心導(dǎo)管介入術(shù)中輻射暴露的防護(hù)

陳慶 魏雅麗 梁宗輝 孫育民

電離輻射可對(duì)人體產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng),可分為隨機(jī)效應(yīng)和固定效應(yīng),前者對(duì)細(xì)胞的損傷隨劑量累積不斷增加,與輻射劑量呈線性相關(guān),但疾病發(fā)生的嚴(yán)重程度與劑量并無(wú)相關(guān)性,后者則是輻射劑量達(dá)到一定閾值之后方可造成組織損傷,組織損傷程度同輻射劑量線性相關(guān)。筆者綜述近年來(lái)心導(dǎo)管介入術(shù)中各種輻射防護(hù)措施的進(jìn)展,旨在更好地指導(dǎo)術(shù)者采取合適的防護(hù)措施。

1 輻射暴露對(duì)心導(dǎo)管介入術(shù)者和患者的危害

電離輻射對(duì)細(xì)胞DNA 的損傷被認(rèn)為是導(dǎo)致癌癥的主要起因之一。Roguin等[1]隨訪發(fā)現(xiàn),介入心臟病術(shù)者易發(fā)生腦腫瘤。Abalo等[2]回顧性隊(duì)列研究顯示,接受心導(dǎo)管介入的17 104名兒童,跟蹤隨訪了110 335人·年,59例發(fā)生癌癥。與常規(guī)人群比較,全部癌癥的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)病率(SIR)均有所增加,SIR 為3.8;其中,白血病SIR 為3.3,淋巴 瘤SIR為14.9,實(shí)體癌(除外中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤)SIR 為3.3。Andreassi等[3]研究62位心臟科醫(yī)生的外周血[年齡(40.6±1.5)歲],包括31名介入心臟病專(zhuān)家(Ⅰ組,暴露組)和31名年齡和性別匹配的臨床心臟病專(zhuān)家(Ⅱ組,非暴露組),結(jié)果顯示,Ⅰ組有較高的微核分析測(cè)值(20.5±1.6 vs 12.8±1.3,P＝0.001),表明介入心臟病專(zhuān)家較不從事介入心臟病工作的臨床心臟病專(zhuān)家更容易發(fā)生DNA 損傷。有研究表明,冠狀動(dòng)脈(簡(jiǎn)稱(chēng)冠脈)介入中,術(shù)者的左前上臂及患者的左腋下及后背部所受輻射量最大[4],術(shù)者在介入術(shù)中更容易受到高劑量輻射的因素有:第一術(shù)者、橈動(dòng)脈入路介入、慢性閉塞性病變介入。心導(dǎo)管介入術(shù)中,患者體重與醫(yī)生輻射劑量之間存在關(guān)聯(lián),Madder等[5]根據(jù)患者體重指數(shù)(BMI)分為＜25.0、25.0～29.9、30.0～34.9、35.0～39.9和≥40四組,結(jié)果顯示,與BMI＜25相比,BMI≥40患者輻射劑量增加2.1倍,醫(yī)生輻射劑量增加7.0倍。多因素回歸分析顯示患者BMI與醫(yī)生輻射劑量獨(dú)立相關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)[6],同等條件下,身高高的術(shù)者較矮的術(shù)者更易受到輻射暴露。

2 心導(dǎo)管介入術(shù)者輻射暴露防護(hù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)楊玉娟等[7]對(duì)四川省開(kāi)展的心血管介入放射學(xué)情況調(diào)查發(fā)現(xiàn),心血管介入工作人員放射防護(hù)知識(shí)知曉率僅為43.8%,自述未配備鉛橡膠圍裙、鉛橡膠帽子、鉛橡膠眼鏡的心血管介入工作人員分別達(dá)3.3%、20.5%和18.8%,鉛橡膠帽子、鉛橡膠眼鏡和輔助防護(hù)設(shè)施的使用率分別為71.9%、63.2%和72.9%。Menon等[8]進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于輻射安全的國(guó)際在線調(diào)查,包括介入心臟病學(xué)家、電生理學(xué)家、介入放射科醫(yī)師和血管外科醫(yī)生,共收到來(lái)自570條回復(fù),包括美國(guó)(77.9%)、亞洲(7.9%)、歐洲(6.8%)、加拿大(2.8%)以及墨西哥和中美洲(2.1%)。大多數(shù)受訪者(73%)是介入心臟病學(xué)家,23%是電生理學(xué)家,平均有(14.4±10.2)年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。然而,調(diào)查結(jié)果顯示,75%的受訪者不知道他們過(guò)去一年的輻射劑量,21.2%的受訪者從未參加過(guò)輻射安全課程;58.9%的人“有點(diǎn)擔(dān)心”,31.5% 的人“非常擔(dān)心”慢性輻射暴露。43.0%的受訪者出現(xiàn)了由于使用鉛衣而導(dǎo)致的背痛,輻射相關(guān)健康并發(fā)癥,包括白內(nèi)障和惡性腫瘤,報(bào)告率為6.3%。Casella等[9]回顧分析心臟起搏電生理介入中的X 射線暴露問(wèn)題,6 095例次電生理介入,2 055例次裝置植入,7年間觀察到進(jìn)行電生理介入患者的透視時(shí)間、劑量面積乘積和有效劑量都有顯著減少的趨勢(shì),而進(jìn)行裝置植入的患者則減少不明顯。在心臟電生理介入中,心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱(chēng)房顫)導(dǎo)管消融,不同術(shù)者的輻射暴露參數(shù)變化較大,可能與房顫導(dǎo)管消融術(shù)式、消融能源選擇不同有關(guān)。

