介入放射学(interventional radiology)是在X射线透视或CT影像系统引导、定位、监控和记录下, 经皮穿刺或通过人体固有孔道将特制的导管或器械插至病变部位, 对各种疾病进行侵入性诊断或微创治疗操作的一系列技术^[1-3]。与开放性手术相比, 介入程序具有费用低廉、微创、很少需要全身麻醉、术后疼痛较轻、恢复快、无需住院或住院时间短等众多优势, 导致公众和医院对介入放射学程序的需求激增。从1960年代后期开始, 介入放射学在全球得到日益广泛的应用, 程序种类、应用范围、设备数量和诊疗频率都在迅速增长^{[1, 3-4]}。

由于介入手术一般操作时间较长、曝光量大、需在X射线引导下进行操作, 患者所受的剂量较大, 很多患者在术前也未被告知辐射风险, 当接受复杂的介入操作, 其受照剂量可能导致放射损伤, 而儿童或较年轻患者将来罹患癌症的危险也有所增加, 因此对介入放射手术中患者剂量的控制就愈显重要。本文主要讨论X射线透视引导介入操作(fluoroscopically guided interventions, FGI)的患者辐射防护, 分析了介入放射学中术前规划准备和术中的剂量控制措施, 以减少患者受照剂量, 为降低介入放射学手术中患者吸收剂量提供参考性建议。

1 术前规划准备 1.1 知情同意

在术前, 介入医师应向患者(或其代理人)提供足够的有关其所要进行的介入程序的全部信息。应将介入程序相关的辐射危险(尤其是在预期辐射剂量可能较高的情况下)作为患者知情同意的一部分内容与患者进行讨论交流(例如:电离辐射危害效应通常是延迟出现的, 多次介入操作辐射效应可以叠加, 时间间隔较短会更严重)^[1-2]。可能产生较高辐射剂量的程序见文献[1]的附录A。

介入医师应具备丰富的放射生物学知识, 有能力与患者进行辐射风险的信息沟通^[3]。介入医师应把医患双方对辐射风险进行交流讨论和患者对辐射风险的理解等内容详细记录在患者的病历中。患者如果同意接受介入程序, 应签署辐射危险知情同意书, 知情同意书的内容包括文献[5]的内容。

1.2 诊疗方案规划

介入医师应审阅患者以前所做过的相关影像检查, 尽量查阅其原始影像。术前的医学影像检查, 建议使用非介入的断层成像方式。使用CT时, 应注意减少诊断检查的剂量, 从而减少患者的总辐射剂量^[5]。

诊疗方案应包括患者的皮肤剂量的有关内容, 综合考虑包括检查的部位、观察的次数或每次透视的时间; 防散射滤线栅的使用; 动态成像中相应的影像存储技术(例如每秒帧数)等因素, 减少患者的辐射剂量。诊疗时患者不同体位的皮肤入射剂量差异很大, 在便于手术的情况下, 设计诊疗方案时应考虑患者体位对其皮肤入射剂量的影响, 尽量避免侧位或斜位投照。

在照射野内的乳腺组织将增加成像部位的厚度, 导致曝光参数(kV, mA)和射束强度的增加, 因此, 应避免将乳房作为X射线束的入射点。出射束的强度仅约为入射束强度的1%, 因此, 在可行且不干扰临床目的时, 选择后前向投照而非前后向投照, 有助于减少胸部介入程序中乳房皮肤损伤的概率。

肥胖患者辐射诱发皮肤损伤的风险较高, 这是因为辐射穿透其身体的能力较差和距离X射线源的距离较近所致。肥胖患者入射皮肤位点的吸收剂量可达非肥胖患者的10倍。已报道的FGI程序诱发的皮肤损伤病例中, 绝大多数是肥胖患者, 有可能通过升高诊疗床和非等中心成像来降低剂量。对于肥胖患者也经常需要作出其他的程序性调整来降低剂量^[2]。

