先天性心臟病患兒介入治療的輻射劑量

白家瑢 王鳳 吳琳 陸穎 袁超 楊昊晟

隨著介入手術(shù)成為兒童先天性心臟?。ㄏ刃牟。┲委煹闹饕侄危委熯^程中患兒接受的輻射劑量逐漸引起關(guān)注。相比于成人，兒童的組織細胞對于輻射敏感性更高，且兒童生存期長，因此發(fā)生輻射損傷的潛在風險更大［1-2］。兒科放射協(xié)會提出低輻射劑量原則（as low as reasonably achievable，ALARA）輻射防護準則，即在保證獲取滿足手術(shù)需求的圖像質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能減少電離輻射暴露情況［3］。

目前國外已依據(jù)多中心臨床數(shù)據(jù)建立了先心病介入手術(shù)的輻射劑量參照值，用于評價輻射防護效果［4-6］。美國心臟學(xué)院質(zhì)量標準工作小組建議：手術(shù)醫(yī)師應(yīng)控制輻射劑量低于參照值的第95百分位，以此作為輻射防護質(zhì)量改進的目標［7］。由于國內(nèi)兒童心臟介入醫(yī)師對于術(shù)中的輻射防護缺乏足夠認識，因此至今尚未建立國內(nèi)參照值。本文回顧性分析2016年1月至2018年10月復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院心血管中心采用低輻射劑量影像策略下進行的先心病介入手術(shù)的輻射劑量值，并根據(jù)手術(shù)類型及患兒體重進行了分類，以供國內(nèi)先心病介入醫(yī)師參照。

1 對象與方法

1.1 研究對象

納入2016年1月至2018年10月復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院接受先心病介入手術(shù)的患兒。（1）包括動脈導(dǎo)管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）封堵術(shù)、房間隔缺損（atrial septal defect，ASD）封堵術(shù)、室間隔缺損（ventricular septal defect ，VSD）封堵術(shù)、肺動脈瓣狹窄（pulmonary valvuloplasty，PV）成形術(shù)、主動脈縮窄（coarctation of the aorta，CoA）球囊血管成形術(shù)和復(fù)雜體-肺動脈側(cè)支（major aorto pulmonary collateral arteries MAPCA）堵閉術(shù)。（2）所有患兒僅接受上述介入手術(shù)中的一項，除外同時進行兩項及以上介入手術(shù)者。本研究經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院倫理委員會批準（2017-162）。

1.2 先心病介入手術(shù)操作

所有先心病介入手術(shù)均在全身麻醉下實施，分別由兩位具有10年以上經(jīng)驗的兒童心臟介入醫(yī)師進行操作，手術(shù)操作方法參見《兒童常見先天性心臟病介入治療專家共識》［8］。

1.3 設(shè)備及參數(shù)設(shè)置

本中心采用的數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）設(shè)備型號為AXIOM Artis dBA （西門子， 德國），設(shè)備可直接顯示手術(shù)透視時間和輻射劑量，包括空氣比釋動能（air kerma，AK）和劑量-面積乘積（dose-area product， DAP）。本中心自2016年1月起實施低輻射劑量影像策略（表1）。如術(shù)中操作醫(yī)師認為圖像質(zhì)量不能滿足需求，可一鍵式切換回原默認設(shè)置。

表1 低輻射劑量影像策略

1.4 資料收集

收集每例手術(shù)患兒的年齡、體重、體表面積、手術(shù)類型及相關(guān)信息（包括肺循環(huán)/體循環(huán)血流量比值、狹窄兩端收縮期壓差以及體-肺動脈側(cè)支數(shù)目）、透視時間和電離輻射劑量。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料用例（百分比）表示。呈正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（-x±s）表示，非正態(tài)分布者以中位數(shù)M（最小值，最大值）表示。例數(shù)≤5例則不列入統(tǒng)計。

2 結(jié)果

2.1 患兒一般臨床特征（表2）

496例患兒中PDA 、ASD、VSD、PV、CoA和MAPCA分別為178例（35.9%）、77例（15.5%）、96例（19.4%）、68例（13.7%）、36例（7.3%）和41例（8.3%）。