3 心導(dǎo)管介入術(shù)中輻射暴露防護(hù)進(jìn)展

放射線的輻射防護(hù)包括主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)措施包括員工的教育和培訓(xùn)、常規(guī)輻射劑量監(jiān)測(cè)、使用個(gè)人劑量計(jì)、實(shí)時(shí)劑量監(jiān)測(cè)、減少輻射照射的程序技術(shù)、限制透視時(shí)間、盡量減少高對(duì)比度模式的使用、盡可能使用較低的幀速率、避免使用大角度、利用現(xiàn)有可獲得的降低輻射技術(shù)、虛擬準(zhǔn)直器、儲(chǔ)存透視圖像、低劑量/幀、低幀率、使用遮光器過(guò)濾光譜束、更高的X 射線束能量、使用圖像降噪技術(shù)、調(diào)整距輻射源的距離、最佳工作臺(tái)定位(如果可能,設(shè)置更高的工作臺(tái))、工作人員待在低散射輻射區(qū)、使非目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離X 射線束等。被動(dòng)防護(hù)措施包括構(gòu)建物理屏蔽(可移動(dòng)式含鉛透明屏蔽、固定式含鉛透明屏蔽)、安裝屏蔽設(shè)備(懸吊式防護(hù)屏蔽簾、屏蔽床簾、輻射吸收床單、橈動(dòng)脈側(cè)防護(hù)臂板)、佩戴個(gè)人防護(hù)裝備(帽子、眼鏡、甲狀腺頸圈、圍裙以及含鉛亞克力面罩)等。

3.1 升級(jí)或優(yōu)化數(shù)字減影血管造影(DSA)設(shè)備 Buytaert等[10]將122 例成年患者隨機(jī)分為兩組,一組使用Allura Xper FD10系統(tǒng)(飛利浦公司),另一組使用AlluraClarity FD20/10新系統(tǒng)(飛利浦公司),結(jié)果顯示,使用新系統(tǒng)組患者輻射劑量(作為總劑量面積乘積)減少了67%,術(shù)者腿部劑量計(jì)讀數(shù)減少了65%(P＜0.001),而衣領(lǐng)和胸部劑量計(jì)讀數(shù)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯減少。有研究認(rèn)為雙軸旋轉(zhuǎn)冠脈血管造影(DARCA)可減少冠脈造影時(shí)的輻射暴露,研究者對(duì)20例患者使用DARCA 進(jìn)行檢查,并與20例年齡、性別和體重指數(shù)匹配的、應(yīng)用舊檢查系統(tǒng)的患者資料相比較,結(jié)果顯示,使用DARCA 可使術(shù)者中位累積劑量面積乘積減少了57%(7.41 Gy.cm2vs 17.19 Gy.cm2),其中胸部、腿部和衣領(lǐng)水平的輻射暴露劑量分別降低60%、56%和16%。中位有效劑量從之前的4.75 mSv降低到2.22 mSv,在排除心室造影后,后者進(jìn)一步降低至1.79 mSv[11]。另有研究顯示,優(yōu)化DSA 設(shè)備雖然可減少造影相關(guān)射線輻射劑量,但不明顯降低透視相關(guān)輻射劑量[12]。

