2. 首都医科大学宣武医院
随着辐射防护在医疗实践的不断推进, 现在大部份X射线设备都成为隔室操作, 工作人员的医疗照射水平相对以前很低, 基于上为本底水平。但是随着介入放射学的迅速发展, 医生的职业照射的防护又被重视起来, 现在, 介入放射学的防护问题已成为其发展的瓶颈。目前我国大陆有29个省份能开展介入放射学; 仅从事冠心病介入治疗的医院已达近200家; 各地装备用于介入放射学的大型数字化X射线机已逾2000多台[1]。如何在满足诊疗影像质量的同时, 有效控制辐射危害成为介入放射学发展中的一个亟待解决的重要问题。不仅国内, 国际上也有大量关于介入放射学中, 施行不当导致患者以及工作人员过量受照引发辐射损伤的案例[2]。本课题以施行较多且所致辐射剂量较大的经皮穿刺腔内冠状动脉成形术(PTCA)及冠状动脉血管造影术(CA)为典型, 具体运用辐射防护最优化原理, 研究医生进行治疗或诊断时所受照的剂量, 并对其有效剂量进行估算。
1 材料与方法 1.1 设备与仪器设备为西门子AXIOM Artis型血管造影及介入治疗系统。管球为床下管数字平板在床上, 标准滤过为3 mmAl, 焦点到影像增强器的最大距离为120 cm。床边为铅帘屏蔽, 上方有悬挂式铅屏风进行屏蔽。
对医生职业照射剂量通过佩戴TLD个人剂量计来测量。采用中国军事医学科学院BR2000D-Ⅲ型热释光剂量读出器及热释光剂量片, 经北京市计量科学研究院进行标定, 在95%的置信区间, 不确定度为6.4%。
通过FJ347X、γ射线剂量率巡测仪对操作间剂量率进行实时测量。
1.2 测试对象将手术医生分为第一术者与第二术者, 第一术者为距离管球最近, 在手术中负有主要责任; 第二术者为辅助者, 一般站在第一术者远离管球的一侧。另外本实验还对手术室中的技师与护士进行了剂量测量。
1.3 测试方法分别在第一术者与第二术者每人身上分别佩戴了10个TLD, 谁上台手术, 则给谁佩戴, 一定病例数后对剂量计进行测量, 将测量值除以观测病例数, 就可以得到医生平均一次手术各个部位的受照剂量。通过有效剂量计算模型, 就可以得到医生全身的有效剂量, 再乘以其一定周期内的手术例数, 就可以得到其周期内的有效剂量。结果与我国的剂量限值进行比较。
TLD的佩戴部位分别在前额处, 眼镜的左侧、脖子左侧铅脖套内、外部, 左肩, 胸部铅围裙内侧与外侧, 左手, 左膝关节处及左脚。每次术者一般为两人, 两人都在床的同一侧, 由可移动的安装在天花顶上的铅防护屏, 及床边的铅帘进行屏蔽防护。
手术室中的技师与护士每人只在胸前佩戴一个剂量计, 佩戴时间为整个实验过程。
在CA检查时, 宣武医院有时让年轻低职称的人为第一术者, 如果需要进行PTCA, 则将第一术者换成年资较高的高级职称医生。由于心脏手术是一风险较高的手术, 在测量过程中不能形成对医生的干扰, 而更换两者的TLD剂量计不仅耗时, 而且不便(还需解开消毒衣), 因此会造成用于第二术者的TLD受到第一术者位置的照射及用于第一术者的TLD受到第二术者位置的照射。另外手术过程中第一术者与第二术者的换位, 也会对测量结果有一定的影响。
2 结果 2.1 TLD测量结果第一术者与第二术者分别佩戴10个TLD(每个里面有两个元件), 共进行了37例手术, 测量结果见表 1, 技师与护士的剂量计读数为本底水平。
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表 1 医生剂量测量数据表 |
以剂量计佩戴在术者身体高度为纵坐标, 单例手术的剂量值为横坐标绘图, 可分别得到医生不同身高处的剂量分布, 分别见图 1, 图 2。
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图 1 第一术者不同身高处单例手术的剂量分布 |
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图 2 第二术者不同身高处单例手术的剂量分布 |
由于进行介入实践的工作人员, 基本上都有一定的个人防护。因此测定其有效剂量就变得复杂困难。尤其是通过单一剂量计测量, 就变得更不可能。因此多剂量计测量方法就应运而生。也就在工作人员身上放置多个剂量计的方法。一般地, 一部分在铅防护用品内, 一部分在外面。其中采用两个剂量计进行估计的研究较多, 最为流行的是由J. R. Gill[3], E. W. Webster[4], 及L. T. Niklason[5]提出的计算方法。
J. R. Gill是最早提出用双剂量计的方法, 他提出了一个计算有效剂量当量(EDE)的公式:
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(1) |
其中, HU与HO分别为围裙下与围裙上的剂量当量。
1989年E. W. Webster提出了采用剂量权重的方法, 他的计算公式为:
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(2) |
式中字符意义同上。
最近L. T. Niklason在1994年提出一个新的估算全身有效剂量的数学模式, 即使用铅围裙内剂量作为躯干部位剂量, 加上头颈部不同防护下的体表剂量和四肢体表剂量, 根据ICRP第60号出版物推荐的主要器官或组织的分布情况和ICRP第23号出版物推荐的红骨髓、皮肤、骨表面百分构成及器官剂量表、深部剂量图来估算全身有效剂量。在估算中, 鉴于部分介入放射学工作者未坚持使用铅围脖, 对佩戴或不经常佩戴的这两种情形所造成的不同的甲状腺、红骨髓、皮肤和骨表面剂量进行对比, 结果是, 未使用铅围脖可使年有效剂量增加115.7%。他考虑了一般工作人员会佩戴铅围裙, 但有可能不使用铅围脖, 这比较符合实际情况, 因此较为受到认可, 其计算公式分为两种情况。
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(3) |
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(4) |
笔者采用L. T. Niklason方法进行计算, 同时宣武医院的医生对个人防护很重视, 每次都戴有铅围脖, 因此按公式(4)计算。结果见表 2。
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表 2 工作人员剂量估算(μSv) |
Padovani et al[6]在2001年提出一个使用一个剂量计进行估算的方法, 相对来说要更为简单一些。
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(5) |
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(6) |
