冠狀動脈造影中降低幀率和電影曝光劑量的效果分析

韓靜，賈若飛，李響，楊鐸，李南，聶紹平

X射線盡管給患者的診斷和治療帶來了巨大獲益，但在獲益過程中我們應明確電離輻射帶來的相關(guān)性危害[1]。隨著心血管介入手術(shù)越來越復雜，熒光透視及記錄電影的時間延長，可能導致患者暴露于更高的輻射水平[2]。電離輻射管理應用的核心原則是盡可能減少放射線劑量（ALARA）。ALARA原則是要認識到再少的放射劑量也不被認為是絕對安全的[3,4]。應用于患者X射線散射是輻射暴露的主要來源，減少給予患者的放射劑量也可降低操作者的接受劑量[5,6]。在冠狀動脈（冠脈）造影期間，X射線的總劑量與電影曝光劑量（μGy/fr）和每秒幀數(shù)（f/s）密切相關(guān)，常用電影曝光劑量為0.200 μGy/fr，幀率為15 f/s。本文旨在評估將電影曝光劑量由0.200降至0.120 μGy/fr，幀率由15降至7.5 f/s后，其放射線總暴露劑量是否可明顯降低，圖像質(zhì)量是否滿足臨床醫(yī)師的要求。

1 資料與方法

1.1 研究對象納入自2014年3月～2015年8月，就診于北京安貞醫(yī)院并行冠脈造影患者215例，均以右側(cè)橈動脈為手術(shù)入路。隨機分至標準幀率標準電影劑量組（標準組）或低幀率和低電影劑量組（劑量管理組，DMP組）。入選標準：(1)18歲以上（含18歲）75歲以下的不穩(wěn)定型心絞痛（UA）；(2)符合UA診斷依據(jù)參照2007年中華醫(yī)學會心血管分會制定《不穩(wěn)定型心絞痛和非ST段抬高心肌梗死診斷與治療指南》[7]標準。排除標準：因急性心肌梗死需要行急診介入手術(shù)，合并瓣膜病，合并心肌病,冠狀動脈旁路移植術(shù)患者，左心室射血分數(shù)＜30%，已知的腎功能不全，基礎(chǔ)腎功能檢測血清肌酸酐＞2.5 mg/dl（男）、＞2.0 mg/dl（女），已知的肝功能不全,基礎(chǔ)肝酶檢測大于正常值的3倍，晚期腫瘤患者，多臟器功能衰竭患者，預期壽命小于5年，研究開始前30 d內(nèi)接受過其他試驗藥物治療或其他器械研究而未完成主要終點，患者不能遵守研究方案（如不能隨訪及不可能完成本研究）。所有患者均簽署知情同意書，并經(jīng)我院倫理委員會審批。

1.2 X射線劑量評估標準組以15 f/s的幀率和0.200 μGy/fr的電影劑量行血管造影。DMP組以7.5 f/s的幀率和0.120 μGy/fr的電影劑量進行造影。將每例患者總的X射線劑量（也稱空氣比釋動能；AK）記錄于數(shù)據(jù)里。放射時間定義為介入過程中進行透視的時間。本研究未直接測量介入醫(yī)師的放射線暴露劑量。規(guī)定了其它變量，如最大化桌面高度，將放大倍數(shù)設(shè)置為22 cm，C型臂機頭角度盡可能一致，將圖像質(zhì)量和采集時間標準化。為確保兼顧研究的準確性和臨床安全性，所有變量由操作者決定。收集所有變量相關(guān)數(shù)據(jù)，比較兩組間的差異。

1.3 相關(guān)原則盡管血管造影沒有標準，但本研究有幾項基本原則：排除非右側(cè)橈動脈入路患者；電影采集數(shù)量的最小數(shù)字是6；研究前強調(diào)最佳放射劑量的重要性（包括減少使用極端角度及通過減少放射源到檢測器的距離來降低放射劑量）。

1.4 研究終點主要終點是每例患者實施介入手術(shù)時總放射線劑量（AK），其定義為介入?yún)⒖键c的總AK；次要終點放射時間為在介入中放射的時間；對比劑用量；介入并發(fā)癥發(fā)生率（排除橈動脈并發(fā)癥）。次要終點還包括評估血管造影圖像的質(zhì)量。為了客觀評估圖像質(zhì)量，我們設(shè)計了一個10分制表格，10分表示質(zhì)量最好。包括評估圖像清晰度、圖像流暢性和噪音強度等方面，并設(shè)計了一個診斷價值指數(shù)，對整個過程進行綜合評估。每組選擇30組影像進行對比。并由另外10位經(jīng)驗豐富的介入醫(yī)師進行圖像評分及評價圖像質(zhì)量。

1.5 統(tǒng)計方法分類變量用卡方檢驗。連續(xù)數(shù)據(jù)比較采用t檢驗。

2 結(jié)果

記錄215例患者的造影X線放射總劑量AK。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義，NS為無統(tǒng)計學差異，應用SPSS 22.0軟件處理相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，106例采用標準劑量方案（以15 f/s的幀率和0.200 μGy/fr的電影劑量）；109例采用DMP方案（7.5 f/s的幀率和0.120 μGy/fr的電影劑量）。兩組患者的一般基線資料，如身高、體重、體質(zhì)指數(shù)（BMI）等，兩組合并高血壓、糖尿病、高脂血癥及吸煙史等危險因素均無統(tǒng)計學差異，P＞0.05（表1），具有可比性。

