中国辐射卫生  2020, Vol. 29 Issue (6): 700-703, 707  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2020.06.031

引用本文 

李聪, 刘威武. 介入手术医生受照剂量研究进展[J]. 中国辐射卫生, 2020, 29(6): 700-703, 707. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2020.06.031.
LI Cong, LIU Weiwu. Research progress of radiation dose for interventional surgeons[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2020, 29(6): 700-703, 707. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2020.06.031.

通讯作者

刘威武,E-mail:liuweiwu2001818@sohu.com

文章历史

收稿日期:2020-06-23
介入手术医生受照剂量研究进展
李聪 1, 刘威武 2     
1. 吉林大学公共卫生学院,吉林 长春 130000;
2. 吉林大学第二医院
摘要:近些年来介入放射技术得到了迅猛的发展,随着介入放射诊疗技术的不断提高,并且介入手术医生因近距离操作会受到较高的辐射剂量,对健康造成损害,因此对介入手术医生受照剂量的研究越来越重视。对有关文献进行汇总可知,目前有多种方法来评估介入手术医生的受照剂量,例如单剂量计法、双剂量计法、模体法以及蒙特卡罗模拟法等,已经得到大量的实验数据。说明一方面在逐步降低估算全身受照剂量时的误差,另一方面从某一种疾病受照剂量的估算,逐渐发展全面到多种疾病,各种手术类型及手术部位的研究。本文通过对介入手术医生的受照剂量相关文献进行分析总结,为介入手术医生的防护提供重要依据。
关键词介入诊疗    介入手术医生    受照剂量    
Research progress of radiation dose for interventional surgeons
LI Cong 1, LIU Weiwu 2     
1. School of Public Health, Jilin University, Changchun 130000 China;
2. The Second Hospital of Jilin University
Abstract: In recent years, interventional radiology technology has been developed rapidly. With the continuous improvement of interventional radiology diagnosis and treatment technology, and interventional surgeons will be exposed to higher radiation dose due to close operation, which will cause damage to health, therefore, more and more attention is paid to the study on the radiation dose of interventional surgeons. A summary of the relevant literature shows that there are many methods to evaluate the exposure dose of interventional surgeons, such as single dosimeter, double dosimeter, phantom method and Monte Carlo simulation method, etc., and many experimental data have been obtained. This indicates that the error in estimating the total body dose is gradually reduced on the one hand, and on the other hand, the estimation of the dose of a certain disease is gradually developed into a comprehensive study of a variety of diseases, various surgical types and surgical sites. This paper analyzes and summarizes the literatures on the dose of exposure of interventional surgeons, providing important basis for the protection of interventional surgeons.
Key words: Interventional Radiology Technology    Interventional Surgeons    Dose of Exposure    

介入放射学(Interventional Radiology,IR)是指在医学影像设备引导、定位、监控和记录下,经皮穿刺或通过人体固有孔道将特制的导管或器械插至病变部位,对各种疾病进行侵入性诊断或微创治疗的一系列技术[1]。介入放射诊疗技术在临床实践中已经得到了广泛的应用,由于其治疗具有微创性、精确度高、术后恢复较快等优点[2],近些年来介入放射技术得到了迅猛的发展,介入诊疗的临床病例数与日俱增。介入诊疗过程中,手术医生在X射线影像机的辅助下,通过导管等设备对患者进行近距离治疗,致使在床边操作的工作人员可能受到较高的辐射剂量[3],并且手可能会偶尔进入到照射野中受到直接照射,导致工作人员在术中受到的辐射剂量要远高于其他工种的放射工作人员[4]。辐射对裸露皮肤的生物学确定性影响范围从红斑,脱毛到皮肤坏死[5- 6]。它在保护人类健康的同时也会对人体造成有害影响,因此其辐射防护安全一直是放射防护研究的重点和热点[7-9]

