的此類損傷要大于已報告情況。

1 材料與方法

1.1 研究對象選取上海市某家三級醫(yī)療醫(yī)院心內科住院進行冠狀動脈造影的患者共計51例。其中男性35例，女性16例，年齡38～90（67±12）歲，體質指數(shù)19.3～30.1（24.7±2.7）kg/m2。

1.2 方法

1.2.1 使用儀器手術所用設備為美國GE INNOVA2100。RGD-3B熱釋光劑量測量系統(tǒng)（北京防化研究院），圓片狀GR-200A型LiF（Mg，Cu，P）（北京康克洛公司），規(guī)格為直徑4.5 mm，厚0.8 mm， 2000B型遠紅外精密退火爐（北京康克洛公司）。XR-RV3膠片購自美國亞什蘭（中國）投資有限公司。膠片尺寸35 cm×43 cm，產(chǎn)品批號08221303。將XR-RV3膠片裁成5 cm×6 cm的小片，送至（中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學所輻照）SSDL國家二級標準劑量學實驗室的X射線校準裝置進行輻照。Epson10000XL掃描儀由廠家提供。

1.2.2 檢測指標記錄患者體重、年齡等情況；kV、mA、曝光時間等曝光條件；介入?yún)⒖键c累積劑量（CD）、劑量面積乘積（DAP）等劑量學參數(shù)；實測照射野區(qū)域皮膚劑量峰值（PSD）。

1.2.3 膠片劑量測量法將Gaf Chromic膠片布放在患者靠近管球方向的皮膚表面，進行現(xiàn)場測量直至此例手術結束。膠片掃描完畢后保存為tiff格式，采用美國ASHLAND公司的FilmQA軟件分別測量圖像的紅、綠、藍3色通道的像素值和光密度值?，F(xiàn)場測量膠片與刻度曲線比較，計算該介入程序中患者的PSD；試驗數(shù)據(jù)中測量的像素值越小，代表膠片顏色越深，膠片接受的劑量越高。

1.2.4 熱釋光劑量測量法準備純棉醫(yī)用棉布一塊，大小為600 mm×500 mm。在布上縫制49（7行×7列）個小口袋，以用于放置熱釋光劑量元件，使用時每個口袋同時放置2個劑量元件。劑量計元件布放前經(jīng)240℃ 、10 min退火，后裝入專用密封袋內。測量條件：升溫速率為15℃/s，第一恒溫溫度為135℃，恒溫8 s；第二恒溫溫度為240℃，恒溫12 s。所得數(shù)據(jù)經(jīng)儀器刻度系數(shù)校正。小口袋大小為10 mm×10 m，行內相鄰口袋間距45 mm，相鄰行間口袋間距50 mm（圖1A）。以大寫字母C到I表示口袋所在行，以數(shù)字2到8表示口袋所在列，字母與數(shù)字的組合即可準確定位口袋位置。測量布的中心點根據(jù)手術位置而定，手術位置在胸部，則棉布中心點（F5）對應為人體胸部正中間。在現(xiàn)場調查時，調查員根據(jù)介入類型，在人畫像（圖1B）上用記號筆標注棉布中心點（F5）所對應位置。術前將TLD矩陣放置于患者與手術床之間，手術結束時收回熱釋光劑量元件，及時送回實驗室測量。將測得數(shù)據(jù)制表并繪制劑量分布圖，從而得到患者入射皮膚表面的劑量分布和峰值劑量PSD。

1.2.5 質量控制儀器在使用前經(jīng)過法定部門檢定并在有效期內。劑量原件在使用前經(jīng)嚴格篩選，分散性≤5%，并經(jīng)國家次級標準實驗室刻度，確保其線性和能影響滿足研究要求。

圖1 測量布及對應人體位置

1.3 統(tǒng)計學處理采用SPSS 20.0軟件進行分析，計量資料采用M（Q1、Q3）表示，組間均數(shù)的比較采用秩和檢驗，兩種方法皮膚劑量峰值分別與曝光時間、累積劑量、劑量面積乘積進行Pearson相關性分析，具有相關性的計量資料進入多重線性回歸分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 膠片刻度對裁剪統(tǒng)一規(guī)格的膠片輻照后進行掃描（圖2），然后采用FilmQA膠片分析軟件擬合劑量響應曲線（圖3）。此膠片掃描后曲線的選擇、適應性與不確定度評價均適合CA監(jiān)測[1]。

2.2 劑量測量記錄現(xiàn)場記錄每臺手術中患者受照劑量的基本參數(shù)，包括曝光總時間、介入?yún)⒖键c累積劑量、劑量面積乘積，并測量和分析膠片及熱釋光劑量元件，計算PSD，由DAP估算有效劑量[5]。51例患者CA術中，曝光時間最長23.5min，介入?yún)⒖键c累積劑量1059 mGy，劑量面積乘積22.9 cGy·cm2，有效劑量22.90 mSv，膠片法監(jiān)測PSD1.23 Gy，TLD法監(jiān)測PSD0.51 Gy。膠片法測量PSD超過1 Gy患者2例（表1）。

