中国辐射卫生  2022, Vol. 31 Issue (2): 192-196  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.02.011

引用本文 

何鑫雨, 皮颖斐, 曹雪, 武云云, 姜晓燕, 贠明凯, 张晓丽, 丁库克. 18F-FDG PET/CT心肌代谢显像受检者的周围辐射剂量水平 [J]. 中国辐射卫生, 2022, 31(2): 192-196. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.02.011.
HE Xinyu, PI Yingfei, CAO Xue, WU Yunyun, JIANG Xiaoyan, YUN Mingkai, ZHANG Xiaoli, DING Kuke. Ambient radiation of patients undergoing 18F-FDG PET/CT myocardial metabolism imaging [J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2022, 31(2): 192-196. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.02.011.

基金项目

国家自然科学基金(31770907)

通讯作者

丁库克,E-mail:shouding@ccmu.edu.cn

文章历史

收稿日期:2021-09-04
18F-FDG PET/CT心肌代谢显像受检者的周围辐射剂量水平
何鑫雨 1, 皮颖斐 2, 曹雪 2, 武云云 1, 姜晓燕 1, 贠明凯 2, 张晓丽 2, 丁库克 1     
1. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所放射生态学研究室,北京 100088;
2. 首都医科大学附属北京安贞医院核医学科,北京 100029
摘要目的 探索PET/CT心肌代谢显像受检者周围辐射剂量水平,为保证周围人员辐射安全提供数据支持。方法 选取33例行18F-FDG PET/CT心肌代谢显像患者,在受检者胸部等高位置按照不同体位方向、时间和距离处对其周围剂量当量率进行测量,探索受检者周围剂量当量率的分布规律。结果 在相同测量时间和距离下,受检者身体两侧的周围剂量当量率相比正、背面更低。受检者注射18F-FDG显像剂后,距离体表1 m处正面的周围剂量当量率为13~21 μSv/h,检查结束后降至5~14 μSv/h,平均降低46%。受检者周围剂量当量率随距离(10~300 cm)的增加呈幂函数趋势降低,其幂指数均值为−1.2。结论 心肌代谢显像受检者注射药物后周围辐射水平较高,周围剂量当量率随时间和距离增加快速降低,建议心肌代谢显像受检者检查当天避免与他人长时间、近距离接触。
关键词核医学    辐射防护    周围剂量率    心肌代谢显像    
Ambient radiation of patients undergoing 18F-FDG PET/CT myocardial metabolism imaging
HE Xinyu 1, PI Yingfei 2, CAO Xue 2, WU Yunyun 1, JIANG Xiaoyan 1, YUN Mingkai 2, ZHANG Xiaoli 2, DING Kuke 1     
1. Department of Radioecology National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088 China;
2. Department of Nuclear Medicine, Beijing AnzhenHospital, Capital Medical University, Beijing 100029 China
Abstract: Objective To study the ambient radiation of patients undergoing 18F-FDG PET/CT myocardial metabolism imaging, and to provide data for protection of surrounding people against radiation. Methods A total of 33 patients were selected for 18F-FDG PET/CT myocardial metabolism imaging. Dose equivalent rate was measured at the height of patient chest, in different directions, at different time points and at different distances, to investigate the distribution of ambient radiation of the patient. Results At the same time point and distance, the dose equivalent rates at the left and right sides of the patient were lower than the front and back sides. The dose equivalent rate at 1 m in front of the patient was 13-21 μSv/h after 18F-FDG injection, and decreased to 5-14 μSv/h after PET/CT imaging, with a mean decrease of 46%. The ambient dose equivalent rate decreased exponentially with distance (10~300 cm), and the mean power was −1.2. Conclusion The ambient radiation of patients undergoing 18F-FDG PET/CT myocardial metabolism imaging was high after 18F-FDG injection, and the ambient dose equivalent rate decreased rapidly with time and distance. Our results suggest that patients undergoing myocardial metabolism imaging should avoid prolonged and close contact with other people on the day of examination.
Key words: Nuclear medicine    Radiation protection    Ambient dose equivalent rate    Myocardial metabolism imaging    

正电子发射计算机断层扫描技术(Positron emission computed tomography, PET/CT)是一种重要的功能分子影像技术,该技术将PET与CT两种显像技术相互融合,由PET提供功能代谢信息,CT提供精确解剖定位信息,广泛应用于心血管疾病、肿瘤、神经系统疾病的诊断和治疗[1]。中国心血管患病人数快速增长,心血管病死亡占城乡居民总死亡原因首位[2]。核素心肌葡萄糖代谢显像是评价心血管疾病患者心肌存活情况的“金标准”,对于疾病的诊断和后期治疗具有重要参考价值[3-6]18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)是心肌代谢显像检查的常用放射性药物,鉴于该项检查的必要性和受检人数逐年递增的现实情况,受检者周围辐射剂量率水平及其辐射防护问题备受关注,而现有研究报道较少[7-11]。本研究重点探究心肌代谢显像检查受检者注射药物后不同时间点和不同距离的剂量率分布规律,进而为医务人员和陪护家属受照剂量估算和辐射防护措施制定提供一定的数据支持。

