經(jīng)皮冠脈介入術(shù)中術(shù)者頭頸部輻射強(qiáng)化防護(hù)效果研究

錢海 丁科權(quán) 樓鈳楠 岑澤民 章璐幸

我國(guó)冠心病的發(fā)病率仍呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，經(jīng)皮冠脈介入術(shù)作為冠心病診斷及治療的重要手段，發(fā)揮了極其重要的作用[1]。經(jīng)皮冠脈介入術(shù)是近床操作，尤其在橈動(dòng)脈途徑，術(shù)者距離X 射線管和患者均較近。雖然鉛衣可以阻擋術(shù)者軀干部位的大部分射線，但頭頸部等暴露部位仍受到較大劑量的輻射[2]，其中晶狀體對(duì)電離輻射的效應(yīng)與輻射劑量的大小和頻率密切相關(guān)[3]。有研究表明，在部分高難度冠狀動(dòng)脈介入術(shù)中如慢性閉塞病變的開通，術(shù)者一次手術(shù)的輻射劑量就接近放射操作人員的年有效劑量限值（20 mSv）[4]，因此更應(yīng)重視冠狀動(dòng)脈介入術(shù)者頭頸部的輻射防護(hù)。本研究旨在探討冠狀動(dòng)脈介入術(shù)者頭頸部輻射劑量與站位、造影投照位及物理防護(hù)強(qiáng)度之間的關(guān)系，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料和方法

1.1 儀器設(shè)備 （1）美國(guó)PHILIPS 公司Allura Xper FD20 型數(shù)字減影血管造影（digital substraction angiography，DSA）系統(tǒng)；（2）床旁防護(hù)裝置：床上懸吊可傾斜防護(hù)屏[50 cm×43 cm（0.5 mmPb）]下接防護(hù)簾[50 cm×40 cm（0.5 mmPb）]，床邊防護(hù)下屏蔽[88 cm×62 cm（0.5 mmPb）]，床邊防護(hù)上屏蔽[50 cm×43 cm（0.5 mmPb）]；（3）仿真人體模型1 個(gè)（模擬患者，美國(guó)RSD 公司Alderson RANDO 仿真人體模型），普通人體模型2 個(gè)（身高170 cm，模擬第一、第二術(shù)者）；（4）可佩戴射線防護(hù)裝備：透明全防護(hù)面罩2 個(gè)（0.5 mmPb，較鉛眼鏡防護(hù)面更廣），加強(qiáng)型防護(hù)圍脖2 個(gè)（0.5 mmPb，較普通防護(hù)圍脖加寬加高，覆蓋頜下腺、腮腺及甲狀腺）；（5）美國(guó)Thermofisher 公司EPD-MK2 射線劑量測(cè)量?jī)x2 個(gè)：劑量率范圍0.01 μSv/h～40 000 μSv/h，自動(dòng)調(diào)整模式，精度±5%，使用前均經(jīng)過檢測(cè)校正；（6）帶夜視功能無線迷你攝像頭及圖像實(shí)時(shí)接收設(shè)備。

1.2 曝光條件及造影投照位 將仿真人體模型置于DSA 床中線上，胸部位于造影機(jī)C 型臂正位時(shí)平板接收器正下方。床高固定在0，平板視野19 cm，采用Cardiac-left coronary 15 fps 模式，體重選擇55～70 kg，造影曝光采集采用冠狀動(dòng)脈造影常用的8 個(gè)投照位：（1）正足位（CAU 30°）；（2）左足位（LAO 45°CAU 20°）；（3）右足位（RAO 30°CAU 20°）；（4）正頭位（CRA 30°）；（5）左頭位（LAO 45°CRA 20°）；（6）右頭位（RAO 30°CRA 20°）；（7）左側(cè)位（LAO 45°）；（8）右側(cè)位（RAO 30°）。平板接收器盡量貼近仿真人體模型。

1.3 術(shù)者站位及床旁防護(hù)裝置擺放方式 參照心血管介入診療術(shù)中橈動(dòng)脈穿刺時(shí)第一術(shù)者及第二術(shù)者站立位[5]：檢查床位于中間位、C 型臂正位擺放時(shí)，在距離X 射線管中心70 cm 處作一平行床緣的平行線，第一術(shù)者位于該線與距離X 射線管中心100 cm交點(diǎn)處，第二術(shù)者位于該線與距離X 射線管中心150 cm 交點(diǎn)處。在不影響手術(shù)操作的前提下，懸吊防護(hù)屏放置于靠近穿刺點(diǎn)貼近第一術(shù)者處，下緣盡量貼近手術(shù)床面。床邊防護(hù)裝置盡量靠近第一術(shù)者位。此擺放方式為Fetterly 等[6]實(shí)驗(yàn)證實(shí)具有較佳的防護(hù)效果。

