冠状动脉介入诊疗中不同血管机型对操作者所受辐射剂量的影响

2017-09-19胡文豪王智廷曹国全黄伟剑郑祥武

温州医科大学学报 2017年8期

胡文豪，王智廷，曹国全，黄伟剑，郑祥武

胡文豪，王智廷，曹国全，黄伟剑，郑祥武

（温州医科大学附属第一医院介入科，浙江温州 325015）

目的：探讨冠状动脉介入诊疗过程中不同型号的血管机对第一及第二术者位置辐射剂量的影响。方法：采用冠状动脉造影过程中常用的7个体位，桡动脉途径，对标准仿真人模体进行曝光采集。测量不同高度不同采集体位时，专用机和公用机在有无床旁防护屏情况下第一及第二术者位置的体表入射剂量率。采用配对t检验比较不同机型第一及第二术者体表入射剂量率的差异。结果：无床旁防护情况下，125 cm 和155 cm高度时，公用机的体表入射剂量率（除第一术者155 cm高度足位、右足位及第二术者125 cm高度右足位，155 cm高度足位、右足位外）都大于专用机（P＜0.05）。有床旁防护情况下，125 cm和155 cm高度时，在足位、右足位、左侧位及右侧位2种机型第一术者都未测得体表入射剂量，公用机在头位未测得体表入射剂量；公用机第一术者125 cm、155 cm高度时左足位的体表剂量率都大于专用机（P＜0.05）；而专用机在125 cm处头位及左头位和155 cm处头位的体表入射剂量率大于公用机（P＜0.05）；对于第二术者，公用机的体表入射剂量率（除右足位外）都大于专用机的体表入射剂量率（P＜0.05）。结论：冠状动脉介入诊疗过程中，使用公用机时操作者所受剂量大于使用专用机时操作者所受剂量。在条件允许情况下尽可能采用专用机来进行冠状动脉介入诊疗过程，以减少操作者所受辐射剂量。

冠状动脉介入诊疗；不同机型；体表入射剂量率；辐射防护

冠状动脉介入治疗系冠心病治疗的最主要方法之一，近10年来经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）数量的年均增长率高达20%～30%[1]。冠状动脉介入诊疗过程中，术者常需暴露于X射线下操作，辐射剂量较大，尤其在桡动脉途径更为突出[2]。研究表明，部分心血管介入术者的受照剂量已接近放射工作人员的年有效剂量限值（20 mSv）[3]。因此操作者辐射安全受到广泛关注。目前国内医疗机构PCI所采用的机型存在很大的差异，但不同机型的血管机对操作者辐射影响未见相关报道。本研究旨在通过测量比较PCI过程中使用不同机型血管机时第一、第二术者位置的体表入射剂量率，来探讨不同机型的血管机对第一及第二术者位置辐射剂量的影响，为操作者的辐射防护提供指导和帮助。

1 材料和方法

1.1 主要仪器专用机：美国GE公司生产的Innova 2100型号数字化平板造影系统，主要参数：床下X射线管（热容量3.7 MHU）、平板尺寸20.5 cm× 20.5 cm、20/17/15/12四视野、球管铜滤片、采集帧频30 fps、采集矩阵1 024×1 024、灰阶14 bit。床旁辐射防护装置：床上悬吊可倾斜防护铅玻璃屏（50 cm×70 cm，0.5 mm铅当量）；床旁防护装置：下屏蔽（70 cm×90 cm，0.5 mm铅当量），上屏蔽（50 cm×50 cm，0.5 mm铅当量）。公用机：美国GE公司生产的Innova 4100型号数字化平板造影系统，主要参数：床下X射线管（热容量4.2 MHU）、平板尺寸40 cm×40 cm、40/32/20/16四视野、球管铜滤片、采集帧频30 fps、采集矩阵1 024×1 024、灰阶14 bit。床旁辐射防护装置：下屏蔽（70 cm× 110 cm，0.5 mm铅当量），上屏蔽（50 cm×50 cm， 0.5 mm铅当量）。美国CIRS公司生产的ATOM 701-D型成年男性仿真人，身高173 cm，体质量73 kg，体模内组织齐全、吸收系数等效真人。2台瑞典UNFORS RAYSAFE公司生产的Unfors SoloX型X射线剂量测量仪，剂量率量程（自动）：72～3.6×106μGy/h，精度±5%，自动零点校正。