3.2 改進(jìn)DSA 設(shè)備的設(shè)置 Amdani等[13]回顧分析三個(gè)階段的血管造影數(shù)據(jù):第一階段(n＝234)設(shè)置:血管造影30幀/秒(f/s),透視15脈沖/秒(p/s);第二階段(n＝381):血管造影30 f/s,透視6p/s;第三階段(n＝328):血管造影15 f/s,透視6p/s。結(jié)果顯示,總體輻射劑量逐漸下降(70.0μGym2/kg vs 64.1μGym2/kg vs 36.6μGym2/kg,P＜0.001),而主要不良事件發(fā)生率沒(méi)有差異,透視時(shí)間、造影劑體積亦沒(méi)有顯著增加,血管造影時(shí),30 f/s和15 f/s設(shè)置之間的診斷圖像質(zhì)量相同。Ge等[14]評(píng)估慢性完全閉塞(CTO)經(jīng)皮冠脈介入治療應(yīng)用低幀率技術(shù)的安全性和可行性,低幀率技術(shù)包括:透視模式額外應(yīng)用0.9mm 銅濾光片,電影模式降低幀速15 f/s至7.5 f/s,應(yīng)用一個(gè)額外的0.1 mm/1.0 mm 的銅/鋁過(guò)濾器。連續(xù)192例患者,總體操作和臨床成功率分別為91.1%、90.6%,有56個(gè)(29.2%)病灶嘗試了逆行入路,平均空氣比釋動(dòng)能(AK)、輻射暴露、透視時(shí)間和造影劑體積分別為(2.6±2.0)Gy、(50.3±34.3)min以及(294.1±131.8)ml。在體模研究實(shí)驗(yàn),電影造影過(guò)程中,AK、劑量面積乘(DAP)、模擬第一和第二操作者輻射暴露均顯著降低(分別減少72.5%、69.8%、60.9%和59.6%)。Park 等[15]、Gutiérrez-Barrios等[16]的研究結(jié)果亦與上述研究相似,均支持在冠脈介入中適應(yīng)低輻射方案機(jī)器設(shè)置方案,比如將幀速率從15 f/s降低到7.5 f/s,將默認(rèn)透視劑量設(shè)置從正常切換為“低”。

Pancholy等[6]采用標(biāo)準(zhǔn)化體模研究了輻射源的距離與輻射暴露之間的關(guān)系,分別在后前、左前斜和右前斜位,測(cè)量入射面曝光(MESE)與X 射線源的距離之間的關(guān)系,臺(tái)面高度的三個(gè)距離設(shè)置定義為:“低”為距X 射線源焦點(diǎn)52 cm、“中”為66 cm、“高”為80 cm,記錄AK 和DAP,結(jié)果顯示,MESE(μGy/f)隨著工作臺(tái)高度的增加而顯著降低(P＜0.0005),操作員暴露劑量(μGy/f)隨著工作臺(tái)高度的增加而顯著增加(P＜0.0005)。與較高的操作員(190 cm)相比,較矮的操作員(150 cm)輻射暴露劑量更高。因此,心導(dǎo)管介入術(shù)中需要根據(jù)自己身高,將操作臺(tái)面調(diào)整至一個(gè)合適的高度,以達(dá)到輻射暴露劑量的最小化。此外,亦有研究認(rèn)為,心導(dǎo)管介入術(shù)中實(shí)時(shí)進(jìn)行輻射劑量測(cè)定和輻射劑量實(shí)時(shí)數(shù)字化顯示,有助于驅(qū)動(dòng)工作人員關(guān)注輻射暴露問(wèn)題,從而達(dá)到減少輻射暴露劑量的目的[17]。

3.3 外置屏蔽防護(hù) 隨著個(gè)人輻射防護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),不少?gòu)S商適時(shí)推出了可以減少介入操作者的外置防護(hù)屏蔽裝置。比如,德國(guó)百多力公司的零重力懸掛式輻射防護(hù)系統(tǒng)(圖1 A),左眼/上臂的劑量在冠脈造影時(shí)減少78.9%和95.6%,冠脈介入治療時(shí)減少83.0%和93.0%[18];臺(tái)下擴(kuò)展屏蔽裝置(無(wú)論是小簾屏蔽還是垂簾屏蔽,圖1 B))可明顯減少操作者的輻射劑量(骨盆區(qū)域:42μSv vs 13μSv;胸部水平:4μSv vs 2μSv)[19];SEPARPROCATH 屏蔽保護(hù)裝置(一種覆蓋患者下腹部、骨盆和大腿的區(qū)域無(wú)菌一次性的無(wú)鉛屏蔽)可明顯降低操作者的輻射暴露劑量(0.07μSv/Gy.cm2vs 0.37μSv/Gy.cm2)[20];RADPAD 屏蔽裝置(一種放置在患者身上的無(wú)菌、一次性無(wú)鉛屏蔽)可減少操作者的輻射暴露20%[21];RADPAD No Brainer顱腦輻射防護(hù)帽(圖1 C)減少了頭部前部皮膚暴露,但對(duì)大腦散射輻射劑量分布沒(méi)有影響(推薦將該帽攤平佩戴在脖子上,可減少大腦輻射暴露[22]);新型垂直輻射屏蔽裝置(圖1D,VRS)也可減少心導(dǎo)管介入術(shù)者的輻射劑量[23]。