在制定当前的临床诊疗方案时, 应将患者以前接受的辐射照射(包括放射治疗)考虑在内。介入医师应尽可能了解病人是否已接受过介入诊疗操作, 包括术者情况, 透视、影像采集、部位以及大概的皮肤剂量等内容^[3]。如果先前的程序已导致很高的皮肤剂量(PSD), 则应在后续程序规划时考虑作出必要的策略调整, 尽可能减少皮肤剂量。如果程序是重复进行的, 在临床情况允许的情况下, 可以考虑适当延长程序之间的时间间隔。皮肤受照后, DNA修复过程基本上在1天内完成; 视辐射剂量不同, 需要几个月的时间完成再增殖过程^[2]。

对儿童患者进行介入诊疗时, 应注意非诊疗部位的防护, 特别应加强对性腺、眼晶状体、甲状腺、乳腺及儿童骨骺等辐射敏感器官的防护。准直是减少与成像任务无关剂量的最佳方法。在有无菌操作要求的手术室使用患者屏蔽存在一定困难, 有人认为使用患者屏蔽可能会实际上增加患者体内的反散射, 而且不适当的屏蔽会干扰自动曝光控制(AEC)系统, 因此, 通常不建议对患者提供屏蔽防护。但是, 由于屏蔽会导致患者体内反散射增加的证据不清, 如果患者或其家属要求, 在不会干扰操作的前提下, 可以为其提供屏蔽^[8]。

术前应当指定专人(技师、护士或其他人员)负责密切监控术中辐射剂量监测仪表的累积读数, 并在达到首次通知或后续通知水平(见下文)时立即通知介入医师^[3]。

1.3 术前倒计时

作为强制性要求的外科手术前"倒计时"行动要求也适用于FGI程序。只要有可能, 就应在患者躺到介入诊疗床上之前, 预先核查透视系统的配置及是否有足够的影像存储空间。应根据程序要求和患者因素初步配置和确认透视系统的工作条件, 以提供与程序所需影像质量要求相称的最低剂量率。透视设备通常可提供针对不同程序类型和患者身材(尤其是儿童)的不同操作模式配置。作为安全文化的一部分, 操作者应使用安全核查表, 在术前倒计时过程中确认已为该患者合理地选择了与其身材相称的配置^[3]。

2 术中患者剂量管理与控制 2.1 术中患者剂量监测与通知

术中应全程监测患者的辐射剂量, 事先指定的专人(技师、护士或其他符合要求的人员)应密切观察和记录辐射剂量监测仪表的累积读数, 在达到表 1所列数值的情况下, 应立即通知介入医师。

根据不同的设备情况, 应通知介入医师的有关数值进一步说明如下:①设备显示PSD:首次达到2000mGy, 后续每增加500 mGy。②设备显示K_{a, r}:首次达到3000 mGy, 后续每增加1000 mGy (对应的PSD值分别约为1800 mGy和500 mGy)。③设备显示P_KA, 与患者体表照射野的大小有关。对于100 cm²照射野:首次达到300 Gy·cm², 后续每增加100 Gy·cm²(对应的PSD值分别为1800 mGy和500 mGy); 应当按照程序中的实际照射野面积等比例地调整P_KA值, 例如, 当实际射野面积为50 cm²或25 cm²时, 应通知的P_KA值应分别调整为表中所列数值的1/2或1/4。④设备只能显示透视时间:首次达到30 min, 后续每增加15 min。当程序中大量使用摄影功能(包括DSA和电影血管造影)时, 通知时间间隔应缩短, 由于透视时间与其他剂量参数的相关性很差, 用于监控患者辐射照射时应慎用透视时间, 尤其是潜在高辐射剂量程序中不得将透视时间作为惟一的剂量指标。⑤对于双平板系统, 如果照射野不重叠, 每个平板照射野的剂量应单独考虑; 如果照射野重叠, 重叠部分照射野的剂量应相加。⑥在程序前后60天内进行的辐射照射, 应视其为已受照剂量的叠加^{[2-3, 5]}。

2.2 术中辐射水平信息的应用

辐射剂量的临床管理理念实际上与碘化对比剂的临床管理理念类似。介入医师需要在术中全程持续监控对比剂的用量, 同时也需要持续监控辐射剂量。如果已经使用了较多的辐射量, 则应尝试作出努力, 确保进一步的辐射剂量与临床需要相称且尽可能合理地低(对比剂的使用也与其相似)。与对比剂类似, 某些患者对给定剂量辐射的敏感性高于一般人群, 对于这些患者, 应当更为细致地控制其受照剂量。如果控制手段不可行, 则应在考虑这一附加风险的前提下重新评估程序的利益/风险比。临床报告中应记录术中对比剂和其他药物使用详情, 同样, 患者累积辐射剂量也应作为常规及时记录在临床报告中^[3]。