1.2 方法桡动脉途径，将ATOM 701-D型成年男性仿真人置于血管机床中线上，采用冠状动脉造影过程中常用的7个体位[4]：足位、右足位、头位、左足位、左侧位、左头位、右侧位。采集参数：专用机，FOV=15 cm，采集速率30 fps透视曝光，调节SID始终为110 cm，自动滤过插入方式；公用机，FOV= 16 cm，采集速率30 fps透视曝光，调节SID始终为110 cm，自动滤过插入方式。参照医用X射线诊断放射防护要求[5]，第一及第二术者站立位置确定为：距床缘10 cm，分别距有用线束中心垂直距离50 cm和100 cm处；对于第一、第二术者位置体表入射剂量率的测量点取距地面125 cm及155 cm处，相当于胸部及眼睛高度[6]。测量时，不断调整剂量仪探头入射面的角度，使入射平面始终朝向模体左前胸部[7]。分别在以上2种血管机上对体模进行曝光采集，并同时测量在没有辐射防护和有防护的情况下第一、第二术者位置的不同高度的体表入射剂量率。为减小误差，待X射线剂量稳定和剂量仪读数稳定时读取测量值，每点在不同体位下重复测量20次，取其平均值。

1.3 统计学处理方法采用SPSS20.0软件进行统计分析。数据以±s表示，采用配对t检验对不同机型无床旁防护屏时第一及第二术者体表入射剂量率、有床旁防护屏时第一及第二术者体表入射剂量率进行比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 无床旁防护屏时2种机型第一术者不同采集体位体表入射剂量率比较 125 cm高度时，公用机第一术者各体位的体表入射剂量率均高于专用机第一术者体表入射剂量率，差异均有统计学意义（P＜0.05）；155 cm高度时，公用机第一术者头位、左足位、左侧位、左头位、右侧位的体表入射剂量率高于专用机，而足位、右足位体表入射剂量率低于专用机，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2.2 无床旁防护屏时2种机型第二术者不同采集体位体表入射剂量率比较 125 cm高度时，公用机第二术者足位、头位、左足位、左侧位、左头位、右侧位的体表入射剂量率高于专用机第二术者体表入射剂量率，而右足位的体表入射剂量率低于专用机第二术者，差异均有统计学意义（P＜0.05）；155 cm高度时，公用机第二术者头位、左足位、左侧位、左头位、右侧位的体表入射剂量率高于专用机第二术者体表入射剂量率，而足位、右足位体表入射剂量低于专用机第二术者，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.3 有床旁防护屏时2种机型第一术者不同采集体位体表入射剂量率比较床旁防护屏能有效减少操作者所受体表入射剂量，125 cm和155 cm高度时，在足位、右足位、左侧位及右侧位2种机型第一术者都未测得体表入射剂量，公用机在头位未测得体表入射剂量；125 cm高度时，公用机第一术者左足位的体表入射剂量率高于专用机第一术者体表入射剂量率，而头位及左头位的体表入射剂量率低于专用机，差异有统计学意义（P＜0.05）；155 cm高度时，2种机型在左头位未测得体表入射剂量，公用机第一术者左足位的体表入射剂量率高于专用机第一术者体表入射剂量率，而头位的体表入射剂量率低于专用机，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表1 无床旁防护屏时2种机型第一术者不同高度不同体位体表入射剂量率比较（n=20，±s，μGy/s）

注：-表示未检测到体表入射剂量

组别足位右足位头位左足位左侧位左头位右侧位125 cm专用机5 642.8±40.51 162.4±24.05 207.8±23.226 576± 73.115 000.0±75.515 795.0±89.21 620.5±45.2高度公用机8 798.2± 4.21 354.9±13.07 250.6± 5.536 634±239.722 306.0±78.922 524.0±62.32 639.5±41.0 t 353.327.8385.9162.6311.6334.665.2 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05 155 cm专用机3 493.0±14.4 191.1±11.62 311.2±18.813 852±113.7 6 437.0±33.2 5 476.8±20.21 362.9±24.8高度公用机3 009.8± 8.5-3 051.6±24.617 352± 32.6 8 927.4±10.7 8 228.5±40.11 411.0±12.6 t -172.5-73.9121.1123.1350.7333.8 7.8 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05

