目前医源性X射线约占公众接受人工电离辐射的90%以上, 介入放射学是在X射线指导下以微创技术进行诊断和治疗的新兴学科, 特别是血管途径介入放射诊治具有透视时间长、摄影帧数多等特点, 患者可能受到一次性较大剂量或超剂量的照射。脑血管造影和脑血管栓塞治疗对患者的辐射作用, 国内研究甚少, 笔者回顾性分析100例接受头部介入诊治患者的剂量资料, 探讨减少患者受照辐射的方法。

1 材料和方法

(1) 机器:数字减影血管造影机Angiostar-Plus(Siemens, Germany), 随机配置穿透电离室型剂量测量系统(Diamentor K1 and Diamentor ED), 其数据记录包括:剂量面积乘积(DAP, cGycm²)和入射表面剂量(ESD, mGy) [总cGycm²、总mGy、摄片cGycm²、摄片mGy]、透视时间(min)、摄片次数、摄片帧数, 以及摄影仟伏、毫安与脉宽等参数。总剂量减摄影剂量得到透视剂量。

(2) 回顾性分析2002年100例脑部病变患者, 经Seldinger' s技术股动脉径路脑血管造影诊断和介入栓塞治疗患者的剂量资料。其中男62例、女38例, 年龄(45.81±17.80)岁(12 ~ 79岁)。DSA方式造影, 摄影1 ~ 6帧s, 常规正侧位造影, 必要时行汤氏位与斜位造影, 透视为30脉冲s。机器自动调节X射线管电压、管电流和脉宽。透视剂量全部数据资料完整, 摄影资料9例缺失透视mGy与总mGy数据。脑血管造影诊断68例、脑血管栓塞治疗32例, 常规采用9″影像增强管。

(3) 根据Monte-Carlo转换因子估算有效剂量(ED, mSv), 头部剂量面积乘积(DAP)值(Gycm²)与ED(mSv)之间的转换系数为0.1。

(4) 观察指标为cGycm²、mGy, 统计学分析采用SPSS 10.0 for windows软件, 进行方差分析(ANOVA), P < 0.05为有统计学意义。

2 结果

(1) 100例脑血管介入诊治全部技术成功, 临床无特殊并发症。

(2) 100例介入诊治患者辐射总体分析数据, 见(表 1)。

(3) 根据诊治方法将表 1资料分为造影诊断组与栓塞治疗组, 两组剂量与透视时间及摄影帧数见表 2。

(4) 经方差分析(one-way ANOVA), 栓塞组的cGycm²、mGy、mSv、透视时间、摄影帧数、摄影序列数等项均值都大于单纯造影组, 其差异都具有非常显著性(P=0.000)。每分钟透视剂量与每帧摄影剂量(cGycm²与mGy), 两组之间差异无显著性(P >0.05)。透视mSv(2.24±2.57)项中的造影组(1.32±0.95)与栓塞组(4.20±3.65)之间, 摄影mSv(9.66±5.94)项中的造影组(7.92±3.44)与栓塞组(13.35±8.15)之间, 其差异都有显著性(P < 0.01)。摄影DAP(mSv)透视DAP(mSv)的比值均为7.52±6.44, 摄影mGy透视mGy的比值为6.14±4.72;其中造影诊断组的比值分别为8.84±7.05, 7.52±4.88, 栓塞治疗组分别为4.73±3.60, 3.05±2.29。

3 讨论

(1) 介入神经放射学(interventional neuroradiology, IVNR), 以微创技术对脑血管性病变进行诊断和治疗。采用Seldinger技术进行全脑血管数字减影血管造影的诊断价值及对介入治疗指导作用是其他影像学所不能替代的, 依然是诊断脑血管疾病的金标准, 而血管内介入治疗则使复杂的高危险性的神经外科手术变得微创而更安全更有效^[1]。在脑血管IVNR过程中, 患者受到X射线的直接辐射, 有文献报道脑血管造影术患者有效剂量在2.7 ~ 23 mSv之间, 最高可达1 400 mSv。贾明轩等^[2]报告23例脑血管DSA检查, 所受的平均DAP值为50.4 Gycm²。Johnson等^[3]分析6家407例脑血管造影DAP均值为39.4 ~ 82.8 Gycm², 其中三家报告ESD均值为150 ~ 230 mGy; 4家72例脑血管栓塞, DAP均值为81~ 129 Gycm²。本组病例脑血管造影者的DAP、ESD、ED的均值分别为92.6 Gy cm²、741 mGy、10.01 mSv, 脑血管栓塞者的剂量均值分别为175.6 Gy cm²、1 496 mGy、18.06mSv。根据国际电离辐射防护与辐射源安全基本标准(IBSS)推荐的成年患者放射诊断指导水平^[4], 一次头颅正侧位X射线摄影的入射表面剂量分别为5.0 mGy, 一次CT头颅多层扫描为50 mGy, 本组91例患者的入射剂量均值为(973±682)mGy, 一次脑血管介入诊治相当于作了97.3±68.2次正侧位头颅摄影, 相当于作了二次CT扫描。虽然不同研究者的报告互有差异, 但其结果都显示患者在IVNR过程中受到了大剂量的X射线辐射, 有降低患者辐射的必要。尽管有学者认为^[5], 神经介入放射诊治时由辐射产生的确定性效应和随机性效应的发生率很低, 但是常有文献报道病人由此而发生某些确定性效应的辐射损害^{[6, 7]}。Berthelsen报道^[8], 在脑动静脉畸形介入栓塞术中, 病人所受辐射有效剂量当量H E为6 ~ 23 mSv、介入医师为10 ~ 26 mSv、助手为3 ~ 24 mSv、麻醉护士为13 ~ 86 mSv。其结果提示, IVNR时减少对患者的辐射剂量, 也就是对医师自身最好的防护措施。

