冠心病介入治疗的辐射防护

陆轶 李春坚

随着介入治疗的普及开展，近几年我国冠心病介入手术例数正以指数级别增长。据《中国心血管病报告2017概要》［1］2016年我国大陆地区的介入治疗数量达到666 495例，较2015年增加了17.4%。随着疑难复杂手术的开展和介入治疗频度的增加，患者和术者在介入治疗过程中受到的辐射剂量可能显著增高，冠心病介入治疗的辐射防护问题已引起了越来越广泛的关注。

从事介入治疗的医护人员，特别是年轻医师的辐射防护意识和防护知识显著不足。Uri［2］对英国医师进行的调查发现，63%不能正确评估辐射风险，15%认为超声和磁共振成像利用电离辐射，11%认为放射性核素研究不涉及电离辐射。Lee等［3］对美国急诊科和放射科医师进行调查发现，仅9%急诊科医师认为CT辐射剂量可能增加疾病风险。Shiralkar等［4］对英国各专科医师进行调查发现，97%医师低估了辐射的风险。张秀华等［5］对医院内涉及辐射相关工作的120名医师和护士进行调查发现，60%的医师不了解辐射防护的原则。谭雪雁等［6］对3所医院共249名医务人员进行调查发现，仅8.84%的医务人员行X线检查时注意对非照射部位进行防护。陈秀梅等［7］对108名导管室医务人员调查发现，三级医院的介入放射手术量每周＞30台达33.3%， 每台介入手术的曝光时间＞30 min达14.5%，介入手术过程中铅围裙的使用率仅为72.2%，不佩戴放射检测仪者占4.6%，不能确定放射检测仪佩戴位置的医务人员占9.3%。刘霓［8］对84名介入手术室医护人员进行调查后发现，虽然医护人员对辐射有较高的防护意识，但辐射防护相关知识欠缺，自身防护行为较差。因此，介入手术室医护人员应加强辐射防护培训、提高辐射防护意识及改善辐射防护行为。

本文旨在为从事冠心病介入治疗的医护人员普及辐射防护的相关知识，提高其辐射防护意识，介绍辐射防护方法，以减少在放射介入治疗过程中医师和患者不必要的辐射暴露、降低相关风险。

1 冠心病介入治疗术中辐射的影响

1.1 确定性效应和随机性效应

（1）确定性效应（deterministic effect）：射线照射人体产生辐射效应存在剂量阈值（阈值的大小和生物体的特异性相关），确定性效应是指当生物组织或器官接受超过这一辐射阈值时产生的辐射效应，其结果可能导致照射部位一定数量的细胞死亡，直至组织坏死。确定性效应的损伤程度随辐射剂量的增加而加剧。典型的确定性辐射效应包括放射性皮肤损伤、晶状体浑浊等。（2）随机性效应（stochastic effect）：随机性效应是指射线照射人体时，电离辐射通过直接或间接方式使细胞内控制生长和分裂增殖等重要功能的大分子或遗传物质受到损伤，这些细胞繁殖出的细胞克隆经过一定的潜伏期后可能发生恶变。这种随机性效应发生与否不存在辐射剂量阈值。但随机性效应的发生概率与辐射剂量间存在线性关系。典型的随机性效应包括癌症、基因突变等［9-10］。

1.2 介入治疗中患者的辐射风险

（1）放射性皮肤损伤：放射线射入部位的皮肤组织接受到的辐射剂量最大，其辐射损伤风险亦最大，主要表现为急性放射性皮肤损伤。国际放射防护委员会（International Commission on Radiological Protection，ICRP）第85号报告建议将急性放射性皮肤损伤确定性效应的阈剂量设为2 Gy。当皮肤受到2 Gy剂量照射时可能发生红斑，受到7 Gy照射时可能发生永久性脱毛，剂量超过12 Gy时可能发生皮肤坏死［11］。（2）肿瘤：患者不同器官和组织受到射线照射后均有罹患肿瘤的风险。Johnson等［12］调查显示，有复杂心脏疾病需要高暴露辐射检查的儿童癌症风险提高了6.5%。Huang等［13］研究发现，在64排CT非创伤性冠状动脉血管成像技术（computed tomography coronary angiography）检查后，辐射诱发的恶性肿瘤在青年人群发病较老年人群多见。且可能因乳腺对射线较敏感，女性比男性更易罹患辐射相关的乳腺癌。