表2 无床旁防护屏时2种机型第二术者不同高度不同体位体表入射剂量率比较（n=20，±s，μGy/s）

组别足位右足位头位左足位左侧位左头位右侧位125 cm专用机2 588.2±17.3962.9±18.31 344.9±12.610 224.0± 61.85 682.6±21.15 508.2±15.6680.1± 9.7高度公用机2 703.8±16.8377.0±20.21 922.6± 8.114 740.0±133.77 629.3±36.86 209.2±26.6694.0± 4.7 t 20.1-109.8193.1132.9190.0107.4 5.4 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05 155 cm专用机2 061.6±19.7361.2±35.11 437.5±24.7 8 973.6±31.24 222.2±48.73 774.3± 8.3442.5±11.1高度公用机1 779.8±23.1178.3±40.21 458.8±25.212 106.0±36.65 700.2±13.04 139.0±11.6465.2±14.5 t -53.5-14.22.7328.6144.8112.6 4.8 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05

2.4 有床旁防护屏时2种机型第二术者不同采集体位体表入射剂量率比较 125 cm高度时，公用机第二术者足位、头位、左足位、左侧位、左头位、右侧位的体表入射剂量率高于专用机第二术者体表入射剂量率，而右足位的体表入射剂量率低于专用机，差异有统计学意义（P＜0.05）；155 cm高度时，公用机第二术者足位、头位、左足位、左侧位、左头位、右侧位的体表入射剂量率高于专用机第二术者体表入射剂量率，而右足位的体表入射剂量率低于专用机，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表3 有床旁防护屏时2种机型第一术者不同高度不同体位体表入射剂量率比较（n=20，±s，μGy/s）

注：-表示未检测到体表入射剂量

组别足位右足位头位左足位左侧位左头位右侧位125 cm专用机--1 877.6±18.6453.0±16.9-269.9±11.5-高度公用机---636.8±16.3-116.1±11.2-t ---452.537.4--43.7-P --＜0.05＜0.05-＜0.05-155 cm专用机-- 625.6±11.7270.1±11.5-- -高度公用机---370.6±41.1---t ---239.212.1---＜0.05＜0.05---P --

表4 有床旁防护屏时2种机型第二术者不同高度不同体位体表入射剂量率比较（n=20，±s，μGy/s）

注：-表示未检测到体表入射剂量

组别足位右足位头位左足位左侧位左头位右侧位125 cm专用机224.1±16.3698.1±20.2 892.0±10.6 275.3±11.9135.0± 9.22 084.6±16.5500.1±14.7高度公用机564.1±18.8224.0±21.01 322.2±10.22 628.8±23.6657.4± 9.03 283.2±14.1544.9±11.0 t 56.5-74.5138.6391.2172.6221.4 9.0 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05 155 cm专用机268.2±21.0239.5±28.3 768.9± 7.8 315.3± 9.2366.2±112.21 307.6±20.2257.9±13.4高度公用机374.8± 9.3- 847.2± 6.62 044.2±21.7455.2± 14.01 726.2±25.9453.4±11.4 t 18.9-37.836.2325.63.558.247.1 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05

3 讨论

心血管诊疗过程中包含电离辐射，电离辐射对人体的危害主要是随机效应和确定效应。其给患者带来危害的同时也给介入医师等医务人员带来危害。对于患者这种辐射是短暂、适度的相对较大，而对于医务人员则是长期的、低剂量的医疗辐射暴露。研究表明，介入放射工作人员所接受的辐射剂量比常规医用X射线诊断操作高出数倍至数十倍[8]。而常见介入放射诊疗中PCI操作者所受辐射剂量最大[9]。由于桡动脉介入途径的优势使其成为目前冠脉介入的主要介入途径，但经桡动脉PCI时操作者距球管和患者都比较近，操作过程较股动脉途径长，因此所受辐射剂量更大[10]。最近术者眼睛所受到的辐射剂量受到特别关注，很多数据显示引起白内障的辐射剂量远低于以前认为的阈值。研究显示如果这个阈值存在，那么应该是0.1 Gy，而不是之前的阈值0.15 Gy[11]。心血管介入诊疗过程中由于受到很多参数的影响，即使是相同类型的手术和相同的患者剂量，操作者所受辐射剂量也会相差一个数量级以上[12]。因此对于心血管医师来说，特别是其中相当一部分的职业生涯可能超过30年，职业暴露的防护就显得越来越重要[13]。国际放射防护委员会（International Commission on Radiological Portection，ICRP）指出，急性照射（患者）剂量达2 Gy时可能造成红斑，达7 Gy可造成永久脱发，达18 Gy时可造成迟发性皮肤坏死；而延缓性照射（工作人员）在3个月内眼晶状体的辐射剂量达5 Gy可能导致白内障[14]。因此，做好操作者的床旁防护对于保护其身体健康意义重大。