Do为在领子处或围裙处测量的剂量值。结果与L. T. Niklason的方法相差不多, 也是一种简单可行的估算方法, 但相对要粗略一些。
2.4 工作人员年剂量限值与手术限值及患致命癌症概率的估计因此按我国电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002中在附录B1.1职业照射中规定的年剂量限值20mSv计算, 宣武医院以心介入医生第一术者每天最多可以20例手术。一般是远远小于这个数目的。由此可见宣武医院医生个人防护很好。
通过与ICRP在60号出版物中给出了随机效应的标称概率系数(单位有效剂量的概率)4.0×10-2 Sv-1相乘, 就能得第一术者与第二者术患致命癌症的概率, 3.5×10-8与4.9×10-9, 也就是有1亿个第一术者, 因一次职业照射患致命癌症的为25人; 有1亿个第二术者, 因一次职业照射患致命癌症的为5人。按工作时间20 a计, 每年有效剂量为3.5 mSv, 则概率为2.8×10-4。也就是每一万名介入放射医生, 会因职业照射患致命癌症的人数为3个。
2.5 与国外研究结果的比较经过资料查询及整理, 与国外医生进行介入心脏手术时的剂量进行比较, 结果见表 3, 表 4, 表 5及图 3。
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表 3 与希腊雅典大学(University of Athens)的研究结果比较 |
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表 4 与欧美五国[7]就第一术者每例手术平均足部剂量与肩部剂量比较 |
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表 5 与其他研究者结果比较 |
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图 3 六国医生进行介入心脏手术时肩、足剂量比较 |
(1) 操作室的防护效果测量。
(2) 在铅防护窗内与外(2 mm Pb当量), 及铅防护门(2 mm Pb当量)内与分别放置TLD元件, 测量操作间固有屏蔽的效果。其测量结果见表 6:
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表 6 环境剂量测量结果 |
(3) 设备自带铅屏风防护效果测量。通过FJ347X、γ射线剂量率巡测仪实时测量介入设备自备铅屏的防护效果, 测试模体为30 cm水模, 照射条件及测试结果见表 7。
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表 7 实时监测第一术者位置有无铅屏时的空气比释动能率 |
(4) 医生个人用品屏蔽效果测量。医生个人用品一般为铅眼镜, 铅围脖与铅围裙, 这里只对铅围脖与铅围裙的屏蔽效果进行测量, 测量器件为TLD, 结果见表 8
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表 8 铅围脖与铅围裙的屏蔽效果 |
从图 1与图 2中可以看出, 医生的膝盖到性腺的部位剂量最大, 应当是辐射防护的重点。悬挂式铅屏风的防护功能很强, 射线衰减率为94.4%, 应在手术中注意使用。另外铅围脖的使用对降低医生有效剂量有很大贡献, 一些医生因为佩戴后不方便而不使用是不对的。
职业照射患致命癌症的危险度, 第一术者与第二术者分别为3.5×10-8与4.9×10-9。按工作时间20 a计, 第一术者每年有效剂量为3.5 mSv, 则概率为2.8×10-4。即每一万名介入放射医生, 会因职业照射患致命癌症的人数为3。
因此, 在现代设备及有经验的防护正确的操作者的条件下, 冠状血管介入术对于工作人员被认为是相当安全的。可是辐射防护最优化应被坚持不懈地贯彻在手术中。
| [1] |
郑钧正, 贺青华, 李述唐, 等. 我国电离辐射医学应用的基本现状[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2000, 20(增刊): 7-14. |
| [2] |
ICRP PUBLICATION 85.Pregamon.First edition 2000, 15-22.
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| [3] |
Gill, J.R.; Beaver, P.F., J.A.Dennis.The Practical Appli cation of ICRP Recommendations Regarding Dose Equivalent Lim its for Workers to Staff in Diagnostic X-ray Departments[M].5 th International Congress of the International Radiation Protection As sociation, Book of Papers 1: 15-18, 1980.
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Webster E W. " EDE for Exposure with Protective Aprons[J]. Health Phy s, 1989, 56: 568-569. |
| [5] |
Niklason L T, Marx M V, Chan H P. The Estimation of Effective Dose in Diagnostic Radiology with Two Dosimeters[J]. Health Phys, 1984, 67: 611-615. |
| [6] |
Padovani R, Foti C, Malisan M. 2001 staff dosimetry protocols in interventional radiology Radiat[J]. Prot.Dosim, 94: 193-196. DOI:10.1093/oxfordjournals.rpd.a006471 |
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Virginia Tsapaki, Sophia Kottou, Eliseo Vano, et al. Occupa tional dose constraints in interventional cardiology procedures:the DIMOND approach[J]. Med.Biol, 2004, 49: 997-1005. DOI:10.1088/0031-9155/49/6/010 |