表2展示了兩組患者接受放射線劑量的對比。DMP組患者接受放射線劑量顯著低于標準計量組（181.4 vs. 352.7 mGy；P＜0.01）。二組患者在放射線時間（110.4 vs. 117.7 s），電影記錄數(shù)量（6.2 vs. 6.2）和造影劑用量（47.8 vs. 50.2）ml方面沒有統(tǒng)計學差異。在標準劑量組中，一例患者因術(shù)者導絲操作不當，造成了肱動脈血腫；而在DMP方案組中，未出現(xiàn)相關(guān)并發(fā)癥；兩組間無統(tǒng)計學差異。

表1 兩組患者的一般資料比較

表2 兩組患者的圖像質(zhì)量結(jié)果比較

3 討論

回顧性研究證實，冠狀動脈造影時改變放射線劑量的模式，將記錄電影的單位曝光劑量從0.200μGy降至0.120 μGy，并將透視和記錄電影的放射線幀數(shù)從15f/s降至7.5f/s時，造影的總放射線劑量將顯著下降。

電離輻射，雖然對各項侵入性檢查非常有幫助，但同樣也可帶來相關(guān)危害[8-11]。當放射劑量很小時其帶來的風險相對較小，隨著劑量增加，損傷風險會持續(xù)增加。當放射劑量超過一定閾值時，會造成嚴重的損傷[12,13]。因此醫(yī)生在決定對患者行放射線檢查及治療前應當權(quán)衡利弊，應充分了解放射線可能對患者帶來的相關(guān)損害[14,15]。ACCF/AHA/HRS/SCAI曾針對介入心臟病學領(lǐng)域提出過放射線管理相關(guān)草案[16]，總結(jié)出設(shè)備條件、患者因素及醫(yī)生本身均會影響介入術(shù)中放射線劑量。對于醫(yī)生來講，多數(shù)情況下患者因素不可控。增加醫(yī)生群體對放射線損傷的認識并提高放射防護能力可有效的降低放射線劑量。Shikhar等[17]報道他們于導管室推行可由術(shù)者控制的放射防護策略，包括減少使用大角度的投照體位，提高床的位置，減小機頭至接收器的距離，增大圖像尺寸，減少投照輪廓等，證實了采用以上策略，強化醫(yī)生的防護意識，可大幅度降低放射線劑量。Farajollahi等的研究也同樣證實采用極端的投照角度會增加放射線劑量，因此無論何時我們都應當避免過大的投照角度[18]，同樣也從側(cè)面證實了醫(yī)生在介入手術(shù)中放射線防護方面起到至關(guān)重要的作用。我們的研究針對影響放射線的第三個方面：器械設(shè)備及設(shè)置。在大部分采用西門子機器的導管室中，標準的電影單位劑量為0.200 μGy/fr，透視和電影的幀數(shù)為15 f/s，因此我們可以計算出單位時間的電影采集劑量為：0.200 μGy/fr*15f/s=3 μGy/s。

在DMP組中，采集電影劑量為0.120 μGy/fr，幀數(shù)為7.5 f/s，單位時間的電影采集劑量為：0.120 μGy/fr*7.5 f/s=0.9 μGy/s ，0.9 μGy/s÷3 μGy/s=0.3從公式計算可以得出，從理論上講，改變設(shè)置后單位時間電影劑量下降了70%。實際過程中，由于存在個體差異，DMP組中放射線劑量平均下降了51.4%，無論如何，放射線劑量均大幅度下降。

為評價圖像的質(zhì)量，我們設(shè)計了一個10分制的表格，從三個方面來評價新制式下冠狀動脈造影的診斷價值。幾項研究也曾報道通過創(chuàng)新的方法來降低放射線劑量。Pyne CT[19]等對比了采用標準設(shè)置（透視和電影采集幀數(shù)為15 f/s）和改進設(shè)置（透視和電影采集幀數(shù)為10 f/s）來完成冠脈介入手術(shù)，總放射線劑量顯著下降（1763.1 mGy vs. 1179.1 mGy；P＜0.0001）。Sadamatsu[20]研究證實，單純降低透視的幀數(shù)（15 f/s改為7.5 f/s）仍可降低放射線劑量（701.4±427.9 vs. 936.8±623.9 mGy，P=0.02）。Hansen[21]證實PCI術(shù)中將幀數(shù)設(shè)置10f/s降為7.5f/s，可降低放射線劑量（703.0 vs. 621.0，P=0.041），并且30 d和6個月的隨訪顯示，并發(fā)癥發(fā)生率和MACE方面兩組間均無差異。

本研究也存在著一定的局限性：首先，研究設(shè)計的類型會不可避免的產(chǎn)生選擇偏倚。其次，三位術(shù)者均為有著豐富介入心臟病學經(jīng)驗的醫(yī)生，但是，他們個人的操作風格，或多或少會對結(jié)果產(chǎn)生一定影響。第三，本研究為單中心研究，未來需要開展多中心研究來進一步證實該結(jié)果。最后，對于圖像質(zhì)量的評價方法并未完全客觀，可能影響研究結(jié)果。