1 辐射剂量估算方法 1.1 热释光剂量计测量法

桑军阳[10]关于手术医生受照剂量的文章中研究,在介入放射工作现场,采用热释光剂量计进行测量。根据GBZ 128—2016《职业性外照射个人监测规范》[11]、GBZ 128—2002《职业性外照射个人监测规范》[12]标准,介入放射工作人员个人佩戴双剂量计,佩戴于铅围裙内外侧,每年检测四次合计作为年剂量。即2009—2017年介入放射工作人员年均个人有效剂量值中位数为0.25~2.76 mSv/人,而普放人员年均个人有效剂量值中位数为0.11~0.56 mSv/人,差异具有统计学意义。说明介入手术医生个人剂量要明显高于其他放射工作人员。刘雯[13]的文章是在4种介入手术类型中运用上述测量方法,只是增加了对手部和眼部的剂量测量。所得结果为,单次手术铅衣内剂量经皮冠状动脉腔内形成术(PTCA)、冠状动脉血管造影术(CA)、射频消融术(RF)分别为0.02 mSv、0.01 mSv和0.01 mSv,均高于经导管肝动脉化疗栓塞术(TACE);铅衣外剂量分别为PTCA(1.22 mSv)、CA(0.85 mSv)高于TACE(0.02 mSv);手部、左眼、右眼CA和PTCA剂量均高于TACE;铅衣外的剂量累积最高达到9.72 mSv,手部、左眼及右眼剂量最大值分别为4.91 mSv、2.13 mSv和1.30 mSv。4种介入手术用中位值估算年有效剂量CA为22.04 mSv、PTCA为18.9 mSv、RF为5.16 mSv、TACE为4.43 mSv。文献[14]是利用热释光剂量计测量手部和光致发光剂量计测量眼晶体在7种不同的介入程序类型中对参与手术的全部职业人员进行测量。所得结果为:7种介入程序中,第一术者左眼晶状体剂量单次手术平均值从高到低分别为:下肢血管造影+支架术111.0 μSv、脊髓栓塞术66.2 μSv、脑部支架植入术41.6 μSv、冠脉支架植入术21.1 μSv、脑部栓塞术17.3 μSv、全脑血管造影术14.6 μSv、冠脉造影术10.2 μSv。第一术者左手剂量单次手术平均值从高到低分别为脊髓栓塞术253.5 μSv、下肢血管造影+支架术209.0 μSv冠脉支架植入术97.6 μSv、冠脉造影术59.2 μSv、脑部支架植入术54.2 μSv、脑部栓塞术47.3 μSv,全脑血管造影术34.0 μSv。对于相同介入程序中同一术者来说左眼明显高于右眼,前者为后者的2.0~6.6倍;同一介入程序中不同术者的眼晶状体剂量水平比较,第一术者最高,其次是第二术者,第三术者最低,第一术者为第二术者左眼晶状体剂量的1.0~1.7倍。对于相同介入程序同一术者来说左手剂量明显高于右手,前者为后者的1.2~6.5倍;同一介入程序中不同术者手部剂量比较,第一术者最高,其次是第二术者,第三术者最低,第一术者为第二术者左手剂量的1.4~2.8倍。黄卓手部剂量测量的文章中[15],是利用在双手腕部掌侧皮肤上佩戴热释光剂量计测量4种常见介入手术类型中所有参与手术的介入职业人员的受照剂量。结果见表1表2

表 1 单X射线管介入设备的介入职业人员手部皮肤剂量 Table 1 Hand skin dose of interventional professionals with single X-ray tube interventional equipment

表 2 双X射线管介入设备的介入职业人员手部皮肤剂量 Table 2 Hand skin dose of interventional professionals with double X-ray tube interventional equipment

