冠心病介入治療輻射防護(hù)的進(jìn)展

廖偉杰，馬康華

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科，重慶 400010)

0 引言

冠心病介入治療包括冠狀動(dòng)脈造影和經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)，是冠心病的重要診斷和治療手段，其廣泛應(yīng)用提高了冠心病患者的生活質(zhì)量，降低了死亡率。雖然冠心病介入治療在全球范圍內(nèi)廣泛進(jìn)行，但血管造影成像技術(shù)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是其暴露在電離輻射的環(huán)境中。與其他同樣有電離輻射的醫(yī)療檢查相比，冠脈造影輻射劑量是最高的[1]。據(jù)報(bào)道，冠心病介入治療術(shù)中冠脈造影的輻射劑量為7毫西弗(mSv)，而PCI的輻射劑量為17mSv[2]。然而，有些患者在一次手術(shù)中接受高達(dá)50mSv的輻射劑量[3]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，心臟介入醫(yī)生在他們的職業(yè)生涯中累積了50mSv到200mSv的輻射劑量[4]。

冠心病介入術(shù)中患者主要接受X線的直接照射，術(shù)者主要接受X線散射。根據(jù)電離輻射對(duì)組織損傷方式不同，分為隨機(jī)性效應(yīng)和確定性效應(yīng)。隨機(jī)性效應(yīng)是指電離輻射對(duì)細(xì)胞基因的損傷，具有隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性[5]。輻射劑量越大，隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生率越高，無劑量閾值。損傷的嚴(yán)重程度與輻射劑量無關(guān)。隨機(jī)性效應(yīng)損傷中最引人關(guān)注的是細(xì)胞分子破壞和突變導(dǎo)致的惡性腫瘤[5,6]。一些研究報(bào)道職業(yè)輻射暴露與終生癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，但其增加的風(fēng)險(xiǎn)差別卻很大[5-7]。這可能因?yàn)檩椛湔T發(fā)的惡性腫瘤與自發(fā)發(fā)生的惡性腫瘤在臨床上表現(xiàn)相同，沒有相關(guān)研究能更準(zhǔn)確地估計(jì)輻射暴露與惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)[6]。確定性效應(yīng)是指電離輻射導(dǎo)致細(xì)胞損傷或死亡。發(fā)生率及損傷的嚴(yán)重程度與輻射劑量呈正相關(guān)，有劑量閾值。確定性效應(yīng)與皮膚損傷和白內(nèi)障相關(guān)[5]。白內(nèi)障和晶狀體混濁是最常見的確定性效應(yīng)損傷[2,4]。其他已報(bào)道的確定性效應(yīng)損傷包括胚胎或胎兒發(fā)育受損、生殖功能受損、免疫缺陷[5]和少精子癥[7]。一項(xiàng)研究為期10年，調(diào)查了466名從事冠心病介入治療的健康專業(yè)人員的健康狀況。研究發(fā)現(xiàn)，與其他健康專業(yè)人員相比，從事介入人員的皮膚損傷、白內(nèi)障和心血管疾病的發(fā)病率在統(tǒng)計(jì)上有顯著增加[4]。

減少冠心病介入治療中輻射暴露應(yīng)遵循三大原則：放射實(shí)踐的正當(dāng)化，放射防護(hù)的最優(yōu)化，個(gè)人劑量限制。這有利于防止發(fā)生確定性效應(yīng)，并將隨機(jī)性效應(yīng)限制在可接受的范圍。減少冠狀動(dòng)脈介入治療中輻射暴露的方法有很多。充分使用輻防護(hù)設(shè)備，常規(guī)使用個(gè)人防護(hù)裝備，使用減少輻射暴露的技術(shù)，對(duì)工作人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮椛渲R(shí)培訓(xùn)，常規(guī)進(jìn)行輻射劑量監(jiān)測(cè)，盡量遠(yuǎn)離輻射源等均可有效減少輻射暴露。本文對(duì)輻防護(hù)設(shè)備，個(gè)人防護(hù)裝備，減少輻射的技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1 輻射防護(hù)設(shè)備