CA手術，患者PSD（膠片法）與曝光時間、參考點累積劑量、DAP呈正相關關系（r分別為0.577，0.813，0.812，P均＜0.01），經(jīng)多元線性回歸分析，DAP進入方程，R2=0.861，P＜0.01。患者PSD（TLD法）與曝光時間、參考點累積劑量、DAP呈正相關關系（r分別為0.432，0.818，0.820，P均＜0.01），經(jīng)多元線性回歸分析，DAP進入方程，R2=0.777，P＜0.01。膠片法與TLD法比較，P＜0.01，有顯著性差異（圖4）。

3 討論

圖2 刻度膠片圖片

圖3 膠片讀數(shù)分析示例

表1 患者CA術中劑量參數(shù)

ICRP 85號出版物[6]指出：若單次或短期內多次IVR操作過程中，組織受到輻射劑量達2 Gy可引起皮膚紅斑或白內障，達到7 Gy可引起永久性脫發(fā)，達到12 Gy可引起遲發(fā)性皮膚壞死。ICRP推薦，對任何操作，當估計皮膚受到的最大累積劑量接近、≥3 Gy時應記錄劑量數(shù)據(jù)；若估計皮膚受到的最大累積劑量≥1 Gy時應記錄劑量數(shù)據(jù)。本研究中＞1 Gy患者2例，有發(fā)生皮膚損傷的風險。醫(yī)療照射的防護方法有別于其他計劃照射情形下的防護方法。其特點是該照射是為患者的直接利益而有意施加的。在診斷和介入程序中要避免不必要的照射，而在放射治療中要求將需要的劑量授予待治療的靶體積中，同時要避免健康組織受到不必要的照射。有效劑量是組織及器官的當量劑量乘以權重因子，由于考慮不同組織器官對射線的敏感性，有效劑量與生物體輻射效應直接相關，認為是監(jiān)控輻射隨機性效應恰當?shù)膭┝勘碚髁?。ICRP 103號出版物[7]指出：ED高于100 mSv時，發(fā)生隨機效應的可能性增加，并有顯著致癌危險。本研究中未發(fā)生＞100 mSv，患者發(fā)生隨機效應的可能性較小，無顯著致癌危險。

皮膚劑量是由各種不同方法確定的[8]，包括由熒光透視時間、DAP和蒙特卡羅模擬方法來間接估算皮膚劑量，也可采用慢曝光膠片、電離室和熱釋光劑量計直接測量皮膚劑量。皮膚劑量峰值（PSD） 是指在一個操作期間授予患者皮膚某一點的最高劑量，是評價確定性效應發(fā)生可能性的最好指標。國內使用較多的是用設備參數(shù)或TLD來估算皮膚峰值劑量，但有一定誤差[9]，可能低估患者實際皮膚受照劑量，該結果對未來皮膚損傷的發(fā)生缺乏前瞻性預防，而本研究采用的膠片法經(jīng)實驗證實，已有較大優(yōu)勢，能更準確的進行皮膚劑量峰值的監(jiān)測，因此，采用聯(lián)合互補方式找到最優(yōu)化的監(jiān)測方案，減少隨機性效應的發(fā)生，使介入手術的受益最大化。

圖4 兩種監(jiān)測方法DAP與PSD線性回歸結果

心臟介入手術因病變程度不同，造影導向所致的治療結局不同，患者所致受照劑量變化范圍較大，對于醫(yī)療照射，重點在于醫(yī)療程序的正當性和防護的最優(yōu)化，不建議對患者個人實施劑量限制，這可能會影響診斷或療效。如何最優(yōu)化的使用治療手段是醫(yī)生面臨的重要選擇，在改善病癥的同時減少因治療帶來的二次傷害顯得尤為重要。完善監(jiān)測手段，及時反饋優(yōu)化手術參數(shù)，準確獲取劑量數(shù)據(jù)，前瞻性的提出預防措施是未來工作的方向。

[1]LK Wagner. Radiation injury is a potentially serious complication to fluoroscopically-guided complex interventions[J]. Biomedical Imaging and Intervention Journal,2007,3(2):e22.

[2]Hara H. Chronic radiation dermatitis following coronary interventional radiology[J]. Japanese Journal of Clinical Dermatology,2001,55(11):852-4.

[3]UNSCEAR. 2008 REPORT VOLUME[R]. 2008:53.

[4]IAEA, WHO. Radiological protection of patients in diagnostic and interventional radiology, nuclear medicine and radiotherapy[M].Vienna: IAEA,2001.

[5]劉彬,白玫. 不同版本國際放射防護委員會建議組織器官權重因子對心臟介入診療所致有效劑量的影響[J]. 介入放射學雜志,2009,18(12):923-6.

[6]ICRP. Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures[M]. ICRP Publication 85. ICRP 30(2),2000.

[7]ICRP. The 2007 Recommendation of the International Commission on Radiological Protection[M]. ICRP Publication 103. ICRP37 (2-4),2007.

[8]Valentin J. Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures. Annals of the ICRP,2000,30(2):7-67.

[9]白玫,劉彬,鄭鈞正. 心臟介入患者受照劑量研究[J]. 介入放射學雜志,2007,16(4):222-5.