1.4 體表入射劑量率的采集和射線屏蔽率計(jì)算

1.4.1 體表入射劑量率的采集 兩個(gè)射線劑量測(cè)量?jī)x分別放置于第一、第二術(shù)者頭頸部相應(yīng)位置。在無防護(hù)、單純床旁防護(hù)及床旁防護(hù)+面罩圍脖3 種防護(hù)條件下，分別采集兩位術(shù)者頭頸部各部位（左眼、左腮腺頜下腺、甲狀腺）在各投照位下的體表入射劑量率（每點(diǎn)在不同投照位下重復(fù)測(cè)量20 次，通過無線攝像頭實(shí)時(shí)記錄體表入射劑量率）。為減小誤差，每次待劑量測(cè)量?jī)x讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)讀取測(cè)量值；下次測(cè)量前需等待劑量率降至本底水平；連續(xù)兩次曝光間隔30 s 以上，防止球管發(fā)熱過載導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；若出現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)偏差過大或DSA 系統(tǒng)出現(xiàn)過載報(bào)警則馬上停止曝光，待球管溫度下降，報(bào)警解除后繼續(xù)采集數(shù)據(jù)。

1.4.2 射線屏蔽率的計(jì)算 利用體表入射劑量率分別計(jì)算每位術(shù)者頭頸部各部位在不同投照位、不同防護(hù)措施下的射線屏蔽率。射線屏蔽率（%）=（無防護(hù)時(shí)體表入射劑量率平均值-防護(hù)時(shí)體表入射劑量率平均值）/無防護(hù)時(shí)體表入射劑量率平均值×100%[7]。兩射線屏蔽率差值≥1.00%視作射線屏蔽率有差異，＜1.00%時(shí)視作射線屏蔽率相當(dāng)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t 檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩位模擬術(shù)者左眼在不同防護(hù)、不同投照位的體表入射劑量率比較 見表1。

由表1 可見，無防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者左眼各投照位的體表入射劑量率均高于第二術(shù)者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。兩位術(shù)者左眼在不同防護(hù)條件下的體表入射劑量率比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），防護(hù)越強(qiáng)，體表入射劑量率越低。

2.2 兩位模擬術(shù)者左腮腺頜下腺在不同防護(hù)、不同投照位的體表入射劑量率比較 見表2。

由表2 可見，無防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者左腮腺頜下腺在正頭位、左頭位、右頭位和左側(cè)位的體表入射劑量率高于第二術(shù)者，正足位、左足位、右足位、右側(cè)位低于第二術(shù)者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。兩位術(shù)者左腮腺頜下腺在不同防護(hù)條件下的體表入射劑量率比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），且防護(hù)越強(qiáng)，體表入射劑量率越低。

2.3 兩位模擬術(shù)者甲狀腺在不同防護(hù)、不同投照位的體表入射劑量率比較 見表3。

由表3 可見，無防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者甲狀腺在正足位、左足位、右頭位、左側(cè)位和右側(cè)位的體表入射劑量率高于第二術(shù)者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；在右足位低于第二術(shù)者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩位術(shù)者左頭位和正頭位的體表入射劑量率比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。兩位術(shù)者甲狀腺在不同防護(hù)條件下的體表入射劑量率比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），且防護(hù)越強(qiáng)，體表入射劑量率越低。

2.4 兩位模擬術(shù)者頭頸部不同防護(hù)的射線屏蔽率比較及術(shù)者頭頸部輻射防護(hù)示意圖 見表4、圖1。

表1 兩位模擬術(shù)者左眼在不同防護(hù)、不同投照位的體表入射劑量率比較（μGy/h）

表2 兩位模擬術(shù)者左腮腺頜下腺在不同防護(hù)、不同投照位的體表入射劑量率比較（μGy/h）

表3 兩位模擬術(shù)者甲狀腺在不同防護(hù)、不同投照位的體表入射劑量率比較（μGy/h）

由表4 可見，防護(hù)越強(qiáng)，射線屏蔽率越高。單純床旁防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者頭頸部各部位的射線屏蔽率在多數(shù)投照位高于第二術(shù)者。床旁防護(hù)+面罩圍脖時(shí)第一術(shù)者頭頸部各部位的射線屏蔽率在多數(shù)投照位均高于第二術(shù)者。兩位模擬術(shù)者床旁防護(hù)+面罩圍脖射線屏蔽率的差值小于單純床旁防護(hù)。

