儿童脉管性疾病包括血管瘤和血管畸形，其中儿童血管瘤是婴幼儿时期最常见的肿瘤之一，是由胚胎期间的血管组织增生而形成的，以血管内皮细胞异常增生为特点，发生在皮肤和软组织的良性肿瘤。目前儿童脉管性疾病主要采用在数字减影-血管造影（DSA）引导下进行微创介入综合治疗^[1]，相比于传统的治疗方法，介入手术有不开刀，不容易复发或破裂出血、感染^[2]，对患儿造成的危害较小等优点，但长期电离辐射暴露可通过不同机制造成辐射损伤^[3]，由于儿童对辐射更为敏感，有可能造成比成人更严重的长期辐射效应^[4]。且儿童预期寿命长，辐射引起有害效应的潜伏期更长^[5]。因此，对于儿童介入手术中辐射剂量的研究显得愈发重要^[6]。然而，关于儿童脉管性疾病介入术期间患儿辐射剂量的研究很少报道。本实验选取了最具有代表性的1岁儿童体模作为实验对象，通过儿童仿真体模模拟儿童不同部位脉管性疾病介入手术的曝光条件进行实验，目的是基于体模内剂量测定，评估儿童脉管性疾病介入手术中的器官剂量并计算有效剂量，为研究儿童在介入手术中受照剂量提供数据支持。

1 材料与方法 1.1 剂量计和仪器 1.1.1 热释光剂量计（TLD）

TLD均为同一厂商生产的同一批次的密封LiF（Mg,Cu,P）的玻璃管，经过中国计量科学研究院刻度（筛选一致性在±3%以内的TLD元件）；经中国计量科学研究院检定的RGD-3D型热释光剂量仪；2000B型TLD远红外精密退火炉。

1.1.2 数字减影血管造影机

荷兰飞利浦公司制造的型号为FD20/15的DSA，该设备收集的参数包括：球管电压（kV） 、管电流时间积（mAs）、累积空气比释动能（cumulative frontal air kerma）、透视模式下累积剂量面积乘积[cumulative DAP （fluoroscopy）]、减影模式下累积剂量面积乘积[cumulative DAP （exposure）]、帧速率（f/s）和采集时间、总图像数、减影图像数。

1.1.3 1岁儿童体模

使用美国CIRS 品牌的1岁儿童体模ATOM^TM 704-D。高度为75 cm，从头到脚由29层层厚为25 mm的横截面构成，它提供了针对21个内部器官的TLD位置，每个孔旁均有编号（见图1）。

1.2 实验步骤 1.2.1 热释光剂量计准备

使用200B型远红外精密退火炉将TLD（Mg，Cu，P）用240℃退火，时间为10 min，取出后自然冷却备用。

1.2.2 实验分组

回顾性分析2021年1月—6月山东大学附属儿童医院行介入手术的儿童脉管性疾病患者共68例，通过设备自动生成的剂量报告来收集手术中DSA的透视时间，其中位数为4.3 min，根据白玫等^[7]的研究中得出剂量面积乘积（DAP）值与透视时间和图像数呈正相关，本研究按透视时间作为剂量分组的变量，按1～2 min、5 min、10 min 3组不同透视时间将实验分为低、中、高剂量组。

1.2.3 儿童模体受照试验

将退火的TLD元件布放入模体内，模拟头面部、躯干、下肢脉管性疾病介入手术。模拟所有脉管性疾病介入手时模体体位均为前后位（AP）位，投照角度为左前斜（LAO） 0°、足位（CAUD）0°，球管电压均为75 kV，透视球管电流均为13 mA，帧速率均采用6 f/s，其余曝光条件参照医院已进行过的3种儿童脉管性疾病介入手术的曝光条件（见表1），每组均模拟3次，结果取平均值。

1.2.4 热释光剂量计读数

将热释光剂量仪预热30 min，调整参数，将热释光剂量仪高压调至780 V，将实验后的TLD元件依次放入RGD-3D型热释光剂量仪的推盘中测量并记录数据。

1.3 儿童模体各组织器官剂量计算 器官吸收剂量见公式：

$ D_{T} \approx X_{i} \cdot C_{f1} \cdot\left[\left(\mu_{en} / \rho\right)_{T} /\left(\mu_{en} \rho\right)_{air}\right] $

(1)