1.3 介入治疗中术者的辐射风险

由于介入医务人员受到长期的辐射暴露，这种长期的辐射累积剂量可能产生更多潜在的辐射疾病风险。周军荣［14］对34名导管室介入医护人员按是否采取辐射防护措施分为防护组（1011例）和对照组（927例），发现在927例术中防护组医护人员辐射相关临床症状发生率为8.33%，对照组为47.06%，差异有统计学意义（p＜0.01）。

（1）晶状体浑浊：晶状体对辐射的敏感性高，容易产生晶状体浑浊，其中后囊下白内障为最常见的辐射性白内障类型，由于浑浊位于视轴，早期即可出现明显视力障碍。国际放射防护委员会ICRP于2012年第118号出版物建议将眼晶状体急性确定性效应阈剂量减至0.5 Gy［15］。国际原子能机构（International Atomic Energy Agency，IAEA）2012年发布的《国际辐射防护和辐射源安全基本安全标准》采纳了ICRP上述关于新的眼晶状体职业照射剂量限值的建议，限定眼晶状体连续5年的年平均剂量当量不超过 20 mSv（5年内不超过100 mSv），并且任何单一年份内剂量当量不超过50 mSv，与之前规定的眼晶状体剂量限值（150 mSv/a）相比有很大幅度的下调［16］。陈玉浩［17］对178名医用X线工作人员（356只眼）进行调查，结果显示医务人员的晶状体浑浊率为93.82%，形态以点状及粉尘状浑浊为主，其中67只眼（18.72%）伴有晶状体后囊下点状浑浊，建议相关医务人员加强对晶状体的保护。（2）生育障碍：从事介入工作的医务人员的睾丸或卵巢长期受到辐射后可引起不同程度的生育障碍。国际放射防护委员会ICRP第41号报告将吸收剂量引起男性永久不育的确定性效应阈值剂量定为3.5～6 Gy，女性定为2.5～6 Gy［18］。Latini等［19］报道称，在心血管介入医师30年的职业生涯中，性腺受到0.5～1 Gy的累积辐射剂量。（3）肿瘤：长期从事介入治疗的手术医师发生肿瘤的风险是否会增加，这一问题受到各国医务人员的广泛关注。美国心血管造影和介入学会（Society for Cardiovascular Angiography and Interventions， SCAI）于2014年报道，36例罹患头颈部肿瘤的介入医师中，86%的肿瘤发生在左侧，有可能与长期从事介入治疗工作有关［20］。Venneri等［21］研究认为，介入导管室内的高暴露工作人员（每年吸收剂量达到5 mSv）未来20年内癌症（致死性与非致死性）的风险增加1%左右。这值得引起介入相关工作人员的高度关注。（4）染色体与细胞畸变：长期的辐射暴露对从事介入治疗的医务人员的遗传物质也可能造成损伤。Zakeri等［22］研究发现从事心脏介入手术医师的染色体断裂率显著高于非介入手术医师（p＜0.01），细胞畸变率也显著高于非介入手术医师（p＜0.05）。（5）免疫系统影响：长期的辐射暴露也会对从事介入治疗医务人员的机体免疫能力产生不良影响。Li等［23］对205名有辐射相关工作的医务人员的血液样本进行了检测，结果发现与未从事辐射相关工作的医务人员相比，淋巴细胞比例显著增加（p＜0.01），嗜中性粒细胞比例显著降低（p＜0.01）。补体C3和补体C4显著增加（p＜0.01），IgG显著增加（p＜0.05），IgM显著降低（p＜0.01），提示从事辐射相关工作的医务人员的免疫功能可能受到不良影响。（6）骨关节疾病：由于从事介入治疗工作的医务人员需要穿戴铅衣，长时间、高强度的负重对骨关节可造成不良影响。Klein等［24］对平均从事心脏介入工作达16年的介入医师进行职业健康调查，结果显示约半数医师发生了骨科相关疾病，其中腰椎受损最为多见，占34.4%，颈椎病占24.7%，其余骨关节病占19.6%。可见传统铅衣在保护广大介入医务工作人员的同时，也对其健康带来了不良影响。

2 冠心病介入治疗术中的辐射防护

2.1 辐射防护的三大原则［25］

（1）放射实践的正当化：辐射照射的实践，除非对受照个人或社会带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害（包括健康与非健康危害），否则就不得采取此种实践。（2）放射防护的最优化：对于来自一项实践中的任何特定源的照射，应使防护与安全最优化。在考虑了经济和社会因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低的水平。（3）个人剂量限制：个人剂量限制是为保护个体而设定的辐射防护水平，是不可接受的剂量范围的下限值。这有利于防止发生确定性效应，并将随机性效应限制在可接受的水平。