輻射防護(hù)設(shè)備包括天花板懸掛的可移動(dòng)式鉛屏、床旁懸掛的吸收簾、一次性輻射吸收簾和橈動(dòng)脈臂板。

1.1 懸掛鉛屏

可移動(dòng)式鉛屏通常由透明的含鉛塑料制成，主要保護(hù)術(shù)者頭部、甲狀腺、上肢。在手術(shù)過程中能根據(jù)投照角度等不斷調(diào)整位置。手術(shù)過程中將鉛屏放到合適位置是顯著減少術(shù)者輻射暴露的關(guān)鍵。為了使輻射保護(hù)效應(yīng)最大化，鉛屏應(yīng)盡可能靠近患者表面并在手術(shù)過程中不斷調(diào)整位置。Micha Maeder等人用熱釋光劑量計(jì)評(píng)估3位術(shù)者左眼和左手無名指的局部輻射劑量，發(fā)現(xiàn)使用鉛屏使術(shù)者劑量面積乘積(DAP)歸一化眼部輻射劑量減少了18倍，而僅觀察到對(duì)術(shù)者手部劑量的微弱影響[8]。J Domienik等人研究發(fā)現(xiàn)，可移動(dòng)式鉛屏減少了術(shù)者晶狀體1.3倍的輻射劑量[9]。

1.2 床旁吸收簾

床旁懸掛的吸收簾主要保護(hù)術(shù)者的骨盆和下肢。C. P. Shortt等人研究報(bào)道安裝床旁鉛簾可使術(shù)者雙下肢輻射劑量減少64%[10]。后來的一項(xiàng)前瞻性、單中心、隨機(jī)研究(Extra-RAD研究)進(jìn)一步證明了床旁吸收簾在減少術(shù)者輻射暴露中的作用。該研究發(fā)現(xiàn)在經(jīng)橈動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈介入手術(shù)中，使用臺(tái)下防輻射裝置(包括不同大小鉛簾)使術(shù)者骨盆水平輻射劑量減少了2倍，使術(shù)者胸部水平輻射劑量減少了1倍[11]。

1.3 一次性輻射吸收簾

放置在患者身上的一次性輻射吸收簾能減少術(shù)者的輻射暴露，特別是在術(shù)者面臨高輻射風(fēng)險(xiǎn)的手術(shù)時(shí)。但在一些研究中卻發(fā)現(xiàn)其增加了患者的輻射暴露。Andrew Ertel等人通過對(duì)人體模型使用不同類型的一次性輻射吸收簾，發(fā)現(xiàn)由鉍鎢銻等金屬組成的輻射吸收簾能顯著減少術(shù)者輻射劑量，最高可達(dá)72%[12]。Jerry N. King等人研究發(fā)現(xiàn)使用含有鉍鎢銻金屬元素的一次性輻射吸收簾可以有效減少術(shù)者多部位的輻射劑量，其中眼睛的輻射劑量減少了11倍，甲狀腺減少了24倍，手減少了28倍[13]。在后續(xù)的兩項(xiàng)前瞻性研究中，一次性輻射吸收簾對(duì)術(shù)者的輻射保護(hù)進(jìn)一步得到證實(shí)[14,15]。然而，Musallam等人進(jìn)行的一項(xiàng)隨機(jī)研究發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)橈動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈介入手術(shù)中使用盆腔鉛吸收簾將術(shù)者的輻射劑量減少了2倍，但患者的輻射劑量增加了1倍[16]。另一項(xiàng)隨機(jī)研究同樣發(fā)現(xiàn)在經(jīng)橈動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈介入手術(shù)中使用盆腔吸收簾時(shí)能有效降低術(shù)者的輻射劑量，但卻增加患者的輻射劑量[17]。這可能是因?yàn)檩椛湮蘸熡行p少術(shù)者接受的X線散射，而未減少患者接受的X線直接照射。