表4 兩位模擬術(shù)者頭頸部不同防護(hù)的射線屏蔽率比較（%）

圖1 術(shù)者頭頸部輻射防護(hù)示意圖（床旁防護(hù)+面罩圍脖）

3 討論

實(shí)際工作中，很多術(shù)者因顧忌對(duì)操作的影響和舒適性，往往只穿戴射線防護(hù)服、甲狀腺防護(hù)圍脖，而忽視頭頸部其余暴露部位的輻射防護(hù)，對(duì)床旁防護(hù)的使用也不夠規(guī)范。而人體頭頸部分布著晶狀體、腮腺、頜下腺、甲狀腺等射線敏感的組織，相較于經(jīng)股動(dòng)脈途徑，經(jīng)橈動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈介入術(shù)時(shí)術(shù)者距X射線管和患者都更近，所受輻射劑量也相對(duì)更大[8]，因此，做好術(shù)者頭頸部的輻射防護(hù)意義重大。

既往研究者們多采用面積劑量乘積、空氣比釋動(dòng)能和透視時(shí)間來描述術(shù)者所受輻射強(qiáng)度，但不同體重的患者、不同水平的術(shù)者以及不同的手術(shù)難度都將導(dǎo)致輻射劑量大幅波動(dòng)，數(shù)據(jù)缺乏穩(wěn)定性、可重復(fù)性及可比性。本研究的優(yōu)勢(shì)為：（1）采用仿真人體模型代替患者、普通人體模型代替術(shù)者進(jìn)行曝光，既避免對(duì)真實(shí)患者、術(shù)者的傷害，又可以重復(fù)多次采集以得到更精確、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，可比性強(qiáng)；（2）輻射劑量強(qiáng)度采用體表入射劑量率體現(xiàn)，可以實(shí)時(shí)反映單位時(shí)間內(nèi)的輻射強(qiáng)度，更加直觀和準(zhǔn)確。

本研究對(duì)比不同術(shù)者站位、造影投照位和防護(hù)措施下的體表入射劑量率及射線屏蔽率后得出如下結(jié)論。首先，無防護(hù)時(shí)，兩位術(shù)者頭頸部各部位在各投照位下的體表入射劑量率均較高，輻射來源分為床下X 射線管的直射線和漏射線，以及床上患者胸部的散射線。第一術(shù)者與X 射線管的距離及與主射線束之間的角度隨著造影投照位的改變而變化，距離X 射線管越近及與主射線夾角越?。凑龑?duì)主射線），其所受漏射線、直射線和散射線的劑量越高，張引等[9]研究也證明了此觀點(diǎn)。本研究中，左頭位時(shí)第一術(shù)者離X 射線管較近，左足位時(shí)第一術(shù)者與主射線夾角較小，而且這兩個(gè)投照位C 型臂角度相對(duì)較大，X 射線穿透仿真人體的厚度增加，為得到理想的圖像質(zhì)量，DSA 系統(tǒng)自動(dòng)提高曝光條件（調(diào)整管電壓、管電流），輻射劑量相應(yīng)增加，因此第一術(shù)者在上述兩個(gè)投照位的體表入射劑量率較高。這與Maccagni 等[10]的研究結(jié)果相一致，對(duì)高體重指數(shù)值患者實(shí)施介入手術(shù)時(shí)，X 射線穿透人體的厚度增加，需要通過提高曝光條件以獲得質(zhì)量可接受的圖像，即更高的體重指數(shù)值意味著更高的輻射劑量[11-12]。而正足位、右足位時(shí)第一術(shù)者距離X 射線管較遠(yuǎn)，且C 型臂角度相對(duì)較小，X 射線穿透仿真人體的厚度減少，同時(shí)在這兩個(gè)投照位下盡管第一術(shù)者與主射線夾角較小，但平板接收器正好位于患者胸部與術(shù)者頭頸部之間，起到屏蔽部分射線的作用，故其體表入射劑量率相對(duì)較低。