2.2 先心病介入手術(shù)的輻射劑量

兩位心臟介入醫(yī)師均采用低輻射劑量影像策略順利完成所有手術(shù)，低劑量參數(shù)設(shè)置下獲取的透視圖像完全能夠提供手術(shù)所必需的影像信息，術(shù)中未出現(xiàn)因圖像清晰度不足需上調(diào)透視參數(shù)設(shè)置的事件。并且記錄各類介入手術(shù)的透視時間、AK、DAP、DAP/kg以及有效劑量（effective dose， ED），其中ED根據(jù)權(quán)重因子（權(quán)重因子按體重分類）進行計算［9］。各類介入手術(shù)的輻射劑量，依照DAP/kg進行排序為MAPCA封閉術(shù)＞VSD封堵術(shù)＞PV成形術(shù)＞CoA球囊血管成形術(shù)＞ASD封堵術(shù)＞PDA封堵術(shù)，按ED排序為MAPCA封閉術(shù)＞VSD封堵術(shù)＞PV成形術(shù)＞ASD封堵術(shù)＞CoA球囊血管成形術(shù)＞PDA封堵術(shù)（表3）。

表2 患兒一般臨床特征［M（最小值，最大值）］

表3 先心病介入術(shù)的輻射劑量［M（最小值，最大值）］

國外研究證實輻射劑量與患兒體重呈線性相關(guān)［4］，將輻射劑量值進一步按照先心病介入手術(shù)種類以及患兒體重進行分組（＜10 kg，10～20 kg，20～30 kg，30～50 kg以及＞50 kg），如病例數(shù)≤5例則不進行數(shù)值統(tǒng)計，由于各類介入手術(shù)≥30 kg的病例數(shù)均≤5例，因此未列入表內(nèi)（表4～6）。表4為體重小于10 kg患兒中不同手術(shù)類型的輻射劑量，共有156例患兒，其中PDA患者較多，而ASD和VSD兩類手術(shù)患兒均≤5例故未納入統(tǒng)計。表5為體重10～20 kg患兒中不同手術(shù)類型的輻射劑量，共計281例患兒，按照DAP/kg大小排序為：MAPCA封閉術(shù)＞VSD封堵術(shù)＞CoA球囊血管成形術(shù)＞PV成形術(shù)＞ASD封堵術(shù)＞PDA封堵術(shù)。表6為體重20～30 kg患兒中不同手術(shù)類型的輻射劑量，僅PDA、ASD、VSD封堵術(shù)三類手術(shù)患兒病例數(shù)＞5例，三類手術(shù)中VSD的DAP/kg最高。

3 討論

介入手術(shù)具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)迅速、美觀無瘢痕的優(yōu)勢，在心臟疾病的臨床治療中越來越多地替代傳統(tǒng)外科手術(shù)。但在介入手術(shù)操作中，常規(guī)應(yīng)用X線透視顯示心臟影像及指引導(dǎo)管的位置，此過程不可避免地產(chǎn)生電離輻射，對患者健康存在潛在的威脅，因此心臟介入治療中的輻射防護引起了極大重視［10］。兒童的細胞增殖率高，細胞分化種類多、形態(tài)變化大、功能差異大，所以其組織對于輻射敏感性更高。兒童的組織敏感性大約是成人的2～10倍，因此輻射暴露風險與暴露年齡呈反比線性關(guān)系。同時，由于兒童生存時間較成人長，因此長期的隨機效應(yīng)（如惡性腫瘤）的發(fā)生風險增高［11-12］。由此，在兒童心臟介入手術(shù)中如何有效降低患兒的輻射暴露更值得關(guān)注。

影響先心病患兒介入手術(shù)輻射劑量的因素佷多，首先是手術(shù)的復(fù)雜性，其次包括患兒年齡、體重以及DSA設(shè)備參數(shù)設(shè)置，此外手術(shù)操作者的防護意識與防護技巧也會造成明顯差異。自2016年1月起，本中心的先心病介入術(shù)采用了低輻射劑量影像策略，即合理去除濾線柵、調(diào)整DSA設(shè)備參數(shù)設(shè)置并定期進行操作人員的輻射防護意識和防護技巧的培訓(xùn)。已有臨床研究與假體實驗證實降低透視及曝光幀數(shù)和劑量可有效降低輻射劑量［13-14］；體重＜20 kg患兒中去除濾線柵對于圖像質(zhì)量影響不大但可以顯著降低輻射劑量［15-16］。本中心在上述研究基礎(chǔ)上，結(jié)合手術(shù)醫(yī)師的操作經(jīng)驗，提出對于ASD、PV和CoA患者，由于術(shù)中使用的介入器械體積大，因此對于圖像清晰度要求低，可在所有體重患兒的介入手術(shù)中去除濾線柵以降低輻射劑量。與2017年美國多中心協(xié)作組頒布的輻射劑量參照值［4］相比，本中心的PDA、ASD和PV三類手術(shù)的DAP/kg中位數(shù)明顯較低，全部三組患者中僅1例PDA封堵術(shù)的輻射劑量達37.35 μGy · m2/kg，略高于美國參照值中的中位數(shù)，其他均低于中位數(shù)，提示本中心采用的低輻射劑量影像策略具有良好的輻射防護效果。美國所頒布的參照值中缺乏VSD封堵術(shù)、CoA球囊血管成形術(shù)和MAPCA堵閉術(shù)的數(shù)據(jù)。國內(nèi)發(fā)表的一些單中心小樣本數(shù)據(jù)中，輻射劑量均未進行DAP/kg校正，因此無法與本研究結(jié)果進行比較［17-18］。