说明不同介入手术类型,不同位置的手术医生受照剂量不同,而随着国内介入手术的发展,手术医生受照剂量的测量数据也在不断增加完善。

文献[16]是在PAE手术中评价介入手术医生的有效剂量,采用热释光剂量计,使用Boetticher的双剂量计法估算有效剂量,即甲状腺(在颈圈外),胸部(在围裙内)佩戴热释光剂量计。结果关于工作人员每个手术估计的平均、最小和最大有效剂量分别为:18 μSv、12 μSv和21 μSv。文献[17]中研究在经皮内镜下腰椎间盘切除术(PELD)期间外科医生所承受的放射剂量。评估了3个脊柱外科医生在3个月内连续进行30次PELD(33个水平)吸收的职业辐射剂量。利用热释光剂量计测量了手术医生的颈部,胸部,手臂和两只手的放射线暴露量。测量结果说明在手术时间和荧光检查时间之间未发现显著相关性。计算出的每个手术水平的辐射剂量如下:颈部0.0785 mSv;胸部0.1718 mSv;右上臂0.0461 mSv;左无名指0.7318 mSv和右无名指0.6694 mSv。说明凭借铅围脖和铅围裙的保护作用,辐射剂量分别降低了96.9%和94.2%。文章[18]中记录一位麻醉医师在15个工作日内佩戴一个铅厚度为0.35 mmPb的保护帽,运用了六个检测器(三个外部,三个内部)以确定辐射的减少。在观察期内,进行了32次TAVI程序。铅帽外剂量计检测到最大辐射剂量为0.55 mSv。铅帽内剂量计为0.08 mSv的辐射剂量。文献[19]是评估麻醉师从PAE中获得的辐射剂量。将热释光剂量计放于麻醉师的眼睛附近,靠近甲状腺(在铅围脖外),胸部(在围裙内),手腕和脚上,结果麻醉师的脚部接受的剂量最高,其次是眼睛和手。麻醉师右眉的每个程序的个人剂量当量Hp(3)在20.2 ~568.3 μSv之间。该结果表明,如果在手术过程中未采取辐射防护措施,则协助PAE手术的麻醉师,每周仅进行一次手术,都会超过ICRP建议的每年20 mSv的年度眼晶体剂量限制。文献[20]是评估在荧光检查指导下进行的所有类型起搏器治疗设备在植入过程中的手术医生眼睛剂量水平。起搏器/除颤器实施期间,利用个人剂量计测得第一位手术医生的平均眼部剂量为12 mSv,第二位手术医生/护士为8.7 mSv,放射线照相者为0.50 mSv。心脏再同步治疗程序的相应值分别为30、26和2.0 mSv。但是该研究不是随机的,是根据EP时间表选择了患者,因此存在一些局限性。文献[21]利用仿真人体模型,用眼晶状体剂量计[Hp(3)]测量模体眼晶状体部位(内测法)的累积受照剂量,用热释光(TLD)元件测量模体眼睑部位(外测法)的累积受照剂量,测量结果为无铅眼镜防护状态下,内测法累积受照剂量当量为左眼(54.1 ± 2.3) μSv,右眼(18.9 ± 0.8) μSv,右眼累积受照剂量低于左眼(t = −63.31,P < 0.05);外测法累积受照剂量当量为左眼(67.1 ± 1.2) μSv,右眼为(62.3 ± 1.4) μSv,右眼累积受照剂量低于左眼( t = −11.71,P < 0.05);两种测量方法中佩戴铅眼镜后左眼晶状体累积受照剂量当量可减少约30%~70%,但铅眼镜对右眼晶状体的防护效果不如左眼( t = 0.11,t = 0.03,P > 0.05)。即两种测量方法中左眼晶状体受照剂量的结果相近,测量右眼晶状体受照剂量时,外测法结果明显高于内测法,此法可能高估右眼晶状体受照剂量,最大误差为65%。该文献也表示,剂量的差异及其对眼晶状体带来的损伤程度有所不同。因此,其在放射性白内障的诊断及鉴别诊断中的应用价值有待进一步研究。文献[ 22]也明确说明所提供的数据可以被认为是典型工作条件下剂量分布的代表,不应解释为真实操作人员暴露的精确表示。以上文献分析了在不同疾病不同手术类型下,手术医生和麻醉师的全身及重要器官的受照剂量。说明人们对介入手术的认识在逐渐深入全面,由对第一术者医生受照剂量的研究扩展到对参与手术的全体人员的研究测量,由对手术医生全身剂量的研究逐渐具体到各个器官,部位的受照剂量影响。

1.2 蒙特卡罗和模体法

文章[23]研究了某些选定的介入放射学程序中医护人员可能的暴露情况。蒙特卡罗模拟与拟人化数学模型一起使用,该模型复制了两名医护人员和患者的照射情况。对戴在围裙上的个人剂量计进行建模,与在医院使用电子剂量计进行的测量进行比较,以减少介入放射学实践的次数。在这项工作中计算出的值适用于介入放射学实践,以便在介入程序中进行有效剂量计算,并粗略估算操作员的暴露程度,也可用于对比双剂量法。文献[24]则是采用蒙特卡罗模拟计算并利用仿真人体模型实验测量进行验证的方法,对几种心血管介入诊疗程序中第一术者的个人剂量当量和有效剂量进行研究。即相同条件下,蒙特卡罗计算得到各部位的Hp(10)与实际现场模拟测量得到的Hp(10)相对趋势上一致,佩带单个与两个剂量计时的有效剂量分别为0.409 mSv和0.471 mSv,相对于实际测量得到的有效剂量的偏差分别为−19.2%和−18.9%,均在公式的最低相对偏差范围内,说明双剂量法在精确度上优于单剂量法。但是存在时间和条件的限制,并且投照方位没有全部考虑进来,仿真人体无法行动不能完全模拟真人等问题,尚没有解决方法。