圖1 不同外置屏蔽防護(hù)裝置(箭頭)

Madder等[24]使用移動(dòng)輔助鉛防護(hù)屏蔽裝置可在心導(dǎo)管介入術(shù)中減少護(hù)士和技術(shù)人員(護(hù)士和技術(shù)人員在此防護(hù)裝置后操作)的輻射暴露約三分之二。孫巍等[25]研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用組合輻射屏蔽裝置(可移動(dòng)懸掛式鉛玻璃防護(hù)屏及滑輪可移動(dòng)式鉛防護(hù)屏)是非常實(shí)用的介入術(shù)者個(gè)人防護(hù)措施,明顯降低電生理介入術(shù)者的輻射劑量。

3.4 應(yīng)用設(shè)備圖像融合技術(shù)和新輔助設(shè)備 隨著新器械輔助手術(shù)的應(yīng)用,可減少術(shù)者對(duì)X 線的視覺(jué)依賴(lài),比如應(yīng)用三維經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖可減少右心導(dǎo)管檢查和房間隔缺損封堵術(shù)中的輻射劑量[26],使用腔內(nèi)超聲心動(dòng)圖和三維電解剖標(biāo)測(cè)系統(tǒng)可大幅度減少心臟電生理介入術(shù)中輻射劑量,甚至可以做到零射線完成手術(shù)[27－30]。此外,新近圖像融合技術(shù),比如左心耳封堵術(shù)中DSA 融合三維CT/超聲心動(dòng)圖、房顫冷凍消融術(shù)中融合KODEX-EPD 成像、心律失常射頻消融術(shù)中應(yīng)用Carto Univu影像整合系統(tǒng)[31]、冠脈慢性閉塞性病變介入術(shù)中DSA 融合冠脈三維CT 圖像等,在提高手術(shù)精度的基礎(chǔ)上尚可減少心導(dǎo)管介入術(shù)中輻射劑量。一些小的操作改進(jìn)也可減少操作醫(yī)生的輻射暴露,比如心臟電生理介入術(shù)中,可經(jīng)股靜脈替代經(jīng)頸靜脈入路放置可調(diào)彎冠狀靜脈竇電極,從而減少醫(yī)生接受的輻射劑量[32]。

諸如磁導(dǎo)航、機(jī)器人等大型介入輔助工具,也在心導(dǎo)管介入中有所應(yīng)用,從而大幅度減少操作醫(yī)生的輻射暴露。Mahmud等[33]評(píng)估與手動(dòng)經(jīng)皮冠脈介入治療(M-PCI)比較,機(jī)器人輔助經(jīng)皮冠脈介入治療(R-PCI)在臨床實(shí)踐中治療冠脈疾病,尤其是復(fù)雜病變的的安全性和技術(shù)成功率,共315例患者接受了334次介入治療手術(shù),R-PCI技術(shù)成功率為91.7%(手動(dòng)輔助率為11.1%,手動(dòng)轉(zhuǎn)換率為7.4%,主要不良心血管事件發(fā)生率為0.93%),臨床成功率、支架使用率和透視時(shí)間兩組間相似?，F(xiàn)階段,磁導(dǎo)航、機(jī)器人技術(shù)尚未在心導(dǎo)管介入中廣泛應(yīng)用,盡管其降低操作醫(yī)生的輻射暴露效果毋庸置疑,但其有效性和安全性仍需進(jìn)一步評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著介入設(shè)備的更新、防護(hù)裝置的完善、手術(shù)輔助器械的不斷涌現(xiàn)以及術(shù)者防護(hù)意識(shí)的提升,心導(dǎo)管介入過(guò)程中患者和操作者受到的輻射劑量不斷降低[34]。鑒于輻射暴露對(duì)患者和心導(dǎo)管介入操作者的危害性,心導(dǎo)管介入醫(yī)生可以根據(jù)其心導(dǎo)管室軟硬件條件、患者介入的復(fù)雜程度、自身的技術(shù)水平合理選擇合適的輻射防護(hù)措施,在保障手術(shù)安全有效的前提下,更進(jìn)一步減少輻射暴露劑量。