随着患者辐射剂量的增加, 介入医师在接到相应辐射水平的通知时, 应分析患者已受到的辐射剂量, 综合考虑为完成手术还应接受的附加辐射剂量, 以及其他因素(包括对比剂用量、患者或病变的解剖特征、患者的耐受性和合作能力、临床情况的变化、与导丝、导管和支架操作相关的技术因素等), 作出进一步的利益-风险评价。一个FGI程序极端不可能因为仅仅是出于对辐射剂量的关切而终止, 因为成功实施程序的临床利益几乎总是远远超过对患者的任何辐射危害。而且, 如果在达成临床目的之前终止程序, 则患者已经遭受的辐射风险不会换来相应的临床利益^{[2-3, 5]}。介入医师可以通过限制电影序列的数量和长度、降低电影或透视的剂量率、使用准直或微调机架角度等方法来减少进一步应用的辐射量和控制皮肤剂量^[2]。

当患者剂量已超过表 1所列显著辐射剂量水平(SRDL)数值时, 介入医师应负责按上述原则仔细权衡继续或终止程序的利益-风险。SRDL是一类合适选择的参考值, 用于在介入程序中启动附加的剂量管理行动, 或用作确定是否需要对患者进行术后随访的剂量阈值(该辐射水平可能在一般患者中导致临床相关损伤); 但既不意味着辐射水平超过SRDL将必然导致损伤, 也不意味着低于SRDL就绝对安全^{[2-3, 5]}。个人剂量限值不适用于接受介入诊疗的患者^[6-7]。

2.3 术中患者剂量控制措施

FGI程序中影响患者剂量的因素有多种, 可分为操作相关因素及设备相关因素两方面。一些剂量控制措施是专为介入放射学而设计的, 而程序性的剂量控制措施则与如何施行介入操作有关。影响患者剂量的一些因素如表 2所示。

在实践上可行的情况下, 操作者应尽可能增加X射线球管与患者之间的距离, 尽可能减少患者身体与影像探测器之间的距离^{[1-3, 8-9]}。

尽可能限制透视时间已被证明是降低患者和工作人员剂量最有效的方法之一, 但非惟一方法。剂量也取决于患者成像部位的厚度、视野尺寸、透视设备的脉冲频率和剂量率、投照角度、电影采集的帧数和次数等复杂的因素。可通过选择使用下列方法实现透视时间最小化:间歇透视; 终末图像存留; 虚拟准直(如有)。应当仅在需要实时成像体内引导装置和观察运动现象时进行透视。除非介入医师正在观察监视器, 不应进行透视。在介入医师并未观察监视器的时间进行透视的情况是一个不可忽视的问题, 估计占到总透视时间的10%以上。术中审阅时可利用终末存留图像或透视循环回放替代透视或电影采集, 则在审阅期间患者不会受到额外的辐射照射^[1-3]。

应尽量通过保持较高的管电压以降低管电流, 以便在影像质量和患者剂量之间达到适当的平衡。在可能的情况下, 应全程使用临床上可接受的最低剂量率透视模式, 仅在必要时使用高剂量率模式。与连续透视相比, 脉冲透视可通过使用短脉冲辐射而降低患者和工作人员的剂量。在能够获取可接受影像质量的情况下, 应使用最低采集帧率和最低脉冲频率的脉冲透视模式^{[1-3, 8-9]}。

许多设备在介入透视操作中的剂量率不断变化。透视时间只是估计是否会出现辐射损伤的一个大概指标。当某项操作总的透视时间不变时, 病人体重以及相关操作等因素如投照位置、角度, 正常或较高的辐射剂量率, 病人与管球间的距离以及影像采集片数等因素, 都可以使得病人皮肤最大剂量数以十倍地增加^[1]。

