介入放射診療輻射劑量特性的檢測(cè)與驗(yàn)證

夏慧琳，卜羽，安文昊，屠波，朱永麗，高關(guān)心

內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處，內(nèi)蒙古 呼和浩特，010017

介入診療技術(shù)在很大程度上解決了臨床學(xué)科的一些難題，在臨床上發(fā)揮的作用越來(lái)越重要。由于其是在X線影像引導(dǎo)下進(jìn)行插管操作，在整個(gè)手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)護(hù)人員均處在曝光現(xiàn)場(chǎng)，身體各部位會(huì)受到不同程度的照射，故其輻射防護(hù)也是倍受關(guān)注的問(wèn)題[1]。在診療過(guò)程中，其輻射場(chǎng)的分布、工作人員體表吸收劑量的分布，以及不同手術(shù)對(duì)工作人員的吸收劑量都具有明顯特性，掌握這些特性，對(duì)研究者制定輻射防護(hù)措施，減少醫(yī)務(wù)人員的職業(yè)暴露具有重要意義。

本文利用血管造影儀模擬各種診療條件，檢測(cè)其輻射劑量，研究其輻射特性，為介入診療醫(yī)護(hù)人員的輻射防護(hù)安全提供研究基礎(chǔ)。

1 檢測(cè)儀器、通用方法與檢測(cè)條件

1.1 檢測(cè)儀器

被檢儀器： 數(shù)字減影血管造影儀（DSA），Philips Allura15。

檢測(cè)儀器：熱釋光劑量讀出器BR2000D，熱釋光探測(cè)器退火爐BR2000A ，直線加速器輸出劑量檢測(cè)儀TL3000B，國(guó)產(chǎn)擬人模體（頭、胸、腹部）。

1.2 通用方法

使Lif粉末在240 ℃下退火，冷卻，密封在直徑2 mm、長(zhǎng)20mm的塑料管中待用。進(jìn)行體模測(cè)試時(shí)按照患者手術(shù)位置擺放在手術(shù)床上。每個(gè)測(cè)試點(diǎn)測(cè)2次，最后取平均值。每次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，均攜帶本底樣，以扣除本底的影響[2]。

1.3 檢測(cè)條件

測(cè)試時(shí)，使DSA管球位于診療床下，焦點(diǎn)距地面20cm，焦屏距為105cm，診療床距地面85cm，管電壓為150kV，管電流為1.25mA，該管電壓和管電流均由DSA自動(dòng)設(shè)置。曝光時(shí)間為10min，無(wú)防護(hù)測(cè)試，去除DSA的全部屏蔽防護(hù)措施。

2 檢測(cè)與驗(yàn)證

2.1 水平輻射場(chǎng)的輻射劑量與分布

2.1.1 檢測(cè)方法

制作水平方向檢測(cè)平面，該平面與地面平行，并高于床面20cm。測(cè)試平面上放置布單，布單中心與體模胸骨柄中心、DSA球管焦點(diǎn)及影像增強(qiáng)器中心在同一垂直于地面的軸線上。以布單中心為圓心畫(huà)圓，確定0°方向?yàn)轭^部，180°方向?yàn)槟_部。以0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°為方向布點(diǎn)，每個(gè)方向上點(diǎn)與點(diǎn)的間距為10 cm。

2.1.2 檢測(cè)數(shù)據(jù)

水平面測(cè)試點(diǎn)的累積空氣吸收劑量，見(jiàn)表1。

表1 水平面測(cè)試點(diǎn)的累積空氣吸收劑量（L/cm）

2.1.3 檢測(cè)結(jié)果與分析

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，繪制水平平面輻射劑量的曲線圖，見(jiàn)圖1。

圖1 水平平面的輻射劑量曲線圖

在水平平面，劑量曲線呈蝴蝶狀分布。當(dāng)射線束進(jìn)入患者體內(nèi)，高能部分沿入射方向從胸骨柄處穿出，形成一個(gè)劑量分布中心，能量較低部分進(jìn)入患者體內(nèi)并發(fā)生散射。在患者頭腳延長(zhǎng)線，即0°和180°方向，大部分射線被吸收，因此出現(xiàn)該方向等劑量線回縮的現(xiàn)象。在患者左右兩側(cè)，即90°和270°方向，由于射線在體內(nèi)穿行的距離較短，所以射線劑量較大，從而形成以患者胸骨柄為中心的蝴蝶狀劑量分布區(qū)[3,5]。

由表1及圖1可知，床兩側(cè)正是高劑量區(qū)，輻射劑量明顯高于床兩端。在225°和135°方向，即插管醫(yī)生和護(hù)士常站立的位置，仍處于一定的劑量曲線區(qū)內(nèi)。