無防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者頭頸部的體表入射劑量率在大多數(shù)投照位要高于第二術(shù)者，這是因?yàn)閄 射線能量的衰減與距離的平方呈正比，第一術(shù)者相比第二術(shù)者距離X 射線管及患者胸部更近，因此其輻射劑量相對(duì)會(huì)更高。但個(gè)別投照位例外，比如在右足位時(shí)，第一術(shù)者左腮腺頜下腺和甲狀腺的體表入射劑量率均低于第二術(shù)者，這與上面提到的距離X 射線管越近及與主射線夾角越小時(shí)輻射劑量越高的觀點(diǎn)相沖突。這是因?yàn)樵谟易阄粫r(shí)平板接收器位于患者胸部與第一術(shù)者左腮腺頜下腺、甲狀腺之間，起到屏蔽部分射線的作用，而第二術(shù)者距離平板接收器較遠(yuǎn)，射線屏蔽作用較弱。所以在右足位時(shí)盡管第一術(shù)者左腮腺頜下腺、甲狀腺距離X 射線管及患者胸部較第二術(shù)者要近，但綜合平板接收器的射線屏蔽作用后，其體表入射劑量率反而較低。

給予輻射防護(hù)措施后，兩位術(shù)者頭頸部各部位在各投照位下的體表入射劑量率均顯著降低，這與王智廷等[13]的研究結(jié)論相一致，這是因?yàn)榇采戏雷o(hù)可有效減少來自患者胸部的散射線，而床下防護(hù)使得來自X 射線管的主射線和漏射線均得到一定程度的衰減。其中第一術(shù)者更貼近床旁防護(hù)（懸吊防護(hù)屏及床邊防護(hù)），第二術(shù)者的站位超出了床旁防護(hù)的有效屏蔽范圍，故單純床旁防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者頭頸部的射線屏蔽率在多數(shù)投照位高于第二術(shù)者，這與Ertel 等[14]的研究結(jié)論相一致，可見床旁防護(hù)改變了術(shù)者站立區(qū)域的輻射劑量分布。少數(shù)投照位射線越過床旁防護(hù)時(shí)，第一術(shù)者頭頸部的射線屏蔽低于第二術(shù)者。此外，單純床旁防護(hù)時(shí)第二術(shù)者左腮腺頜下腺的射線屏蔽率在右足位遠(yuǎn)高于右頭位，這是因?yàn)閄 射線管在右足位時(shí)距離第二術(shù)者最遠(yuǎn)，而在右頭位時(shí)X 射線管距離第二術(shù)者相對(duì)較近且部分射線越過床旁防護(hù)的有效屏蔽范圍。

在床旁防護(hù)基礎(chǔ)上加用防護(hù)面罩和加強(qiáng)型防護(hù)圍脖后，兩位術(shù)者頭頸部的體表入射劑量率進(jìn)一步降低，射線屏蔽率進(jìn)一步升高，且兩位術(shù)者之間及各投照位之間的體表入射劑量率差值和射線屏蔽率差值均較單純床旁防護(hù)時(shí)明顯縮小，進(jìn)一步減少術(shù)者站位和造影投照位對(duì)輻射劑量的影響，彌補(bǔ)了單純床旁防護(hù)的不足。

綜上所述，經(jīng)橈動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈介入治療中，術(shù)者頭頸部的輻射劑量受站位、造影投照位、物理防護(hù)強(qiáng)度等多種因素綜合影響，無防護(hù)時(shí)兩位術(shù)者頭頸部輻射劑量均較高，嚴(yán)重威脅術(shù)者的健康。采用床旁防護(hù)及佩戴防護(hù)面罩、加強(qiáng)型防護(hù)圍脖可有效降低輻射劑量，且單純床旁防護(hù)對(duì)第一術(shù)者的防護(hù)效果更好，而防護(hù)面罩和加強(qiáng)型防護(hù)圍脖彌補(bǔ)了單純床旁防護(hù)的不足。故相較于傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單防護(hù)措施，本研究的強(qiáng)化防護(hù)方案能給術(shù)者頭頸部射線敏感部位（晶狀體、腮腺、頜下腺、甲狀腺）帶來更全面、更有效的輻射防護(hù)，保護(hù)術(shù)者的健康。