电影采集时剂量率可达常规透视剂量率的10~ 60倍, 绝对不应当用电影采集代替透视。仅在需要获取更高质量影像供审阅的情况下, 方可使用影像采集, 在临床可接受水平下应尽可能减少电影序列数量、每个电影序列的采集帧数和帧频, 使用与所需影像质量相称的最低剂量模式。应尽可能随时使用终末存留图像或透视循环回放技术, 而不用电影采集图像^{[3, 8]}。

应使用准直器, 将X射线束对准到感兴趣区, 患者体表实际照射野不应大于关注区域的10%。有条件时可用虚拟准直。一些透视系统在使用放大模式时, 皮肤剂量率会有增大, 视野面积减少一半会使剂量率增加至4倍, 因此, 只有在临床上确有必要时才使用影像放大模式, 放大倍数应限制在可接受的最低水平^{[2-3, 5, 8]}。

除非上肢是作为程序中计划成像任务的一部分, 患者双上肢应处于辐射野之外^[3]。需要注意, 体型较大患者或较厚的身体部位可引起入射体表剂量的显著增加, 斜位或侧位透视也可引起入射体表剂量增加。应设法避免过分倾斜角度的投照(尤其是颅左前斜位)。当需要多次不同的投照或介入操作时间非延长不可时, 在不影响程序进行的前提下, 应使机架的角度尽量多样化, 尽可能想办法变换患者体位、通过旋转X射线球管围绕患者运动改变入射点或者使用其他措施以改变X射线投照角度, 以便避免患者体表同一部位持续受照^{[2-3, 5, 8]}。

对于儿童患者, 尤应仔细考虑采取最优化的防护措施:尽可能保护甲状腺、乳腺、眼晶状体和性腺等敏感器官; 采用较低的采集帧率, 在可能情况下使每秒脉冲数从7.5降低到3;对于体重低于20 kg的儿童尽可能移去滤线栅, 改用气隙技术; 缩短成像时间; 在重复采集时减少射野重叠; 使用更加严格的准直; 尽量少用放大技术; 适当应用终末影像回放^[10]。

CT引导介入手术过程中, 通常对兴趣区进行两次或更多次"通过"(穿过身体同一部位的CT采集的数目)或扫描采集。在CT透视过程中, 扫描机架区域对患者和术者的辐射剂量应当引起关注。对于在CT引导下的介入手术, 完成定位像扫描后, 可以通过限制扫描容积、降低局部扫描的mAs、增加螺距、使用楔形滤板等方法降低患者剂量; 对于CT透视, 宜用"快速检查"模式以减少透视时间, 少用"实时检查"模式^{[2, 5, 11]}。努力的目标是, 必须减少CT透视检查中对患者和临床医师的辐射剂量^[11]。

3 讨论

好的开始意味着成功的一半, 好的术前规划可以显著的降低介入术中患者所受的剂量水平, 并且做好充分的术前规划, 能够更好的预知术中的风险并提前做好计划来预防。在患者剂量超过SRDL时, 应在出院前告知患者本人(或其家属)可能会出现的确定性效应, 并安排随访, 以早期发现和处理潜在的皮肤损伤。如果仅透视时间超过SRDL, 但其他剂量参数未超过SRDL, 则可能不需要随访^[3]。对不需要随访的患者, 应在出院时告知其在介入程序中未受到显著辐射剂量水平, 由于极不可能发生皮肤确定性效应, 不必进行特别随访^[5]。

介入医师对术中患者辐射剂量管理和控制承担主要责任, 应确保术中累积辐射剂量得到全程持续的监控。参与介入程序的所有工作人员应分担为达成辐射剂量管理和安全目标的应尽职责, 及时识别和纠正不良做法, 并提醒其他人员采取必要的纠正措施^[3]。介入医师有责任在患者术后至少1年内随访可能的皮肤确定性效应。如果出现皮肤损伤, 应安排患者到放疗科、皮肤科或放射病科就诊, 并提供介入操作及皮肤剂量方面的详细情况^{[1, 3, 5]}。

旨在发现低剂量辐射诱发白内障的临床随访是不可行的, 因为潜伏期是剂量依赖的(剂量越高, 潜伏期越短, 反之亦然), 由受照至出现晶状体浑浊的间隔时间从数年至数十年不等^[3]。