近年来, 我国心脑血管介入手术呈指数级增长。X射线透视下的介入诊疗成为心脑血管疾病诊疗领域新的发展方向, 成为目前多数心脑血管疾病诊治过程中不可缺少的工具。随着介入诊疗中X射线的应用越来越多, 放射相关损伤发生率大幅度升高。如何最大程度减少介入术中医护人员及患者的辐射损害, 已经到了需要急切关注的程度。为此, 笔者查阅文献, 对于心脑血管介入术中X射线辐射损害, 以及如何在保证介入影像质量的前提下最大程度避免X射线损害等问题作一综述。

1 心脑血管介入术中X射线辐射的危害效应 1.1 确定性效应和随机性效应^[1]

① 确定性效应:即一定会出现的效应, 主要包括皮肤及眼睛损伤(如白内障)。其严重程度随吸收剂量而改变。国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection, ICRP) 2000年第85号出版物^[2]指出:急性照射剂量达2 Gy可造成红斑狼疮和白内障, 7 Gy可造成脱发, 12 Gy可造成迟发性皮肤坏死; 晶状体辐射在3月内达4 Gy或者3个月以上达到5. 5 Gy时可导致白内障。流行病学调查显示放射工作者晶状体混浊发生率为30. 43% ~ 90. 64%。②随机性效应:主要是致癌和遗传效应, 可能与剂量有关, 没有阈值。任何器官接受辐射均可能致癌, 皮肤和甲状腺是主要的随机性效应器官^[1]。陈保成^[3]等对介入医师接受辐射剂量的统计数据表明:眼晶体接受X射线辐射剂量为290. 9 μGy /h, 甲状腺338. 8 μGy /h, 肺385. 5 μGy / h, 性腺168. 7 μGy /h, 以甲状腺受照剂量最大, 眼晶体其次。

1.2 辐射危害效应引起血液学改变

主要表现为白细胞总数异常检出率、染色体畸变率、微核细胞率增高。对介入医师血液学变化研究结果表明^[4], 介入医师群体白细胞总数、血小板计数低于正常, 淋巴细胞比值高于正常, 细胞免疫T细胞亚群明显低于对照组, 免疫复合物含量升高, 提示介入医师免疫功能受到一定影响。

2 辐射剂量监测

最高皮肤剂量(peak skin dose, PSD)是目前评价辐射效应的常用指标, 但因测量困难及准确度不高未被广泛应用。ICRP 2000指出^[2] : PSD高剂量是指引起数百mGy剂量的操作, 中剂量是指引起数十mGy剂量的操作, 低剂量是指引起低于10 mGy剂量的操作。其中, 高剂量被认为是引起确定性效应的剂量, 需引起介入人员的重视。

3 国内外心脑血管疾病介入辐射剂量统计数据 3.1 介入操作中患者辐射剂量统计

Pukkila等研究报告指出^[5], 数字减影血管造影(DSA)术中患者最大辐射剂量可达430 mGy, 脑血管造影患者的最高照射剂量可达1 400 mGy。美国Mooney^[6]等人在对颅内动静脉畸形的患者栓塞治疗时, 检测皮肤剂量最高达4. 6 Gy。国内陈忠伟^[7]等统计, 接受起搏器植入术的患者平均辐射剂量为1. 23 mGy /次, 冠脉支架植入术2. 82 mGy /次; 冠脉造影及球囊扩张、支架植入的辐射剂量平均为19. 89 mGy /次, 受辐射剂量最高部位为甲状腺, 其平均剂量为49. 66 mGy /次。

3.2 介入医师辐射剂量统计

国内关于介入放射工作者受照剂量的研究较少。庞新新等研究发现:主刀医师行冠脉造影术受照剂量为0. 007 ~ 0. 039 mGy /次, 支架术为0. 024 ~ 0. 096 mGy /次, 射频术为0. 008 ~ 0. 085 mGy /次, 进一步对受照高剂量组研究提示, 正常高剂量组眼部受照剂量可达0. 016 ~ 0. 045 mGy /次, 手部达0. 038 ~ 0. 072 mGy /次, 高剂量组眼部受照剂量可达0. 178 ~ 0. 200 mGy /次, 手部达0. 190 ~ 0. 240 mGy /次^[8]。刘智慧等医师对心内科主要术者连续五年动态监测辐射年累积剂量进行研究, 并对照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB 18871 - 2002中放射工作人员年有效剂量低于20 mSv /a, 发现仅40%的介入主刀医师低于这一标准^[9]。