本研究结果表明，在无床旁防护屏的情况下，对于第一术者，除155 cm高度足位、右足位外，公用机第一术者在各体位所受辐射剂量都显著高于专用机第一术者。这是因为公用机的平板探测器比专用机的大，足位、右足位时155 cm高度测量点刚好被探测器挡住或部分遮挡，因此其测量值小于专用机。而对于第二术者，同样由于以上原因，使得公用机第二术者在125 cm高度右足位及155 cm高度除足位、右足位体表入射剂量率低于专用机第二术者体表入射剂量率，其余各体位体表入射剂量率都大于专用机。

在有床旁防护情况下，可以看出床旁防护屏可有效减少第一术者及第二术者的体表入射剂量率。这与王智廷等[15]的研究结论相一致。这是因为上防护可有效减少来自患者胸部的散射线，而下防护使得来自球管的主射线和漏射线得到不同程度的衰减，这样就使得术者所受辐射剂量得到有效减少。公用机第一术者不同高度左足位的体表入射剂量率都高于专用机第一术者体表入射剂量率，而专用机在头位、左头位时体表入射剂量率却高于公用机。这是因为本研究所采用的血管专用机所配备的床下防护屏宽度较窄，以上两体位时球管超出了下屏蔽的遮盖范围，没有完全屏蔽其漏射线，这与ERTEL 等[16]的研究结论相一致。而使得专用机在上述两体位时体表入射剂量率大于公用机。而对于第二术者，公用机第二术者各体位（除右足位外）不同高度的体表入射剂量率都高于专用机第二术者体表入射剂量率。这是由于第二术者站立位置已经超出了床旁防护的有效屏蔽范围，床旁防护屏对其的防护作用不如第一术者[17]。同样由于公用机的平板探测器的遮挡作用使得右足位时公用机第二术者体表入射剂量率低于专用机第二术者。

从以上结果可以看出，除少数测量值外，公用机第一、第二术者在有无床旁防护时的体表入射剂量率大于公用机第一、第二术者。对于专用机在有床旁防护时头位、左头位体表入射剂量率却高于公用机这一现象，可以通过加宽床下防护的宽度来解决。排除这一因素外，使用公用机进行冠状动脉诊疗工作时，操作者所受辐射剂量大于使用专用机时操作者所受辐射剂量。因此实际工作中在条件允许情况下应尽可能地运用心脏专用机来进行冠心病的介入诊疗工作，以尽可能地减少操作者的职业辐射剂量。

综上所述，由于PCI的特殊性，使得操作者暴露时间长，所受辐射剂量大，因此在日常工作中尽可能地选用心脏专用机来进行冠心病的介入诊疗工作，使操作者所受辐射剂量降到最低。

[1] 葛均波. 开拓新兴介入技术发展多元介入治疗[J]. 中国介入心脏病学杂志, 2013, 21(1): 1.

[2] SCIAHBASI A, ROMAGNOLI E, TRANI C, et al. Operator radiation exposure during percutaneous coronary procedures through the left or right radial approach: the TALENT dosimetric substudy[J]. Circ Cardiovasc Interv, 2011, 4(3): 226-231.

[3] MILLER D L, BALTER S, COLE P E, et al. Radiation doses in interventional radiology procedures: the RAD-IR study: part I:overall measures of dose[J]. J Vase Interv Radiol, 2003, 14(6): 711-727.

[4] 吴延庆, 许美珍, 李頣, 等. 冠状动脉造影投照体位与患者体型及心型关系的定量分析(英文)[J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2008, 12(4): 779-782.

[5] 中华人民共和国国国家卫生和计划生育委员会. 医用X射线诊断放射防护要求: GBZ 130-2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.