2 垂直輻射場(chǎng)輻射劑量與分布

2.1 檢測(cè)方法

制作垂直方向的檢測(cè)平面，使該平面垂直于地面，且平行于床的長(zhǎng)邊，距手術(shù)床中心線50cm。測(cè)試平面上放置布單，布單長(zhǎng)200cm，底邊與地面平齊。布單上采用方格式布點(diǎn)，每個(gè)方格為20 cm ×20 cm。在布單上方格交點(diǎn)編號(hào)，1號(hào)和46號(hào)為底邊，5和50號(hào)為頂邊。

2.2 檢測(cè)數(shù)據(jù)

垂直面測(cè)試點(diǎn)的累積空氣吸收劑量，見(jiàn)表2。

表2 垂直面測(cè)試點(diǎn)的累積空氣吸收劑量（L/cm）

2.3 檢測(cè)結(jié)果與分析

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)繪制出垂直面的輻射劑量曲線圖，見(jiàn)圖2。

由圖2可見(jiàn)，在垂直平面，劑量曲線呈草帽狀分布。當(dāng)射線束進(jìn)入患者體內(nèi), 能量較高的部分沿入射方向穿出患者身體, 形成強(qiáng)劑量區(qū)的中心，類(lèi)似草帽的頂部；而能量較低的射線進(jìn)入體模后發(fā)生散射, 這部分射線射出的方向取決于射線的能量和折射的方向, 它既可以向上散射, 也可以向下散射, 還可以向四周散射, 因此分散在一個(gè)很大的區(qū)域范圍內(nèi)形成劑量區(qū)，即草帽底部[3,5]。

圖2中最高劑量點(diǎn)，即球管出線口的位置，與床平行的中心線以下劑量分布明顯地高于中心線以上區(qū)域，且向患者腳端方向延伸擴(kuò)展。該位置正是操作醫(yī)生下肢到足部的位置。

圖2 垂直面的輻射劑量曲線圖

根據(jù)李冰等人的報(bào)道[3]，針對(duì)不同型號(hào)、不同廠家生產(chǎn)的介入診療DSA設(shè)備的輻射場(chǎng)劑量分布特性來(lái)看, 劑量分布不受管電壓、電流、機(jī)型等影響, 基本均呈現(xiàn)以上2種劑量分布曲線。

3 工作人員體表輻射劑量的分布

3.1 檢測(cè)方法

以心血管造影手術(shù)的第一術(shù)者體表劑量進(jìn)行測(cè)量，劑量測(cè)試點(diǎn)布放在第一術(shù)者體表的8個(gè)位置，即頭部、甲狀腺、左胸、左腹、左手、右手、左足、右足。其他檢測(cè)條件不變，增加防護(hù)裝置再測(cè)量。防護(hù)裝置為2種，一種是床上一塊50cm×35cm，厚0.5mm鉛當(dāng)量可自由移動(dòng)的鉛玻璃屏，床的側(cè)下方有鉛橡膠掛簾（60cm×90cm），其上方有鉛制擋板（52cm×44cm）。

在有防護(hù)和無(wú)防護(hù)的條件下，分別檢測(cè)3次，將測(cè)量值算其平均值。

3.2 檢測(cè)條件

檢測(cè)分透視和攝影2種情況。在透視條件下，管電壓為（85±10）kV，管電流為（6.2±1.9）mA，熒光透視時(shí)間為（12.5±10）min。攝影條件下，管電壓為（98±10）kV，管電流為（550±128）mA，累積攝影時(shí)間為（40±22）min。

3.3 檢測(cè)數(shù)據(jù)

心血管造影手術(shù)中，第一術(shù)者體表空氣吸收劑量，見(jiàn)表3。

表3 第一術(shù)者體表空氣吸收劑量（L/cm）

3.4 檢測(cè)結(jié)果與分析

由表3的檢測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在無(wú)防護(hù)的條件下，第一術(shù)者體表空氣吸收劑量從右到左，從上到下依次呈增強(qiáng)趨勢(shì)，以左足為最高。究其原因是，在介入放射學(xué)操作中醫(yī)生受照主要來(lái)自于X線球管的主射線和漏射線以及患者的散射線。左足距X 線球管最近，因此劑量最高[4]。腹部劑量較高原因是由于腹部距患者身體最近。

增加防護(hù)后，劑量能降低10倍左右，可見(jiàn)，增加防護(hù)可以大大減少醫(yī)生對(duì)X線的吸收劑量。左手和腹部輻射劑量減少不如左足多，分析原因是因?yàn)椋笫趾透共渴谴采香U屏與患者體表之間存在縫隙, 有散射線和漏射線射出，因此增加防護(hù)后仍存在一定劑量。左足劑量下降較大是因床側(cè)加防護(hù)鉛簾后, 醫(yī)生的下半身被擋在鉛簾外, 一般情況不會(huì)進(jìn)入簾內(nèi), 所以防護(hù)效果較好。

