近年来数字减影血管造影系统(DSA)在世界范围内广泛地应用于医学诊断和介入治疗手术中。在介入手术过程中, 医生必须在离患者很近的位置进行操作。由于患者的身体对射线发生散射, 可视为X线的二次放射源, 因此介入操作人员受到相当高的散射辐射。同时介入操作中长时间的荧光透视, 使医护人员有可能接受到潜在的高剂量辐射[1-3]。为此, 我们对不同操作者、不同类型手术中医生受到的照射剂量和防护设施的效果进行了调查。
1 材料与方法 1.1 研究对象对某省属三甲医院介入放射科心血管病介入手术的医生, 在采集动脉血管造影术(CA)、冠状经皮穿刺腔内冠状动脉成形术(PTCA)、冠状动脉支架植入术(PICAS)及起搏器植入术(PT)等操作过程中, 其不同器官受到的剂量进行了调查和估算。因为CA后经常继续PTCA或者PICAS, 而事先难以预料手术过程, 所以三种手术一起进行临床数据采集, 共24例; 4例PT手术; 总计28例手术。
1.2 仪器设备本研究中使用的DSA为荷兰飞利浦公司生产的PHILIPS ANGIO DIAGNOST5。此DSA拥有床下X射线球管机和床上影像增强器组成的C型臂。额定电压是120kV, 额定电流是800mA, 最大的电流时间乘积为30mAs。X射线球管机上只有一个3mm的铝制过滤片, 没有使用其他过滤材料。心血管造影手术中设定电压在60kV到70kV, 荧光电流为2mA。机器旁配有0.5mm铅当量的铅玻璃屏风, 手术床旁配有0.5mm铅当量的铅帘。
1.3 热释光剂量测量系统及其质量控制采用中国医学科学院放射医学研究所生产的LiF (Mg, Cu, P)热释光粉末剂量计(TLD)作为探测器。该探测器的最低探测限为1μGy, 线性探测范围为3μGy到10Gy, 探测结果的分散性低于5%。TLD读出器为北京核仪器厂生产的FJ-427A1型微机热释光剂量仪, 其测量条件为:预热温度140℃, 时间10s, 测量温度240℃, 测量时间10s。热释光退火炉为北京核仪器厂生产的, 型号:FJ- 411, 退火温度为240℃, 退火时间为10min, 测读值均扣除天然本底及机器本底。
1.4 医生体表受照剂量测量方法和有效剂量估算在手术开始前, 用医用胶布把TLD剂量计固定在铅衣和铅围脖内外两面甲状腺、胸部、左肺、肝部、腹部、性腺和左大腿处; 用橡皮筋把TLD元件固定在操作者的双手手腕上; 同时把胶布粘在手术帽上使剂量计悬挂至医生眉心位置, 用这些剂量计测量不同医生的甲状腺、胸部、性腺、手腕、眼晶体等部位在手术过程中的累积剂量。
有效剂量(E)表示身体不同器官受到不同程度的照射时, 对人体造成的总的随机性辐射损伤。
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式中ωT是组织(T)相关的权重因子, 依据组织随机性效应的辐射敏感性, 对其当量剂量进行修正; HT是组织(T)的当量剂量; ωR是能量R的辐射权重因子; DT.R是辐射R在组织T中产生的平均吸收剂量。
根据铅衣和铅围脖内外不同部位的测量结果, 分别估算有无个人辐射防护措施时的有效剂量。对于未加防护的眼晶体和双手, 则单独进行测量。
1.5 统计学处理使用SAS9.1医学统计软件, 对手术的荧光时间、各组织的有效剂量、眼晶体和双手的等效剂量的差异显著性进行检验。
2 结果 2.1 医生有效剂量调查中, 15个CA手术伴有后续手术PTCA或者PICAS。由于手术的复杂性和不可预见性, 很难将CA、PTCA及PICAS作为单独过程予以研究, 因此把上述手术过程分为一类, 共24例。其荧光透视时间为5.6~62.2min, 平均19.2min; 操作者每次手术的有效剂量为1.0~9.5μSv, 平均4.1 μSv; 从铅衣外的TLD探测器得到的测量数据表明, 在没有铅衣防护时, 24例手术的有效剂量为25.4~167.7μSv, 平均为52.2 μSv。在4个PT手术中, 荧光透视时间为3.5~28.9min, 平均14.1min; 操作者每次手术的有效剂量为3.6~11.2μSv, 平均5.5μSv; 没有铅衣防护时, 有效剂量范围为130.5~369.7μSv, 平均值为220.2μSv。