1.4 橈動(dòng)脈臂板

一種橈動(dòng)脈輻射防護(hù)板由帶有凹槽的平面臂板和插入在凹槽上20cm高的0.5mL鉛當(dāng)量垂直橡膠板組成，在術(shù)中可為患者的手臂提供支撐，它已被證明可以減少術(shù)者在經(jīng)橈動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈介入手術(shù)中的輻射劑量[18]。RAD Board?橈動(dòng)脈臂板也具有類似的結(jié)構(gòu)，它的平面臂板有內(nèi)置的輻射散射保護(hù)裝置，但沒有垂直橡膠板。在其網(wǎng)站上公布的一項(xiàng)獨(dú)立調(diào)查中，顯示它使術(shù)者在腰部水平和頸部水平輻射劑量分別減少了44%和25%。然而，該調(diào)查未排除盆腔吸收簾對(duì)術(shù)者輻射暴露的影響[19]。隨后的一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)在均使用盆腔吸收簾的基礎(chǔ)上根據(jù)是否加用RAD Board?橈動(dòng)脈臂板將265名患者分為兩組，測(cè)量術(shù)者的輻射劑量，發(fā)現(xiàn)使用橈動(dòng)脈臂板與術(shù)者受到更多輻射暴露顯著相關(guān)，可能的原因是使用Board?橈動(dòng)脈臂板影響了標(biāo)準(zhǔn)輻射防護(hù)的使用[20]。所以其對(duì)術(shù)者的輻射保護(hù)有待更多研究進(jìn)一步證實(shí)。

2 個(gè)人防護(hù)裝備

個(gè)人防護(hù)裝備包括鉛帽、鉛手套、鉛眼鏡、脖套和鉛衣。

2.1 鉛帽

鉛帽主要保護(hù)術(shù)者頭部，而頭部是冠心病介入治療中術(shù)者輻射保護(hù)相對(duì)薄弱區(qū)域，左側(cè)頭部接受的輻射暴露高于右側(cè)。有研究報(bào)道心臟介入醫(yī)生左側(cè)腦癌可能與職業(yè)性輻射暴露之間存在因果關(guān)系[21]，可見頭部防護(hù)的重要性。與可移動(dòng)式鉛屏相比，鉛帽覆蓋面部?jī)蓚?cè)和下部，可以減少頭部輻射暴露[22]。然而，一個(gè)鉛帽的重量約為1140g，這可能會(huì)進(jìn)一步加劇術(shù)者骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)引起骨科相關(guān)疾病[23]?，F(xiàn)在有了無鉛的替代品，比如由鉍和鋇組成的手術(shù)帽，重量只有53g。無鉛手術(shù)帽最初被認(rèn)為可以有效地減少頭部輻射暴露[24]。然而，最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，X線散射主要來自術(shù)者的頭部以下，而無鉛手術(shù)帽不能覆蓋這一區(qū)域。它只將大腦的輻射劑量降低了3.3%，輻射劑量下降的程度幾乎可以忽略不計(jì)[25]。

2.2 鉛手套

冠心病介入治療中雙手接受的輻射暴露并不會(huì)對(duì)術(shù)者造成重大健康風(fēng)險(xiǎn)。保護(hù)雙手的最好方法是遠(yuǎn)離輻射源的直接照射。盡管現(xiàn)在可以使用鉛手套，但如果將戴著手套的手放在X線直接照射下，當(dāng)前X射線系統(tǒng)中的亮度控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)高亮度，從而增加患者和術(shù)者的輻射劑量。同時(shí)不合適的手套尺寸也可能會(huì)影響術(shù)者的操作。以上兩點(diǎn)限制了鉛手套在臨床實(shí)踐中的使用[26]。

2.3 鉛眼鏡

輻射性白內(nèi)障是心導(dǎo)管室工作人員眾所周知的風(fēng)險(xiǎn)之一。暴露在電離輻射中的醫(yī)務(wù)人員白內(nèi)障患病率增加，且心臟介入醫(yī)生患病率更高[27]。研究發(fā)現(xiàn)，使用鉛眼鏡可以明顯降低眼睛的輻射暴露[9]。

2.4 脖套

甲狀腺是一個(gè)對(duì)輻射暴露敏感的器官，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期輻射暴露與甲狀腺癌發(fā)病率上升相關(guān)[28]。在手術(shù)過程中應(yīng)始終佩戴脖套，為達(dá)到最好的防護(hù)效果佩戴時(shí)一定要確保脖套和鉛衣之間沒有縫隙。