Leyton的文章中[25]测量是在心脏实验室进行的。用于在未使用辐射防护设备或校准Hp(3)的辐射监测仪器的情况下,为估算介入手术医生眼睛高度处的剂量提供了一种方法和数据。即使用30 cm × 30 cm × 5 cm的PMMA板,在两种荧光透视模式(低和正常15脉冲/s)和电影模式(15帧/s)下进行测量。使用了四个血管造影投影:前后;侧面;左前斜尾(蜘蛛);左前斜颅骨,适用于体重在70~90 kg之间的患者。模体的进入剂量率和散射剂量率的测量是使用两个UnforsXi plus检测器进行的。在工作条件下,测量散射辐射的检测器在介入手术医生的眼睛高度处发现较大范围的散射辐射剂量率,范围为(0.37 ± 0.04) mSv/h至(60.19 ± 6.02) mSv/h。发现在手术医生眼高处的实验相关因子为8.3 mSv/Gycm2。使用散射辐射剂量方程(mSv)= 5.159 × KAP(Gycm2)+ 3.144保守估计该处散射剂量值。文献[26]是将三种双剂量测量方法与模体法进行的对比,在仿真人体模内布放热释光剂量片并置于介入手术医生位置,热释光剂量片的布放参照ICRP103号出版物建议,佩戴好防护用品和个人剂量计。在手术台上放置散射模体,DSA设定为自动条件,具体参数为:使用CIRS体模和使用CT模体两种情况。因DSA设定为自动条件,所以实际曝光条件因散射模体不同而异,以观察不同条件、不同时间下各算法的一致性。所得结果为NCRP法计算的有效剂量低于模体法估算的有效剂量,而Niklason法和Booetticher法的计算值高于模体法估算的有效剂量。3种算法中 Niklason法的结果与模体法最为接近。目前通过对多种测量以及计算方法的研究,已经在逐渐减少估算误差,并且从危害性方面考虑,除了应用于临床上的测量以外,还通过模拟人来模拟手术医生进行更进一步的研究,避免由于实验而受到一些非必须的照射。

2 结 论

研究已经根据介入手术的类型、手术部位、疾病种类等多方面不同,对手术医生,麻醉师及手术护士的受照剂量在数据上进行了完善,并且缩小对全身受照剂量估算的误差,逐渐积累数据深入研究。根据近年国内外文献报道,大部分介入手术医生的受照剂量采用热释光剂量计进行测量。因为其灵敏度高,能量响应好,受环境干扰小,使用方便,并可重复使用,适用于多种射线的测量。但是鉴于TLD存在方向性和重复性,在现实测量中还存在误差。目前运用最多的是单剂量计测量,即放置在衣领水平处的单个剂量计确定,是包括美国在内大部分国家采用的测量方法。除了单剂量计测量法外,国际上比较流行的双剂量计测量方法有:NCRP法[27]、Niklason法[28]、Boetticher法[29],除此之外还有模体法[26]和蒙特卡罗模拟法等对介入手术医生工作时的受照剂量进行测量。模体法是测量的“金标准”,能较为准确的反应现实情况中的受照剂量,其他计算方法均与其比较,来确认实用性。从目前的研究来看,介入诊疗中手术医生的受照剂量与多种因素有关,例如穿刺的部位及熟练程度[30-31]、透视时间、透视次数、投照体位、手术机器型号和工作量等多个影响因素,很难控制。实验方法以及实验数据结论都具有特殊性,无法依次类比得到大范围数据。而影响因素众多也是导致无法对介入诊疗提出很好的防护建议的原因。因此目前我们只能采取①严格的执行辐射安全相关规章制度,加强辐射安全的管理,逐渐提高辐射安全管理人员及辐射工作人员的辐射防护的意识[32];②控制手术者的介入手术数量和个人的受照剂量,手术中手术者和受检者身着铅防护服,合理安排手术者的工作及休息时间;③结合临床使用铅悬挂防护屏、铅防护吊帘、床侧防护帘等辅助防护设施。应该进一步做更广泛更深入的研究,为介入手术医生提供一个更为安全的手术环境。

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