中国辐射卫生  2022, Vol. 31 Issue (2): 186-191  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.02.010

引用本文 

张宝华, 王飞, 闵楠, 李贞, 牛菲, 高泽宇, 刘伟, 杨淑慧. 小儿肠套叠复位术受照剂量的测量与分析[J]. 中国辐射卫生, 2022, 31(2): 186-191. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.02.010.
ZHANG Baohua, WANG Fei, MIN Nan, LI Zhen, NIU Fei, GAO Zeyu, LIU Wei, YANG Shuhui. Measurement and analysis of dose exposure in childhood intussusception reduction[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2022, 31(2): 186-191. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.02.010.

基金项目

山东省三院联合基金(ZR2016YL017)、山东省医学科学院医药卫生创新工程

通讯作者

杨淑慧,E-mail:492846160@qq.com

文章历史

收稿日期:2021-10-12
小儿肠套叠复位术受照剂量的测量与分析
张宝华 1,2, 王飞 2, 闵楠 1, 李贞 1, 牛菲 1, 高泽宇 1, 刘伟 1, 杨淑慧 1     
1. 山东第一医科大学(山东省医学科学院)预防医学科学学院(放射医学研究所),山东 济南 250062;
2. 临沂市人民医院,山东 临沂 276000
摘要目的 调查分析X射线引导下空气灌肠整复术中患儿的受照剂量,为降低患儿辐射损伤风险提供依据。方法 收集接受空气灌肠整复术治疗的肠套叠患儿的资料;筛选、整理出3个不同年龄段的高、中、低组实验的条件,利用仿真人体模型模拟手术现场,借助热释光系统对患儿受照剂量进行测量。结果 肠套叠患儿在X射线引导下行空气灌肠整复治疗,成功率为88%(含再套叠者)、早期再套叠率为8%。该治疗中患儿有效剂量范围为0.57~12.33 mSv,吸收剂量较高的组织、器官多集中于胸部、腹部。结论 不同实验组患儿受照剂量差距较大,受照剂量不容小觑。建议操作者优选超声引导,若选择X射线引导,应尽量减少曝光时间,并为患儿规范佩戴防护用品,从而保障患儿健康。
关键词小儿肠套叠    空气灌肠整复术    仿真人体模型    受照剂量    
Measurement and analysis of dose exposure in childhood intussusception reduction
ZHANG Baohua 1,2, WANG Fei 2, MIN Nan 1, LI Zhen 1, NIU Fei 1, GAO Zeyu 1, LIU Wei 1, YANG Shuhui 1     
1. School of Preventive Medicine Sciences (Institute of Radiation Medicine), Shandong First Medical University (Shandong Academy of Medical Sciences), Jinan 250062 China;
2. Linyi People's Hospital, Linyi 276000 China
Abstract: Objective To investigate the dose of radiation in children under going X-ray-guided air enema reduction, and to provide a basis for reducing the risk of radiation injury in pediatric patients. Methods Data were collected from children with intussusception who were treated with air enema. The experimental conditions of high, medium, and low doses of three age groups were analyzed. Phantoms were used to simulate the operation, and the radiation dose was measured using a thermoluminescence system. Results In children with intussusception, the success rate of air enema under the guidance of X-ray was 88% (including secondary intussusception), with anearly re-intussusception rate of 8%. The effective dose of treatment ranged from 0.57 to 12.33 mSv, and the tissues and organs with high absorbed dose were mainly in the chest and abdomen. Conclusion Children in different groups are exposed to significantly differentand relatively high doses. The operators are recommended to use ultrasonic guidance. With X-ray guidance, the exposure time should be minimized and protective equipment for children should be used.
Key words: Pediatric intussusception    Air enema reduction    Phantom    Radiation dose    

小儿肠套叠是指部分近端肠段及其连结的系膜套入远端的肠腔,引起的肠梗阻,是儿童常见的急腹症之一。临床上常采用X射线引导下行空气灌肠整复术,该方法可快速有效地治疗肠套叠,避免病情进一步进展,但儿童,尤其是婴幼儿,正处于生长发育期,对射线更为敏感,其受照剂量尤为引人关注。