4 不同介入手術(shù)醫(yī)護(hù)人員所受的輻射劑量

4.1 檢測(cè)方法

選擇心血管介入、肝介入、肺介入3種手術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，劑量測(cè)試點(diǎn)布放在第一術(shù)者體表的5個(gè)位置，即頭部、左胸、左腹、左手、左足。測(cè)量在有防護(hù)的情況下進(jìn)行，防護(hù)條件同3.1。

4.2 檢測(cè)條件

檢測(cè)分透視和攝影2種情況。透視條件下，管電壓為（85±10）kV，管電流為（6.2±1.9）mA，熒光透視時(shí)間為（12.5±10）min。攝影條件下，管電壓為（98±10）kV，管電流為（550±128）mA，累積攝影時(shí)間為（40±22）min。

4.3 檢測(cè)數(shù)據(jù)

3種方式第一術(shù)者體表累積空氣吸收劑量，見(jiàn)表4。

表4 第一術(shù)者體表累積空氣吸收劑量（L/cm）

4.4 檢測(cè)結(jié)果與分析

由表4可見(jiàn)，3種介入放射學(xué)操作中，第一術(shù)者體表平均空氣吸收劑量最高為心血管介入操作，依次是肺癌化療、肝癌化療操作。分析原因?yàn)椋难芙槿氩僮鲿r(shí)要對(duì)左、右冠脈分別進(jìn)行選擇性插管, 并且從多個(gè)角度對(duì)心血管進(jìn)行造影, 這使透視和攝影的時(shí)間延長(zhǎng), 此結(jié)果與國(guó)外報(bào)道基本相同[5]；肝介入操作的醫(yī)生體表劑量較高，原因是栓塞過(guò)程要在X 線監(jiān)視下進(jìn)行；肺介入操作醫(yī)生體表劑量較低，原因是肺的密度較小，透視的管電壓較低，管電流較小，操作較簡(jiǎn)單，一般只需在X 線的監(jiān)視下將導(dǎo)管送入患者病變的靶血管即可，因此，X線曝光時(shí)間較短，醫(yī)生受照劑量較低。除上述因素外，肝、肺介入操作造影時(shí)醫(yī)生可遠(yuǎn)離X線機(jī)，而心血管介入操作醫(yī)生要站在手術(shù)床旁，這也是肝、肺介入操作比心血管介入操作醫(yī)生體表劑量低的原因之一。

據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)道[6-7]，介入放射學(xué)操作防護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在心臟介入操作上。與肝、肺介入操作相比，肝、肺透視時(shí)有用射線束的方向是豎直向上的，而心血管介入操作時(shí)要從多個(gè)角度對(duì)心血管進(jìn)行造影，如常規(guī)有左前斜30°和右前斜60°等, 這些傾斜角度造影產(chǎn)生的有用射線束有的會(huì)朝向醫(yī)生, 因此僅靠一個(gè)簡(jiǎn)易防護(hù)很難實(shí)現(xiàn)最佳防護(hù)。

5 小結(jié)

經(jīng)過(guò)檢測(cè)與驗(yàn)證，介入診療的水平輻射場(chǎng)呈蝴蝶狀，垂直輻射場(chǎng)呈草帽狀，劑量分布不受管電壓、電流、機(jī)型等影響, 基本均呈現(xiàn)以上2種劑量分布曲線。診療過(guò)程中，第一術(shù)者體表分布劑量由上到下、從右到左逐漸增強(qiáng)，采取輻射防護(hù)裝置可以大幅減少輻射劑量。3種介入放射學(xué)操作中，第一術(shù)者體表平均空氣吸收劑量最高為心血管介入操作，依次是肺介入、肝介入操作。

據(jù)本文對(duì)DSA輻射劑量的檢測(cè)數(shù)據(jù)及其原因分析，可以對(duì)介入放射學(xué)中工作人員的輻射防護(hù)與安全提供研究依據(jù)。

[1]宋福祥,劉智慧.放射性介入操作中患者和工作人員輻射劑量及健康危險(xiǎn)[J].醫(yī)學(xué)綜述,2008,12(24):3797-3800.

[2]曾自力.X射線治療機(jī)劑量的測(cè)量[J].中國(guó)輻射衛(wèi)生,2006,3(15):58-59.

[3]李冰,李雅琴.醫(yī)用介入X線周?chē)椛鋱?chǎng)劑量分布測(cè)量[J].白求恩醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2001,4(27):371-373.

[4]郁鵬,尉可道,李田昌,等.介入診療中重要站立區(qū)域輻射劑量的測(cè)定與評(píng)價(jià)[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志,2004,6(24):573-574.

[5]郁鵬,尉可道,劉瀾濤,等.介入診療區(qū)域內(nèi)輻射場(chǎng)的測(cè)定與評(píng)價(jià)[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志,2005,25(3):270-271.

[6]王樹(shù)華,何青,孫福成.心血管介入診治中的放射防護(hù)狀況調(diào)查[J].中國(guó)介入心臟病學(xué)雜志,2006,14(1):22-24.

[7]王鵬程.放射治療劑量學(xué)[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2007.