式中， $ D_{T} $ 为儿童模体器官或组织T的器官剂量，mGy； $ X_{i} $ 为减去本底的净读出值； $ C_{f 1} $ 为探测器的刻度系数，mGy/X_i； $\left(\mu_{en} / \rho\right)_{T} /\left(\mu_{en} / \rho\right)_{a i r}$ 为组织器官与空气的质量能量吸收系数比。经中国计量科学研究院校准的能量响应和刻度因子为：参考辐射（能量）为N80（65 keV）、刻度因子为0.344 mGy/X_i。利用X射线管光谱模拟软件包SpekPy得到75 kV管电压下射线的有效能量约为40 keV^[8]，查表得该能量下对应肌肉、骨骼、肺与空气的质量能量吸收系数比分别为1.05、6.65、1.06^[9]。根据高佚名等^[10]的研究得出，在40 keV能量下，红骨髓与骨骼的质量吸收系数比约为0.85，从而计算出红骨髓与空气的质量能量吸收系数比为5.65。本实验选择肌肉与空气的质量能量吸收系数比作为胃、结肠等的近似值。

1.4 骨髓剂量计算 骨髓吸收剂量见公式：

$ D_{r}=\sum P_{{ir}}-D_{{i}} $

(2)

式中， $ D_{r} $ 为骨髓吸收剂量，mGy； $ D_{i} $ 为骨器官i剂量，mGy； $P_{{ir}}$ 为ICRP^[11]推荐的1岁年龄骨器官i中红骨髓所占百分比。

1.5 有效剂量计算

$ E=\sum w_{T}\cdot H_{T}=\sum w_{T}\cdot w_{R}\cdot D_{T, {R}} $

(3)

式中，E为有效剂量，mSv； $ w_{T} $ 为相应组织或器官的组织权重因子； $ w_{R} $ 为辐射质R的辐射权重因子，由于本实验使用仿真人体模型受照的辐射质为低能X射线，因此 $ w_{R}=1 $ 。

1.6 DAP到有效剂量的转换系数C_E/DAP

$ C_{E / {\rm{DAP}}}=E / {\rm{DAP}} $

(4)

其中，E为有效剂量，单位mSv；DAP为面积剂量乘积，单位Gy·cm²。

2 结　果 2.1 器官剂量：

表2为模拟3种不同部位儿童脉管性疾病介入手术条件下的器官剂量。肺、胃、乳腺、甲状腺在头面部和躯干脉管性疾病介入手术条件下器官剂量相对较高，在下肢脉管性疾病介入手术条件下的器官剂量均 < 1 mGy。结肠、卵巢、睾丸在躯干和下肢脉管性疾病介入手术条件下器官剂量相对较高，在头面部脉管性疾病介入手术条件下的器官剂量均 < 1 mGy。

2.2 红骨髓剂量：

结果见表3，由表3得出，在模拟头面部脉管性疾病介入手术条件下得出的低、中、高剂量组的红骨髓剂量分别是8.15、30.34、43.53 mGy；在模拟躯干脉管性疾病介入手术条件下得出的低、中、高剂量组的红骨髓剂量分别是2.11、15.62、31.21 mGy；在模拟下肢脉管性疾病介入手术条件下得出的低、中、高剂量组的红骨髓剂量分别是3.58、6.50、12.28 mGy。

2.3 有效剂量：

由表3得出，在模拟头面部脉管性疾病介入手术条件下得出的低、中、高剂量组的有效剂量分别是12.88、47.84、73.12 mSv；在模拟躯干脉管性疾病介入手术条件下得出的低、中、高剂量组的有效剂量分别是12.39、70.56、134.60 mSv；在模拟下肢脉管性疾病介入手术条件下得出的低、中、高剂量组的有效剂量分别是3.64、7.04、14.85 mSv。

2.4 DAP到有效剂量的转换系数：

由表4得出，模拟头面部脉管性疾病介入手术条件下得出3组DAP到有效剂量的转换系数平均值为2.16；在模拟躯干脉管性疾病介入手术条件下得出的3组DAP到有效剂量的转换系数平均值3.03；在模拟下肢脉管性疾病介入手术条件下得出的3组DAP到有效剂量的转换系数平均值为0.73。

3 讨　论

由表2结果可知，在头面部脉管性疾病组中，颅骨（红）骨髓的吸收剂量最高，在低、中、高剂量组分别为25.18、92.20、129.5 mGy。这是由于在ICRP文件推荐的1岁年龄红骨髓质量分数中颅骨（红）骨髓占25.1%，且在模拟头面部脉管性疾病介入手术时，颅骨为照射野下的主要器官，因此颅骨（红）骨髓受到的辐射剂量最高。