本文收集接受空气灌肠整复术治疗的肠套叠患儿的资料,根据资料筛选、整理出3个不同年龄段的高、中、低组实验的条件,利用仿真人体模型模拟手术现场,借助热释光系统对患儿受照剂量进行测量,旨在为肠套叠患儿行该治疗时的受照剂量提供参考,为保护患儿免受辐射损伤提供依据。

1 材料与方法 1.1 调查对象

以临沂市某三甲医院2019年2月—2019年3月接受X射线下行空气灌肠整复治疗的50例肠套叠患儿为调查对象(该院每日接受该治疗的患儿约为1~2人),记录其治疗结果;并收集空气灌肠复位胃肠透视机使用时的工作参数(如电压、电流、透视时间、透视脉冲、点片次数等)。

1.2 治疗设备

图像引导设备为一台万东—HF81-3型胃肠透视机,空气灌肠整复设备为一台JS-628E电脑遥控灌肠整复仪,其中该胃肠透视机具有AEC系统(Automatic Exposure Control System,自动曝光控制系统),可自动调节管电压、管电流。

1.3 热释光剂量系统

本实验使用的热释光剂量系统探测器为玻璃管包装LiF(Mg,Cu,P)粉末,即玻璃管型热释光元件,经中国计量科学研究院刻度;退火装置为北京康科洛电子有限公司产2000B型TLD 远红外精密退火炉;热释光元件读取仪器为北京海阳博创辐射防护科技有限责任公司产RGD-3B型热释光剂量仪。

1.4 仿真人体模型

本实验使用的仿真人体模型为美国Computerized Imaging Reference System公司产儿童仿真模型组,分别为ATOMTM 704-D型1岁儿童仿真模型、ATOMTM705-D型5岁儿童仿真模型和 ATOMTM 706-D型10岁儿童仿真模型,该组模型对X射线吸收、散射与人体活体组织类似,被广泛应用于实验研究中[1-4]。3种仿真人体模型示意图见图1

图 1 Computerized Imaging Reference System公司所产 ATOMTM 706-D型10岁儿童仿真模型(A)、ATOMTM 705-D型5岁儿童仿真模型(B)和ATOMTM 704-D型1岁儿童仿真模型(C) Figure 1 ATOMTM 706-D 10-year-old pediatric phantom(A), ATOMTM 705-D 5-year-old pediatric phantom(B), and ATOMTM 704-D 1-year-old pediatric phantom(C) manufactured by Computerized Imaging Reference System
1.5 模拟实验参数的获取

收集50例患儿基本信息(性别、年龄等),及行空气灌肠复位时胃肠透视机使用时的工作参数(电压、电流、透视时间、点片次数等),见表1;对收集的数据进行分析整理,将研究对象分为3个年龄段即:0~2岁,3~7岁,8~15岁,分别在各年龄组选取调查参数中透视时间、点片次数等最大值、平均值和最小值作为仿真人体模型模拟手术现场的高、中、低剂量组实验条件(分别使用1岁、5岁、10岁儿童仿真模型代表各年龄段)。

表 1 仿真人体模型实验参数一览表 Table 1 Phantomparameters
1.6 热释光元件的制备

本实验使用的热释光元件为玻璃管型热释光元件,经退火、自然冷却后密封于黑色遮光袋内备用(退火条件:240℃时10 min,热释光元件为新购,已检定)。

1.7 现场模拟实验方法与步骤

采购的仿真人体模型已在国际放射防护委员会(ICRP)[5]出版物推荐的主要器官或组织的位置设置预留孔;预留孔内插入热释光元件,将模型组装好后固定于诊疗床上;模拟手术现场于儿童模型头部、颈部、性腺等位置佩戴儿童防护用品(铅当量为0.5 mmPb,现场模拟实验示意图见图2);按照各组照射条件、选择不同模型分别曝光;曝光结束后依次整理、回收热释光元件,回实验室进行测量。