1 材料与方法 1.1 受检对象

选取33例冠心病患者行18F-FDG PET/CT心肌代谢显像检查,其中男性26例,女性7例,年龄分布为34~77岁,体重50~113 kg,身高150~182 cm。

1.2 方法 1.2.1 注射活度

受检者于检查前空腹6 h,检查血糖水平,指导其口服葡萄糖液体调节血糖水平为5.55~8.88 mmol/L,对受检者行肘正中静脉注射18F-FDG显像剂,注射活度的范围在127.4~240.9 MBq(3.44~6.51 mCi)。

1.2.2 测量仪器

出于辐射安全和测量数据一致性考虑,测量采用便携式γ周围剂量当量率仪(德国Automess公司,6150AD 6/H+6150 AD b/H型),仪器经过中国计量科学研究院鉴定,检定证书在有效期内。通过数据线将剂量当量率仪与电脑客户端连接,进行远距离实时测量。在距探测器不同距离处分别设置标记点,并每次测量时采用激光测距尺进行核验,以保证测量距离的相对固定。

1.2.3 测量方法

对受检者注射18F-FDG显像剂后和PET/CT检查结束后的周围剂量当量率进行测量,测量时受检者采取站立姿势,挺胸抬头,双目平视前方,双手自然下垂。测量时,首先将剂量率仪开机预热15 min后,置于受检者胸部(双乳连线中点)等高位置,分别测量受检者不同体表方向(正面、背面、左侧、右侧)、不同距离(10 cm、50 cm、100 cm、200 cm、300 cm)处周围剂量当量率,每次测量30 s,重复测量3次,取平均值并扣除本底剂量。

1.3 数据处理

受检者周围剂量当量率与活度成正比,因此,为研究受检者周围剂量当量率与不同方向体位、不同距离之间的关系,首先,需将所有周围剂量当量率按照注射量185 MBq(5 mCi)进行标准化:

$ {\dot{H}}_{\text{标准化}}={\dot{H}}_{\text{测量}}\times \frac{185}{{A}_{\text{实际}}} $ (1)

式中, $ {\dot{H}}_{\text{标准化}} $ 为标准化后受检者的周围剂量当量率,μSv/h; $ {\dot{H}}_{\text{测量}} $ t时刻关注点实测的周围剂量当量率,μSv/h; $ {A}_{\text{实际}} $ 为受检者实际注射的18F-FDG药物活度,MBq。

2 结 果 2.1 受检者周围剂量当量率与体表方向的关系

受检者注射18F-FDG显像剂后和PET/CT检查结束后,其标准化后的周围剂量当量水平结果见表1。由表1可知,受检者注射18F-FDG显像剂后,距其1 m处正面、背面、左侧、右侧的周围剂量当量率为13~21 μSv/h、13~23 μSv/h、10~21 μSv/h及10~20 μSv/h。检查结束后,距其1 m处正面、背面、左侧、右侧的周围剂量当量率为5~14 μSv/h、5~14 μSv/h、4~14 μSv/h及4~13 μSv/h。在相同测量时间、相同距离下,受检者正面和背面之间、左侧和右侧之间周围剂量当量率差异不明显。与受检者正、背面相比,受检者两侧的周围剂量当量率更低,并且二者的差异随着距离和时间的增加逐渐减小。

表 1 受检者的标准化周围剂量当量率 Table 1 Standardized ambient dose equivalent rate of patients
2.2 受检者周围剂量当量率水平随时间的变化

表1可知,受检者注射18F-FDG显像剂后,距离体表1 m处正面的周围剂量当量率为13~21 μSv/h,检查结束后降至5~14 μSv/h。与注射18F-FDG显像剂后相比,PET/CT检查结束后受检者周围剂量当量率降低33%~62%。

2.3 受检者周围剂量当量率水平随距离的变化

表1可知,受检者注射18F-FDG显像剂后,距其10 cm、50 cm、100 cm、200 cm、300 cm处正面周围剂量当量率为119~430 μSv/h、28~61 μSv/h、13~21 μSv/h、3.9~6.3 μSv/h及1.6~3.7 μSv/h。检查结束后,其正面不同距离处周围剂量当量率为36~199 μSv/h、13~36 μSv/h、5~14 μSv/h、1.7~4.4 μSv/h及0.5~2.3 μSv/h。相同测量时间下,受检者周围剂量当量率随距离增加呈明显降低,距离受检者越远,周围剂量当量率水平越低,如图1图2