2.2 医生眼晶体及手的等效剂量调查中, 没有配备铅眼镜和铅手套。对CA、PTCA及PICAS系列手术, 眼晶体等效剂量范围为63.9~558μSv, 平均值为137μSv; 左手腕正面皮肤受照剂量范围41~1.91 × 103μGy, 平均值为245μGy; 左手腕背面皮肤受照剂量范围为72~1.78 × 103μGy, 平均值为229μGy; 右手腕正面皮肤受照剂量范围为32~571μGy, 平均值为107μGy; 右手腕背面皮肤受照剂量范围为17~322μGy, 平均值为58μGy。在PT手术中, 操作者每次手术中, 眼晶体有效剂量范围为113 ~482μSv, 平均值为210μSv; 左手腕正面皮肤受照剂量范围为262~461μGy, 平均值为353μGy; 左手腕背面皮肤受照剂量范围为86~856μGy, 平均值为385μGy; 右手腕正面皮肤受照剂量范围为256~1.25 × 103μGy, 平均值为538μGy; 右手腕背面皮肤受照剂量范围为135~394μGy, 平均值为219μGy。具体结果如表 1所示。
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表 1 操作者受剂的当量剂量 |
从表 1可以看出, PT组手术的平均荧光时间虽然短于CA组, 两组眼晶体的有效剂量没有大的区别, PT组左右手的等效剂量反而大于CA组。这些实验结果说明PT手术中, 操作人员单位时间内受到更高的辐射, 可能是由于操作者距离照射野更近, 有时甚至趴在照射野附近, 或是站立在没有防护措施的非工作区域操作, 因此应该重视并加强PT操作人员的辐射防护。
调查中, 每次心血管手术的平均剂量为4.3μSv, 范围为1.0~11.2μSv。低于其他学者的调查结果23μSv[3]、70μSv[4]、25μSv[5]。如果医生每年施行100个手术, 那么累积的有效剂量可能达到3.4mSv, 虽然低于职业人员的年剂量限值20mSv, 但略高于一些文献[6, 7]的报道。另外, 根据铅衣里外两面的剂量计测量结果, 可以推算出, 如果没有铅衣防护, 操作人员一次手术的有效剂量范围为25.4~370μSv, 平均:76.2μSv, 是有铅衣防护时的18倍。一次手术眼晶体的等效剂量范围为64~ 558μSv, 平均为148μSv; 而手的等效剂量范围为17~1.9E+ 3μSv, 平均190μSv, 本研究结果均低于一些报导[2, 5]。如果一年施行100个手术, 操作人员的眼晶体和手的等效剂量分别为14.8μSv和19μSv, 小于相应的年剂量限值150mSv和500mSv。由于没有手指测量元件, 手的剂量是通过手腕测得的, 可能会低估双手受到的辐射剂量。
与已有的报道结果[8]相同, 医护人员在桡动脉穿刺操作中, 受到的职业照射比股动脉方式更高。因为桡动脉穿刺比股动脉穿刺距离照射野更近, 操作过程更为不便。为保障操作人员的身体健康, 建议进行股动脉穿刺方式。
值得关注的是, 在两次手术中, 操作人员努力尝试施行PTCA和PICAS, 因种种原因最后放弃了手术, 增加了荧光透视和照相时间, 病人和医生都受到了没有意义的照射。所以操作人员熟练的医术技能, 也是降低职业人员受照剂量的必要条件。
在我们的临床调查中, 一位医生因其铅衣腹部破损, 防护效率只有59%;另一位医生使用的铅围脖起皱干裂, 防护效率只有72%。因此, 保证医护人员防护器具的防护效率, 对于有效降低职业照射水平也是十分关键的。铅衣和铅围脖是介入操作人员最重要的辐射防护器具[9], 应尽可能佩戴齐全。还应配备铅眼镜和铅手套, DSA手术床两侧都应当装备复合铅帘, 悬挂铅屏风[2, 10]。
本研究结果表明, 在手术过程中尽可能地减少荧光照射时间, 选择股动脉穿刺方式, 小照射野, 这些措施可以在一定程度上降低职业照射。另一方面, 加强操作人员的辐射防护管理、使用更为先进的荧光透视设备, 也是降低职业照射的重要因素。
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