图 2 现场模拟实验示意图 Figure 2 Schematic diagram of simulation experiment in a clinical setting
1.8 有效剂量的计算

根据实验室测量数据,使用公式1)和2)计算患儿组织、器官的吸收剂量及有效剂量。

$ {D_{T,R}} \approx {K_T} = {X_i}\cdot {C_f}\cdot[{({\mu _{en/}}\rho )_m}/{({\mu _{en/}}\rho )_{{\text{空气}}}}]$ (1)

式中,DT,R为器官或组织的吸收剂量(Gy)。采用比释动能KT近似吸收剂量[6],即DT,R≈ KT;Xi为热释光元件测量值减去本底后的值;Cf为刻度因子,取值为0.197 mGy/Xi;(µen/ρ)m /(µen/ρ)空气为单能光子能量,肌肉(水)、骨骼等与空气的质量能量吸收系数值之比,单能光子能量为40 keV时,分别取值为:1.01、4.55[6]

$ E=\sum {{w}_{T}}\cdot {{H}_{T}}=\sum {{w}_{T}}\cdot {{w}_{R}}\cdot {{D}_{T}}_{,R} $ (2)

式中,E为有效剂量(Sv);wT、wR分别为组织权重因子、辐射权重因子,其中辐射权重因子和组织权重因子使用ICRP103号文件出版物推荐值[7]

1.9 数据处理

使用EXCEL软件进行数据整理及分析。

1.10 质量控制

所使用的胃肠透视机定期进行检测,且各性能指标合格;使用的检测设备定期进行检定、校准,且在有效期内;实验室数据及分析整理过程采用双人录入,保证数据的准确性。

2 结 果 2.1 调查对象基本情况

X射线引导下行空气灌肠整复治疗的肠套叠患儿各年龄段构成比详见图3,不同性别分布图见图4。肠套叠患儿在X射线引导下行空气灌肠整复治疗,成功者为44例,占调查对象的88%;其中4例患儿(8%)行二次灌肠治疗,4例患儿均为第一次空气灌肠整复治疗成功后第二天又发生肠套叠(均为48 h以内,即早期再套叠[8]),再次行X射线下空气灌肠整复治疗;治疗失败者共计6例(12%),后行开腹手术治疗。本次调查对象共计50人,年龄分布为2个月~10岁,由图3图4可知:男孩多于女孩,男孩共计37人,占74%;各年龄组人数排序为:0~2岁 > 3~7岁 > 7岁以上,分别为41人、8人、1人,与罗春等 [9]结论一致。

图 3 X射线引导下行空气灌肠整复治疗的肠套叠患儿各年龄段构成比 Figure 3 Age distribution of children with intussusception treated with air enema reduction under X-ray

图 4 X射线引导下行空气灌肠整复治疗的肠套叠不同性别患儿分布图 Figure 4 Sex distribution of children with intussusception treated with air enema reduction under X-ray
2.2 不同年龄、不同分组的仿真人体模型

现场模拟X射线引导下行空气灌肠整复治疗,组织或器官的吸收剂量见表2表4,患儿有效剂量见表5

表 2 1岁仿真人体模型组织或器官的吸收剂量 Table 2 Absorbed doses of tissues or organs in 1-year-old pediatric phantom

表 3 5岁仿真人体模型组织或器官的吸收剂量 Table 3 Absorbed doses of tissues and organs in 5-year-old pediatric phantom

表 4 10岁仿真人体模型组织或器官的吸收剂量 Table 4 Absorbed doses of tissues and organs in 10-year-old pediatric phantom

表 5 各组现场模型试验患儿有效剂量一览表 Table 5 Effective doses in phantoms of different age groups
3 讨 论