[6] MILLER D L, VAÑÓ E, BARTAL G, et al. Occupational radiation protection in interventional radiology: a joint guideline of the Cardiovascular and Interventional Radiology Society of Europe and the Society of Interventional Radiology [J]. Cardiovasc Intervent Radiol, 2010, 33(2): 230-239.

[7] KUON E, DAHM J B, EMPEN K, et al. Identification of less-irradiating tube angulations in invasive cardiology[J]. J Am Coll Cardiol, 2004, 44(7): 1420-1428.

[8] 王连生, 孙秀玲, 袁杨. 介入放射学X射线辐射场分布调查与分析[J]. 职业卫生与应急救援, 2002, 20(3): 158.

[9] 张琳, 朱建国, 闵楠, 等. 3种常见介入诊疗中放射工作人员有效剂量的估算[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2011, 31(4): 391-394.

[10] BRASSELET C, BLANPAIN T, TASSAN-MANGINA S, et al. Comparison of operator radiation exposure with optimized radiation protection devices during coronary angiograms and ad hoc percutaneous coronary interventions by radial and femoral routes[J]. Eur Heart J, 2008, 29(1): 63-70.

[11] NAKASHIMA E, NERIISHI K, MINAMOTOA A, et al. A reanalysis of atomic-bomb cataract data, 2000-2002: a threshold analysis[J]. Health Phys, 2006, 90(2): 154-160.

[12] KIM K P, MILLER D L, BALTER S, et al. Occupational radiation doses to operators performing cardiac catheterization procedures[J]. Health Phys, 2008, 94(3): 211-227.

[13] VENNERI L, ROSSI F, BOTTO N, et al. Cancer risk from professional exposure in staff working in cardiac catheterization laboratory: insights from the National Research Council’s Biological Effects of Ionizing Radiation VII Report[J]. Am Heart J, 2009, 157(1): 118-124.

[14] VALENTIN J. Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures[J]. Ann ICRP, 2000, 30(2): 7-67.

[15] 王智廷, 曹国全, 闻彩云, 等. 冠心病介入治疗中操作者站立区域不同高度的剂量监测与评价[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2013, 33(4): 436-437.

[16] ERTEL A, NADELSON J, SHROFF A R, et al. Radiation dose reduction during radial cardiac catheterization: evaluation of a dedicated radial angiography absorption shielding drape[J]. ISRN Cardiol, 2012, 2012: 769167.

[17] 王智廷, 曹国全, 缪妙, 等. 床旁防护屏在冠状动脉介入诊疗过程中对不同操作者的防护作用[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2015, 35(9): 709-712.

（本文编辑：贾建敏）

The influence of different imaging systems on radiation dose to operator in percutaneous coronary inter- vention

HU Wenhao, WANG Zhiting, CAO Guoquan, HUANG Weijian, ZHENG Xiangwu.
Department of Cardiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To discuss the effect of different imaging systems on radiation to the first and second operator s position dose in percutaneous coronary intervention. Methods: In this study, the measurements of the first and second operator’s surface entrance dose rate in 125 cm and 155 cm height were obtained in no and have radiation protection separately through transradial approach by special and public imaging system. The paired t test was used for statistical analysis of dose rate arithmetic mean values. Results: The operator’s surface entrance dose rate of public imaging system (except for the foot and right foot position of first operator in 155 cm height; the right foot position in 125 cm height and foot and right foot position in 155 cm height of second operator) was significantly higher than that of special imaging system in no bedside protection situation. In a bedside protection situation, the operator’s surface entrance dose rates of foot, right foot, left and right position of first operator in 125 and 155cm height in both systems were not detected. The dose rates of the left foot position of public imaging system in 125 cm and 155 cm height were higher than that of special imaging system. The dose rates of head and left head position in 125 cm height and head position in 155 cm height of special imaging system were higher than that of public imaging system. For second operator, the operator’s surface entrance dose rates of public imaging system were significantly higher than that of special imaging system. Conclusion: The operator’s radiation dose of public imaging system is significantly higher than that of special imaging system. In daily work the special imaging system should be used as much as possible so as to reduce the operators’ radiation dose. percutaneous coronary intervention; different imaging systems; incident dose rate; radiation protection

R14

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.08.003

2017-03-20

浙江省自然科学基金资助项目（Y17H180046）。

胡文豪（1968-），男，浙江苍南人，副主任医师。

郑祥武，教授，主任医师，硕士生导师，Email：zxwu111@sina.com。