表4 先心病介入術(shù)的體重分組＜10 kg者輻射劑量情況［M（最小值，最大值）］

表5 先心病介入術(shù)的體重分組10～20 kg者輻射劑量情況［M（最小值，最大值）］

表6 先心病介入術(shù)的體重分組20～30 kg者輻射劑量情況［M（最小值，最大值）］

不同輻射源對人體的損傷效果是不一樣的，這與輻射種類有關(guān)。為此，專門定義了ED，以希沃特（Sivert，Sv）為單位，讓不同類輻射的殺傷力之間可以進行公平的比較，用來衡量輻射對生物組織的影響程度［11］。在兒童常規(guī)X線檢查中，胸部、腹部和骨盆X線平片的ED分別低至0.01～0.028 mSv、0.03～0.05 mSv和0.02～0.03 mSv［19-20］；鋇餐造影和逆行尿路造影為1～5 mSv和0.5～0.8 mSv［21］。兒童CT檢查中，0～5歲兒童平均ED約5.5 mSv，心臟CT檢查平均 ED 1.5～3.2 mSv［22-23］。介入手術(shù)中，一般權(quán)重因子要經(jīng)過假體模擬實驗來計算，不同年齡、體重以及不同投照角度、照射距離的權(quán)重因子不同，因此計算極為繁瑣［24-25］。本研究參照Ubeda等［9］方法進行估算，顯示在低輻射劑量影像策略下，我院先心病患兒介入手術(shù)的ED為0.83～3.73 mSv，為常規(guī)X線檢查的 20～100倍，與CT檢查接近。

目前國外依據(jù)多中心臨床數(shù)據(jù)建立了先心病介入手術(shù)的輻射劑量參照值，有助于各家醫(yī)療中心和每位手術(shù)操作醫(yī)師進行輻射防護效果的評估與改進［4-6］。美國2017版的輻射劑量參照值較2014版呈下降趨勢，證實了輻射劑量參照值的建立可促進介入醫(yī)師加強術(shù)中輻射防護［4-5］。長期以來國內(nèi)醫(yī)師對于輻射防護的意識比較薄弱，對于先心病介入手術(shù)的臨床評價往往僅聚焦于手術(shù)技巧、療效及并發(fā)癥，極少關(guān)注手術(shù)的輻射劑量，甚至國內(nèi)相當一部分患兒的先心病介入手術(shù)是在綜合性醫(yī)院采用DSA成人患者參數(shù)模式完成的。因此建立國內(nèi)先心病患兒介入手術(shù)的輻射劑量參照值，用于評價先心病介入手術(shù)的輻射防護質(zhì)量是極其必要的。介入手術(shù)中：AK代表射線入口處表面皮膚吸收的輻射劑量；DAP表示照射到人體表面的X線束橫截面積與AK乘積，可反映患者接受的總輻射劑量；透視時間的長短雖然會影響輻射劑量，但與DAP、AK相關(guān)性不高，不適于單獨用作手術(shù)輻射暴露劑量的監(jiān)測指標［5］。同年齡患兒的體重可存在顯著差異，患兒DAP與體重的相關(guān)性高于成人，因此DAP/kg用以比較不同體重患兒的輻射暴露劑量更具有參考性［4，26-27］。在選用先心病介入手術(shù)中輻射暴露劑量的監(jiān)測指標時，按照優(yōu)先順序，DAP/kg＞DAP＞AK＞透視時間。

本研究測定了低輻射劑量影像策略下六類常見先心病介入手術(shù)的單中心輻射劑量值。今后在全國范圍內(nèi)，應(yīng)進一步通過多中心聯(lián)合大樣本量臨床研究建立國內(nèi)先心病患兒介入手術(shù)的輻射劑量參照值，用于評價各家醫(yī)療中心和手術(shù)操作醫(yī)師的術(shù)中輻射防護質(zhì)量，其必將對于促進國內(nèi)介入醫(yī)師加強術(shù)中輻射防護意識，降低術(shù)中患兒的輻射暴露具有重要積極意義。