2.5 鉛衣

心導(dǎo)管室工作人員的主要輻射防護(hù)裝備是鉛衣。連體鉛衣重約7公斤，會(huì)加重背部負(fù)擔(dān)從而導(dǎo)致背部損傷[29]。另一種分體鉛衣由背心和圍裙兩件式組成，重量更輕，可以將部分重量轉(zhuǎn)移到臀部，減輕肩部和脊椎的負(fù)擔(dān)[26]。為了輻射防護(hù)的安全性，鉛衣的大小合適對(duì)術(shù)者而言十分重要。例如，腋下的大縫隙可能會(huì)使乳房組織暴露在輻射下，并使女性工作人員面臨患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)[30]。一些復(fù)合材料防護(hù)衣或無鉛防護(hù)衣，重量減輕了20%-40%[31]。這些新一代防護(hù)衣的重量從大約7公斤減輕為大約4公斤。這降低了工作人員因鉛衣的重量造成肌肉骨骼損傷的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在有一種新的天花板懸掛式個(gè)人輻射防護(hù)系統(tǒng)(零重力系統(tǒng))在加強(qiáng)術(shù)者輻射防護(hù)效果的同時(shí)，消除鉛衣的重量對(duì)術(shù)者的影響[32]。它由一個(gè)彎曲的鉛面罩、一個(gè)帶左臂的鉛衣組成。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的鉛衣相比，它可以減少16-78倍的輻射劑量[33]。

3 減少輻射暴露的技術(shù)

3.1 降低幀率和降噪技術(shù)

在冠心病介入治療過程中，血管造影機(jī)配備的X線系統(tǒng)內(nèi)的各種技術(shù)可以用來降低輻射暴露。降低透視和電影幀率也有助于降低輻射劑量。盡管這會(huì)降低圖像質(zhì)量，但在許多情況下，較低的幀率通常能夠滿足臨床需求。Hansen等人研究發(fā)現(xiàn)，將透視幀率從10p/s降低到7.5p/s是降低患者輻射劑量的有效方法。且透視幀率7.5p/s是安全的，與透視幀率10p/s相比，兩者之間介入并發(fā)癥及MACE事件發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[34]。Gupta等人通過研究進(jìn)一步證明PCI時(shí)使用3.8p/s和7.5p/s的極低透視幀率方案能降低輻射劑量[35]。Maccagni等人通過分析連續(xù)906名接受PCI的患者，571名患者接受15p/s電影幀率和標(biāo)準(zhǔn)透視設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)劑量方案治療，335名患者接受7.5p/s電影幀率和低劑量透視設(shè)置的低劑量方案治療，發(fā)現(xiàn)低劑量方案明顯降低了患者的輻射劑量[36]。Kar等人將連續(xù)接受冠狀動(dòng)脈造影或PCI的452例患者分為低劑量組(n=136)和標(biāo)準(zhǔn)劑量組(n=316)，同樣發(fā)現(xiàn)降低透視和電影幀率能降低輻射劑量[37]。與傳統(tǒng)的透視相比，相對(duì)較新的圖像降噪技術(shù)輻射劑量下降明顯。Ateka Gunja等人和Nakamura等人分別得出應(yīng)用圖像降噪技術(shù)使輻射劑量下降了44.7%和66%[38,39]。Maccagni等人的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在CTO PCI中應(yīng)用圖像降噪技術(shù)，累積劑量明顯下降，劑量面積乘積有下降的趨勢(shì)，但下降未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而且所獲得的圖像質(zhì)量并未降低[40]。在滿足臨床需要的情況下盡量減少透視時(shí)間和電影時(shí)間，盡量減少高劑量模式(如高對(duì)比模式等)的使用，增加銅濾過，使用虛擬準(zhǔn)直、透視存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)冠狀動(dòng)脈路線圖，優(yōu)化圖像后處理等均能降低輻射劑量[41-43]。綜合應(yīng)用上述各種技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化同樣能降低輻射劑量[44]，對(duì)STEMI急診PCI和CTO PCI的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化也得出了相同的結(jié)論[41,45]。

3.2 血管造影機(jī)

