2. 首都医科大学附属北京安贞医院核医学科,北京 100029
2. Department of Nuclear Medicine, Beijing AnzhenHospital, Capital Medical University, Beijing 100029 China
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,
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。
由表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由表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。
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。
行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。
[1] |
李少林, 王荣福. 核医学[M]. 第八版. 北京: 人民卫生出版社, 2013: 33. Li SL, Wang RF. Nuclear Medicine[M]. 8th ed. Beijing: People's Medical Publishing House, 2013: 33. |
[2] |
中国心血管健康与疾病报告编写组. 中国心血管健康与疾病报告2019概要[J]. 中国循环杂志, 2020, 35(9): 833-854. The Writing Committee of the Report on Cardiovascular Health and Diseases in China. Report on cardiovascular health and Diseases in China 2019: an Updated Summary[J]. Chin Circul J, 2020, 35(9): 833-854. DOI:10.3969/j.issn.1000-3614.2020.09.001 |
[3] |
中华医学会核医学分会, 中华医学会心血管病学分会. 核素心肌显像临床应用指南(2018)[J]. 中华心血管病杂志, 2019, 47(7): 519-527. Society of Nuclear Medicine of Chinese Medical Association, Society of Cardiology of Chinese Medical Association. Guideline for the clinical use of myocardial radionuclide imaging (2018)[J]. Chin J Cardiol, 2019, 47(7): 519-527. DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-3758.2019.07.003 |
[4] |
何作祥, 方纬. 临床价值导向的心血管放射性核素显像[J]. 中华核医学与分子影像杂志, 2017, 37(5): 257-259. He ZX, Fang W. Patient-centered radionuclide imaging in cardiovascular diseases[J]. Chin J Nucl Med Mol Imag, 2017, 37(5): 257-259. DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-2848.2017.05.001 |
[5] |
鲁瑶, 田毅, 牟甜甜, 等. 门控心肌灌注和心肌代谢显像动态评价远端缺血处理对小型猪心肌梗死模型的保护作用[J]. 中华核医学与分子影像杂志, 2021, 41(2): 104-109. Lu Y, Tian Y, Mou TT, et al. Effects of remote ischemic conditioning in pigs with acute myocardial infarction evaluated by serially gated 99Tc m-MIBI SPECT/CT and 18F-FDG PET/CT [J]. Chin J Nucl Med Mol Imag, 2021, 41(2): 104-109. DOI:10.3760/cma.j.cn321828-20200915-00344 |
[6] |
翟光耀, 王建龙, 刘宇扬, 等. 18F-FDG PET/CT心肌代谢显像评价冠状动脉慢性闭塞性病变存活心肌及与侧枝循环形成的相关性
[J]. 心肺血管病杂志, 2018, 37(5): 458-463. Zhai GY, Wang JL, Liu YY, et al. The correlation study of left ventricular viable myocardium detected by 18F-FDG PET/CT and coronary collateral circulation in patients with chronic total occlusion lesions [J]. J Cardiovasc and Pulm Dis, 2018, 37(5): 458-463. DOI:10.3969/j.issn.1007-5062.2018.05.019 |
[7] |
苏玉玲. 18F-FDG PET/CT显像结束后对周围人群的辐射研究
[J]. 中国辐射卫生, 2020, 29(3): 257-259. Su YL. Radiation study of the surrounding crowd after 18F-FDG PET/CT imaging [J]. Chin J Radiol Health, 2020, 29(3): 257-259. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2020.03.014 |
[8] |
刘伟, 何星. PET-CT诊断项目工作人员受照剂量及相关场所辐射水平测量与分析[J]. 中国辐射卫生, 2019, 28(3): 278-281. Liu W, He X. Measurement and analysis of radiation dose for staff and radiation level in related places in PET-CT diagnostic project[J]. Chin J Radiol Health, 2019, 28(3): 278-281. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2019.03.016 |
[9] |
Muzaffar R, Koester E, Frye S, et al. Development of simple methods to reduce the exposure of the public to radiation from patients who have undergone 18F-FDG PET/CT
[J]. J Nucl Med Technol, 2020, 48(1): 63-67. DOI:10.2967/jnmt.119.233296 |
[10] |
Choi BW, Ha S, Sung C, et al. Estimation of effective radiation dose to medical personnel, based on dose rates in patients who have undergone 18F-FDG PET/CT scans[J]. J Nucl Med, 2018, 59(S1): 522. |
[11] |
李宁, 何正中, 杨志, 等. 18F-FDG和18F-FET PET-CT检查致受检者辐射剂量研究
[J]. 中国辐射卫生, 2020, 29(1): 76-80,84. Li N, He ZZ, Yang Z, et al. Research on patient dose in 18F-FDG and 18F-FET PET-CT examinations [J]. Chin J Radiol Health, 2020, 29(1): 76-80,84. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2020.01.018 |
[12] |
翟士桢, 杨志, 杜进. 18F-FDG的放射性标记、显像原理与临床研究进展
[J]. 同位素, 2011, 24(S1): 59-67. Zhai SZ, Yang Z, Du J. Research progress in radiolabeling, imaging mechanism and clinical applications of 18F-FDG [J]. J Isot, 2011, 24(S1): 59-67. |
[13] |
赵海敏, 朱建国, 杨国仁. PET/CT检查中18F-FDG所致辐射剂量的研究
[J]. 中华核医学杂志, 2008, 28(5): 347-349. Zhao HM, Zhu JG, Yang GR. Study on radiation dose caused by 18F-FDG in PET/CT examination [J]. Chin J Nucl Med, 2008, 28(5): 347-349. DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-2848.2008.05.018 |
[14] |
卢桂才, 李鸿成, 姬绪莉. 一例PET-CT受检者体外剂量监测结果及思考[J]. 中国辐射卫生, 2013, 22(5): 552-553. Lu GC, Li HC, Ji XL, et al. Results of in vitro dose monitoring in a PET-CT subject and reflections[J]. Chin J Radiol Health, 2013, 22(5): 552-553. DOI:10.13491/j.cnki.issn.1004-714X.2013.05.015 |
[15] |
ICRP. 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection[R]. Oxford: International Commission on Radiological Protection, 1991.
|
[16] |
中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. WS 533—2017 临床核医学患者防护要求 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2017. National Health and Family Planning Commission of the People's Republic of China. WS 533—2017 Requirements for patient radiation protection in clinical nuclear medicine[S]. Beijing: Standards Press of China, 2017. |
[17] |
Mountford PJ. Estimation of close contact doses to young infants from surface dose rates on radioactive adults[J]. Nucl Med Commun, 1987, 8(11): 857-863. DOI:10.1097/00006231-198711000-00002 |
[18] |
黄海潮, 魏伟奇, 翁振乾, 等. PET受检者出院后对公众照射剂量的估算与评价[J]. 中国辐射卫生, 2008, 17(2): 175-176. Huang HC, Wei WQ, Weng ZQ, et al. Public dose measurement and evaluation from PET subiects after discharged from hospital[J]. Chin J Radiol Health, 2008, 17(2): 175-176. DOI:10.3969/j.issn.1004-714X.2008.02.024 |