小儿肠套叠是一种常见的儿童急腹症,多发于婴幼儿时期,在1岁儿童中,肠套叠发生率平均为74/100000,在5~7个月大的婴儿中,发生率最高,治疗不及时可引起肠穿孔、坏死,随着病情进展患儿可能发生中毒、休克甚至死亡等严重后果[10],故肠套叠患儿应尽早选择一种快速、有效的治疗方法。小儿肠套叠首选非手术治疗,常见的非手术治疗方法有3种:即X射线引导下钡剂灌肠整复术、X射线引导下空气灌肠整复术和超声引导下水压灌肠整复术,前者因可导致钡剂性腹膜炎,在临床上现已少用。研究发现,欧美国家最常用的方法是X射线引导下空气灌肠整复术;我国78.1%的医院首选X射线引导下空气灌肠整复术[11-13]。国内外研究多侧重于空气灌肠整复术治疗效果的研究,而患者所受剂量的相关文献较少,本文通过仿真人体模型模拟X射线引导下空气灌肠整复术现场,借助热释光剂量系统对患儿受照剂量进行了测量和分析。

本实验中,生产厂家在仿真人体模型中提前设置了热释光元件预留孔,不同年龄组仿真人体模型预留孔略有差异,且如图1所示,不同年龄组仿真人体模型组成部分不同,如5岁、10岁儿童仿真模型无手臂、小腿、足等,故造成表2表4中组织器官有所差异,不统一。

表2可以看出,1岁儿童仿真模型手臂下垂紧贴躯干,模拟实验时,尺骨、肱骨紧邻照射野,加之其几乎无组织衰减,故其吸收剂量相对较高,这也提示在小儿肠套叠复位术中,在不影响治疗效果前提下,采用手臂上举等方法尽量使手臂远离照射野,以减少其受照剂量。表2表4可知,模拟实验中,患儿吸收剂量较高的组织、器官多集中于胸部、腹部,究其原因,照射野主要为腹部,且在模拟实验中,仿真人体模型头部、颈部、性腺处被覆防护用品,因医院采购的儿童铅衣为连体式,若穿戴连体式铅衣,会影响腹部透视、点片摄影的质量,这也导致胸部组织、器官受照剂量较高。而铅防护用品可有效阻挡射线:苏垠平等[14]研究发现铅防护用品屏蔽效果可达60%,故建议医院采购分体式铅衣,在进行胸、腹部检查时,应使用合适的铅防护用品对另一个部位进行有效遮挡。

表5可知,不同照射条件下,儿童受照剂量相差很大,有效剂量最大组为1岁儿童人体仿真模型高剂量组,其有效剂量为12.33 mSv,最小者为1岁儿童人体仿真模型低剂量组,其有效剂量为0.57 mSv,前者约为后者的22倍。张玉珩等[4]使用仿真人体模型对1岁儿童头部CT检查有效剂量进行了研究,在使用防护用品时,受检者有效剂量为2.2 mSv,不使用防护用品时受检者有效剂量为4.9 mSv,故有效剂量最大组相当于进行了2.52~5.60次头部CT检查,因此小儿肠套叠患儿行X射线透视下空气灌肠整复术治疗受照剂量不容小觑。Pearce等[15]研究指出,10 岁以下的儿童接受头部CT 扫描检查10年后有万分之一的概率患白血病,故行X射线透视下空气灌肠整复术治疗值得操作者高度重视。本次调查中共计8%行二次灌肠治疗者,复发率与STEIN M研究[16]相近(10%)。而对于再套叠者,首选的治疗方案仍为非手术治疗,若患者再次行X射线引导下空气灌肠整复术,意味着这类患者所受辐射剂量加倍。而王坤等[17]和刘锋等[18]研究发现超声引导下水压灌肠复位组的复位成功率高于X射线引导下空气灌肠复位组,故从患儿辐射安全角度考虑,超声引导下水压灌肠整复术无辐射,建议推广。建议操作者在条件允许下,行小儿肠套叠灌肠整复术尽量选择超声引导,从而保障患儿健康,若选择使用X射线引导,应熟练操作,尽量减少曝光时间,并为患儿规范佩戴防护用品。

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