目前更加先進(jìn)的血管造影機(jī)能在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)降低患者和術(shù)者的輻射劑量，這在多個(gè)研究中得到了證明。McNeice等人通過回顧三位介入心臟病學(xué)家使用五種不同的血管造影機(jī)進(jìn)行CTOPCI的輻射劑量，發(fā)現(xiàn)最新的血管造影機(jī)產(chǎn)生的輻射劑量最低[46]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在CTOPCI中新一代的血管造影機(jī)(飛利浦AlluraClarity)與上一代血管造影機(jī)(飛利浦Allura Xper)相比，累積劑量減少30%，劑量面積乘積減少34%[47]。而在上一代血管造影機(jī)(飛利浦Allura Xper)基礎(chǔ)上使用Clarity IQ技術(shù)降低23%累積劑量和43%劑量面積乘積[48]。

3.3 雙軸旋轉(zhuǎn)冠狀動(dòng)脈造影

雙軸旋轉(zhuǎn)冠狀動(dòng)脈造影(DARCA)與普通冠狀動(dòng)脈造影相比，C臂按設(shè)定的軌道高速旋轉(zhuǎn)采集冠狀動(dòng)脈造影影像，在充分暴露病變的同時(shí)減少手術(shù)時(shí)間、減少輻射劑量及造影劑用量。Faroux將連續(xù)接受冠狀動(dòng)脈介入的患者分為雙軸旋轉(zhuǎn)冠狀動(dòng)脈造影組(n=80例)和常規(guī)冠狀動(dòng)脈造影組(n=80例)，排除了ST段抬高型心肌梗死或既往接受冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)的患者，發(fā)現(xiàn)與常規(guī)冠狀動(dòng)脈造影相比，雙軸旋轉(zhuǎn)冠狀動(dòng)脈造影顯著減少了輻射劑量和造影劑使用量，從而減少了AKI的發(fā)生[49]。隨后的另一項(xiàng)研究入組了82名ST段抬高型心肌梗死接受急診PCI治療的患者，平均分為兩組后分別進(jìn)行雙軸旋轉(zhuǎn)冠狀動(dòng)脈造影和常規(guī)冠狀動(dòng)脈造影，發(fā)現(xiàn)雙軸旋轉(zhuǎn)冠狀動(dòng)脈造影同樣可減少STEMI急診PCI中的輻射暴露和造影劑用量，且不會(huì)使梗死相關(guān)冠狀動(dòng)脈的再通時(shí)間延遲[50]。

3.4 機(jī)器人輔助經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入

機(jī)器人輔助經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(R-PCI)系統(tǒng)可讓操作員坐在無菌、防輻射的駕駛艙內(nèi)，通過機(jī)械臂控制冠狀動(dòng)脈導(dǎo)絲、球囊和支架遠(yuǎn)程完成手術(shù)。R-PCI明顯減少了術(shù)中的輻射劑量，并讓無需穿戴鉛衣、圍脖等個(gè)人防護(hù)設(shè)備成為可能。日本的一項(xiàng)研究對(duì)比了30例R-PCI手術(shù)和77例傳統(tǒng)PCI手術(shù)，發(fā)現(xiàn)R-PCI顯著減少了術(shù)者的輻射劑量，且成功率、不良反應(yīng)、對(duì)比劑使用量、透視時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[51]。另一項(xiàng)研究回顧了310例R-PCI和686例PCI，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)PCI相比，R-PCI在不增加透視時(shí)間和對(duì)比劑使用量的情況下，顯著減少了患者的輻射劑量，但略微延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間[52]。然而，R-PCI在一些復(fù)雜情況下應(yīng)用的有效性，如左主干病變、嚴(yán)重鈣化病變、CTO等，尚缺乏更多證據(jù)，有待進(jìn)一步深入研究。

4 總結(jié)

綜上所述，輻射防護(hù)是所有在心導(dǎo)管室中工作的醫(yī)護(hù)人員的共同責(zé)任。術(shù)者除了應(yīng)加強(qiáng)輻射防護(hù)意識(shí)，加強(qiáng)輻射防護(hù)知識(shí)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)外，應(yīng)充分利用各種效果肯定的輻射防護(hù)設(shè)備及個(gè)人防護(hù)裝備，加強(qiáng)學(xué)習(xí)并使用X線系統(tǒng)內(nèi)的各種降低輻射技術(shù)，與工程師及相關(guān)人員合作進(jìn)行血管造影機(jī)升級(jí)，從而維護(hù)患者和術(shù)者的安全健康。