4 如何减少医护人员的辐射暴露 4.1 辐射专业知识培训

参与介入手术的医护人员需定期参加放射防护等知识培训, 熟悉掌握X射线工作原理、对机体产生辐射损伤机制及辐射危害。美国食品药品安全局(Food and Drug Administration, FDA)、世界卫生组织(World Health Organisation, WHO)、国际辐射保护委员会(International Commission on Radiological Protection, ICRP)、国际原子能机构曾联合发表声明, 呼吁广大介入医师最大程度避免X射线辐射带来的不可逆损伤^[10-14]。

4.2 介入术中尽可能做到以下几点^[15]

第一, 尽可能瞄准目标。当辐射状态稳定时, 投照面积减少时, X射线散射剂量相应同比例减少。第二, 远离C臂机的X射线管。第三, 与操作台保持适当的距离。当距离增加一倍, 散射剂量减少至1 /4左右。第四, 注意使用防护措施。X射线管散射出的射线遇物质将会发生衰减, 因此, 建议操作者重视使用防护措施。大量研究表明辐射防护能有效降低机体接受X射线辐射剂量水平, 辐射防护效果非常明显。李萍^[16]用热释光剂量仪对工作人员穿戴的防护衣内外剂量检测表明:胸部防护衣内为16 μGy, 防护衣外为1 115 μGy; 腹部防护衣内16 μGy, 防护衣外为138 μGy。刘智慧等研究表明, 铅衣阻挡射线的遮挡率为50% ~ 60%^[9]。因此, 注重辐射防护非常必要。经证实有防护作用的有:铅围裙、移动式铅屏风、悬吊式铅玻璃板、铅制防护眼镜、铅帽、床侧铅帘等。第五, 尽可能移近监测屏幕。理想的距离为1 m左右。

5 如何减少参与介入手术患者的辐射暴露

介入放射学使患者同时受到很大剂量照射。虽然患者接受介入辐射的频率较低, 但每次受到辐射剂量均很高, 需要引起介入医师重视。

5.1 选择正确的手术方案

术者应在术前制定手术策略、全面评估患者身体情况(如术前进行Allen试验等), 术中使用尽可能低的剂量获取理想图像、使用透视循环功能(Fluoro Loop或Store Fluoro)、使用低剂量三维显像方案(如结合Carto系统、Ensite系统等)。

5.2 减少使用脚踏开关时间

研究证实, 皮肤辐射剂量随着连续使用脚踏开关时间的缩短而成比例降低, 辐射剂量面积乘积(Dose area product, DAP)成比例减小。建议根据投照需要, 采取脚踏式间歇透视方法。

5.3 使用较低的图像帧速率(frame rate)和脉冲透视(pulsed fluoroscopy)

皮肤辐射剂量随帧速率降低而成比例降低, 帧速率设为7. 5 fps时的皮肤辐射剂量和DAP是15 fps时的2倍; 此外缩短荧光透视时间或使用脉冲透视可大大降低剂量^[17]。

5.4 调节照射野, 尽可能选择"小窗口"透视

透视窗大小与皮肤辐射剂量呈反比。

5.5 尽可能采用较低的SID值

SID, 即Source image distance, 是指X射线管至接收器的距离。辐射的二次方程法则(Quatratic Law)指出, 介入参考点(Interventional Reference Point, IRP)处辐射剂量与SID成正比。SID由120 cm降低至105 cm时, 皮肤辐射剂量减少约24%左右。

5.6 对体重小于20 kg的儿童

根据"气隙技术" (Air Gap Technique)原则, 建议移除防散射滤线栅(anti - scatter grid, 是放置于影像接收器之前, 以减少射线在影像接收器上的散射辐射, 从而改善X射线影像对比度的一种装置)。当照射野较小或对图像质量要求不高时可去除滤线栅。

5.7 使用尽可能小的投照角度

射线经过患者体内路径增加3 cm, 射线剂量成倍增加, 小角度照射可带来更短的体内路径, 继而使得皮肤辐射剂量更低。

6 介入医生必须尽量缩短透视时间

避免局部皮肤长时间曝光; 避免照射厚组织等等。这些措施均能最大程度减少X射线辐射引起的机体损害^[18]。

目前, 大部分介入医师均对于X射线辐射的认识水平较浅, 辐射防护意识不强, 这与从事介入工作的人员大部分为临床医生而非放射专业人员有关。笔者希望通过本文呼吁广大介入工作者重视介入辐射与有效防护, 进一步规范造作, 熟练操作技能, 缩短曝光时间, 减少不必要的辐射。

志谢: 文中部分数据德国西门子股份有限公司提供, 感谢澳大利亚韦斯特米德儿童医院介入放射科(Westmead Children’s hospital) David Lord主任提供的图片和德国西门子股份有限公司所作的工作。