(2) IVNR手术是一个复杂的过程, 其X射线照射的部位、大小、体位都在不断的变化之中, 现代DSA机的曝光条件也处在不断的自动调节过程中, 要准确测量病人的辐射剂量是相当困难的。利用DSA机所配置的剂量监测系统, 在线分析DAP和ESD, 并根据Monte-Carlo转换因子计算得出估算有效剂量, 使介入诊治的X射线辐射监测简便可行^{[9, 10]}。Ropolo等^[11]采用转换因子从DAP到ED有良好的相关性(相关系数r =0.99), Gkanatsios报告^[12]在线剂量参数与实测误差小于5%。根据DSA机器在线剂量资料进行分析, 得到患者剂量面积乘积、估算有效剂量和入射表面剂量, 并将之分解为透视剂量和摄影剂量两部分, 使手术医师对患者所受辐射状况有一个清楚的了解, 并为如何有效减少介入诊治中的辐射剂量提供了充分的依据。

(3) 患者在介入诊治中所受的辐射来源于透视和摄影, 透视时间越长、摄影帧数越多, 患者所受的辐射就会越大。本研究资料显示, IVNR手术, 所需透视时间长、摄影序列与摄影帧数多。虽然两组的每分钟透视剂量和每帧摄影剂量并无显著性差异, 但栓塞治疗所用的透视时间和摄影序列与摄影总帧数的均值都明显大于诊断性造影, 因而治疗组患者所受辐射剂量也明显大于诊断组。分析透视与摄影对剂量的贡献, Gkanatsios报告^[10]一组149例患者IVNR诊治, 其摄影对总剂量的贡献率为66 %。本组病例在IVNR过程中, DAP(ED)、ESD总体摄影透视比值的中位数分别为5.74、4.98, 换言之, 摄影对总剂量的贡献约为透视的5倍。透视所需时间与技师水平、手术难度系数、所用介入器材等多因素有关, 很难从总量上加以精确人为控制; 而摄影总帧数则不同, 在很大程度上受到手术医师和放射技术主观设置的影响。Rafael等^[13]分析318例15种介入手术传统法和DSA法的病人辐射剂量, 非血管途径两种成像方法的病人剂量值无显著性差异, DSA法的血管途径介入病人剂量和传统法相比有显著性差异, 差异的主要原因是DSA法的摄影帧数远远超过传统法有限的摄影帧数。Mooney^[6]曾研究有效透视时间与最大皮肤剂量的关系, 用数学模型表示为: Y(最大皮肤剂量)=0.0246 x(有效透视时间)。由于患者所受剂量是由透视与摄影共同产生的, 单用透视时间来描述是不准确不全面的。我们对本组资料进行多元回归分析, 得到方程: ∑ cGycm² = 17.537±0.995 FcGycm² +1.001 RcGy cm², ∑ cGycm² =328 7 + 70.56 Ftime +17.80 ∑ Rframe, 反映出总辐射剂量与透视和摄影之间的线性数学关系, 上述各偏回归系数经t检验, 都有显著性意义(P < 0.001)。本组资料显示, 在IVNR辐射剂量组成中, 摄影所占比率数倍于透视, 无论造影诊断抑或栓塞治疗都是如此。介入医师与放射技师在每次介入手术前, 精心制订摄影计划(摄影序列数, 摄影程序), 在不影响诊断与指导介入治疗的前提下, 尽可能减少摄影总帧数, 是降低患者辐射剂量最有效的方法。DSA法采用脉冲透视, 一般为25 ~ 30脉冲s, 减少单位时间脉冲数(如将25脉冲s降至12.5脉冲s或7.5脉冲s)实际上就是缩短了有效透视时间, 从而降低透视剂量, 也是减少介入诊治患者X射线辐射的有效方法之一。

我们认为, IVNR给患者带来的X射线辐射应当受到介入放射医师的高度重视, 利用现代数字减影血管造影机的在线剂量分析能为介入诊治提供可靠有效而简便的辐射监测, DSA法介入诊治过程中摄影对剂量的贡献远大于透视, 减少摄影总帧数是降低患者辐射最有效的方法。