图 1 受检者注射18F-FDG显像剂后不同体位方向下周围剂量当量率随距离(10~300 cm)的变化曲线 Figure 1 Changes in ambient dose equivalent rate with distance (10~300 cm) in different directions after 18F-FDG injection

图 2 受检者PET/CT检查结束时不同体位方向下周围剂量当量率随距离(10~300 cm)的变化曲线 Figure 2 Changes in ambient dose equivalent rate with distance (10~300 cm) in different directions after PET/CT imaging

将受检者周围剂量当量率和距离进行曲线拟合,以周围剂量当量率为因变量Y,以测量距离为自变量X,对受检者周围剂量当量率随距离(10~300 cm)的变化进行回归拟合,如图1图2,受检者周围剂量当量率随距离的增加呈幂函数趋势降低,两者间具有较好的函数关系,幂指数均值为−1.2。

3 讨 论

18F-FDG是PET(含PET/CT)显像最常用的放射性药物,占全部PET显像用药量的95%以上[12]。心肌代谢显像受检者需注射被18F标记的葡萄糖显像剂,18F的原子核衰变释放出的正电子与受检者体内的负电子相互作用,湮灭产生一对511 keV的高能光子,其具有能量高、穿透能力强、个体不易防护等特点,对受检者本人及其周围的医护人员、公众都会产生一定的辐射影响。因此,研究心肌代谢显像受检者周围的辐射水平对医护人员和公众的辐射防护尤为重要。

本研究通过分析心肌代谢显像受检者注射18F-FDG显像剂后和PET/CT检查结束后不同距离处、不同体位方向下的周围剂量当量率,其结果显示,在相同测量时间和相同距离下,与正面或背面相比,受检者两侧的周围剂量当量率更低,其差异的存在可能由于显像剂在人体内主要被心肌摄取后,经肾脏和膀胱排泄,肌肉和脂肪组织中分布较少,躯体内药物释放的射线受到受检者身体两侧胳膊的衰减,从而导致两侧的周围剂量当量率低于正面或背面。因此,建议受检者陪护人员尽量位于受检者体侧,避免与受检者正面近距离接触。

本研究结果显示心肌代谢显像受检者周围剂量当量率随距离的增加呈幂函数趋势降低,在本研究的3 m范围内,幂指数均值为−1.2,与赵海敏等[13]和卢桂才等[14]研究结果相近。临床工作中,为便于计算,通常采用点源模型估算周围空间辐射场强度,即点源的周围剂量当量率与距离成平方反比关系。本研究结果显示,相比点源,受检者周围空间辐射场的剂量跌落趋势更小,即随着距离的增加周围剂量当量率递减速度明显低于点源。因此,当源为大体积、高活度、近距离时,采用点源估计周围空间辐射场强度时会存在一定误差。核医学医护人员在工作中,应该适当增加与受检者之间的接触距离,尽量缩短接触时间,以降低职业受照剂量。

18F-FDG PET/CT心肌代谢显像的受检者通常注射显像剂后需候诊室休息60 min,之后行PET/CT采集图像,采集时间为30 min左右,检查结束后受检者即可离开核医学科,全程约为90 min。该研究结果显示,受检者注射18F-FDG显像剂后,距离体表1 m处正面的剂量当量率为13~21 μSv/h,检查结束后降至5~14 μSv/h。与注射18F-FDG显像剂后相比,PET/CT检查结束后受检者周围剂量当量率平均降低46%。心肌代谢显像受检者因心脏功能受损,在检查期间医生不建议大量饮用水,以免增加心脏负担,因此,受检者对药物的生理代谢能力相对较小,受检者的有效半衰期接近于物理半衰期。

国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection, ICRP)建议职业人员5年内平均年有效剂量应不超过20 mSv,公众5年内平均年有效剂量限值应不超过l mSv[15]。我国《GBZ120—2020核医学放射防护要求》规定成年家属或探访者与接受核医学诊疗的受检者每次接触受到的剂量应不超过3 mSv[16]。根据表1的数据,采用Mountford法[17-18]对周围人员的受照剂量进行估算。在没有任何辐射防护的情况下,若陪护者自受检者注射药物后始终在距离受检者1 m处进行陪护,陪护者受到的有效剂量为0.043 mSv;受检者出院后同车邻座乘客距离受检者0.3 m处,共同乘车3 h,同乘乘客受照剂量为0.056 mSv。

研究显示,受检者会对周围人员有一定的辐射量,但其辐射剂量水平远低于公众受照剂量限制,为了避免不必要的照射,建议受检者注射放射性药物后尽量避免与他人长时间、近距离接触,尤其应注意避免接触婴幼儿和孕妇,检查当天尽量不要安排其他项目检查。医护人员和陪护尽量位于受检者两侧,与其保持1 m以上距离,检查结束后适当增加留观时间或设置隔离病房,以减少其他人员的不必要照射。

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