每组实验脊柱骨髓受照剂量都相对较高，这可能是由于无论照射野位于头部、胸部还是下肢，脊柱均邻近于照射野或位于照射野内部，所以脊柱内的骨髓吸收剂量会大于射野内部分器官及照射野外多数器官的吸收剂量，这与L Muqmiroh^[12]等人在儿童心内科介入辐射剂量分布随机效应风险评估的初步研究中所得出的在介入心脏病学期间，脊柱（骨髓）周围受到的照射量最大的结论相一致。因此建议医生在实施介入诊疗期间不仅要关注照射野邻近器官的剂量还要加强对全身性器官的防护。

由表2看出，肺、胃、乳腺、甲状腺在头面部和躯干脉管性疾病介入手术条件下器官剂量相对较高，在下肢脉管性疾病介入手术条件下的器官剂量均小于 mGy。结肠、卵巢、睾丸在躯干和下肢脉管性疾病介入手术条件下器官剂量相对较高，在头面部脉管性疾病介入手术条件下的器官剂量均小于1 mGy。这与顾建华^[13]等人的研究相一致。因此建议医生在开展不同部位儿童脉管性疾病介入手术时，应注意对患儿相应的器官进行防护，如在进行头面部脉管性疾病介入手术时应对肺、胃、乳腺、甲状腺等敏感器官着重保护，在进行躯干脉管性疾病介入手术时，应对肺、胃、乳腺、结肠、性腺、甲状腺等敏感器官进行保护，在进行下肢脉管性疾病介入手术时，可使用铅橡胶方巾对患儿的性腺包裹进行保护。

由表3可以看出头面部脉管性疾病介入手术的有效剂量为12.88～73.12 mSv、躯干脉管性疾病介入手术的有效剂量为12.39～31.21 mSv。王美娇等^[14]使用5岁模体测量在头部、胸部CT扫描条件下的有效剂量为0.63、6.85 mSv。Fujii等^[15]在心脏CT检查中评估了婴儿的有效剂量为1.4～6.3 mSv。儿童头面部和躯干脉管性疾病介入手术比儿童CT放射检查的有效剂量高2～120倍。因此在进行儿童头面部和躯干脉管性疾病介入诊疗时，应加强介入医师对患儿的防护意识。

表3高剂量组在透视时间均为10 min时，得出模拟头面部、躯干、下肢3种脉管性疾病介入手术的有效剂量分别为73.12、134.6、14.85 mSv。有效剂量由大到小排序为：躯干脉管性疾病大于头面部脉管性疾病大于下肢脉管性疾病。表4给出了模拟儿童不同部位脉管性疾病介入手术条件下DAP到有效剂量的转换系数的平均值，分别是2.16、3.04、0.73。Kawasaki^[16]的研究中1岁儿童在前后位和侧位心导管血管造影中DAP到有效剂量的转化系数为1.4和2.7。而有关于儿童脉管性疾病介入手术患者DAP到有效剂量的转化系数的数据很少报道，这为介入诊疗过程中对儿童受照剂量进行评估提供实用手段，并为相应医疗照射指导水平提供参考。3种脉管性疾病DAP到有效剂量（E）的转换系数由大到小排序为：躯干脉管性疾病、头面部脉管性疾病、下肢脉管性疾病。分析原因是由于头面部脉管性疾病介入手术是从股动脉穿刺，在DSA透视模式下依次经过腹主动脉、胸主动脉、到达颈外动脉，照射野包括全导管头端及头部；躯干脉管性疾病介入手术是从股动脉穿刺，在DSA透视模式下依次经过胸主动脉、升主动脉，照射野包括全主动脉和胸腹部。ICRP文件推荐的组织权重因数中所占权重较大的肺、胃、结肠、乳腺、红骨髓（颅骨、胸骨、肋骨、肩胛骨、下颌骨、锁骨、脊柱）等器官均位于头面部和躯干脉管性疾病介入手术的照射野内，且集中于胸腹部，因此在模拟躯干脉管性疾病介入手术时患儿易受到较高的曝光，头面部脉管性疾病次之。而下肢脉管性疾病介入手术是从股动脉穿刺，在DSA透视模式下到达髂总动脉，其照射野为全导管头端及下肢，其照射野内主要包括部分红骨髓（股骨、胫骨、骨盆），而肺、胃、结肠、乳腺等器官仅受到散射线的照射，受到的辐射小于头面部脉管性疾病和躯干脉管性疾病介入手术。因此算出的3种脉管性疾病DAP到有效剂量（E）的转换系数由大到小排序为：躯干脉管性疾病、头面部脉管性疾病、下肢脉管性疾病。