2.2 介入治疗术中患者的射线防护

（1）仪器参数设置：在能够获取可接受影像质量的情况下，减少投照面积，使用最低采集帧率和最低脉冲频率的脉冲透视模式。据Hansen等［26］研究报道，分别使用7.5 p/s脉冲与10 p/s脉冲对患者进行介入诊疗，发现低频脉冲组可显著减小辐射剂量，而手术并发症发生率较高频脉冲组差异无统计学意义。（2）时间防护：随着手术时间的延长，患者所受的辐射剂量也随之增加。Suzuki等［27］研究发现，在介入手术中患者体表处照射野中心的吸收剂量与术中透视时间成线性正相关（r=0.621， P=0.01）。故在满足临床需要的情况下，应尽量减少手术时间，以减少患者的辐射剂量。（3）距离防护：Hirshfeld等［28］研究显示在手术操作允许的情况下，应尽可能增加X线球管与患者之间的距离，尽可能减少患者与影像探测器之间的距离。建议控制球管中心到诊疗床的距离为80 cm左右，影像探测器到诊疗床的距离控制在30 cm左右，这样可以有效减少患者的辐射剂量。Kuon等［29］通过测量X线球管各个角度辐射场的改变发现，左前斜位（left anterior oblique，LAO）较右前斜位（right anterior oblique，RAO）和正位（postero-anterior，PA）对患者和术者的辐射剂量都要高。这主要可能由于LAO位投射时需要穿过患者的脊柱和纵隔，需要更高剂量的辐射，且RAO位患者与放射源间的距离更长，需要的辐射剂量随之降低。因此，建议术者尽量选择RAO位，并选择低角度成像。此外，术者可通过不断旋转X线球管改变入射点，减少患者体表同一部位受到的辐射照射，以减少辐射损伤的概率。（4）屏蔽防护：对于儿童患者，术者更应仔细考虑采取最优化的防护屏蔽措施，尽可能保护甲状腺、乳腺、眼晶状体和性腺等敏感器官。刘晓晗等［30］研究报道，通过使用滤过板、性腺部位铺垫三角巾等防护措施可显著降低患儿的辐照剂量。（5）对比剂注射方法：赵红岩等［31］认为对比剂自动注射系统（automated contrast injection system，ACIS）内置多种传感器，手柄按钮可精确控制对比剂的流速和剂量。与传统对比剂手动注射系统（manual contrast injection system，MCIS）相比，一方面提高了注射对比剂与采集影像的配合默契程度，间接减少了采集影像的时间与患者的辐射暴露；另一方面术者在造影术中可位于检查床的尾端、远离辐射源，从而显著减少术者的辐射暴露。

2.3 介入治疗术中术者的辐射防护

（1）时间防护：在满足临床需要的情况下，把透视次数、透视时间和摄影时间降到最少，减少不必要的辐射剂量。（2）距离防护：射线的衰减与距离的平方成反比，因此介入医务人员需要尽量避免射线的直接照射，尤其是性腺、甲状腺及晶状体等对辐射敏感的器官。Mercuri等［32］研究发现经桡动脉介入治疗时术者距离放射源更近，故与股动脉入径比较，经桡动脉介入治疗术者接受的辐射剂量可能更高。（3）屏蔽防护：设备屏蔽包括光栅、滤过板及铅挡板等。个人屏蔽装备包括传统铅衣、铅围裙、铅帽及铅眼镜等。需要注意屏蔽装备有无损坏和异常，传统铅衣应避免弯折，否则可能影响射线屏蔽效果。一般铅衣的寿命为4年左右，需要及时更换。此外使用新型防护设备也可进一步提高防护效率。王树华等［33］通过对介入术者不同部位的累积辐射剂量测量发现，相比于使用单一种类铅挡板，联合使用床边吊屏和挂屏铅挡板可提高约40倍的辐射防护效果，建议联合使用床边吊屏和挂屏铅挡板进一步强化对术者的辐射防护。（4）经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）机器人：Granada等［34］报道新型PCI术机器人应用于PCI术可减少介入医师的辐射暴露，可能减少手术医师的防护服穿戴时间。但是，PCI机器人作为新兴事物尚有诸多方面待完善，如缺乏触觉反馈，这一问题在处理高度迂曲病变、严重钙化病变和慢性闭塞病变时尤为突出，有待进一步的研究发展［35］。（5）新型防护装置：笔者在多年临床实践的基础上，研发设计了一套新型防护装置，并获得国家新型实用专利。经检测，新型防护装置的辐射防护效果显著优于传统铅衣，实现了术者胸以下部位“零负重”，使术者腰部和下肢从厚重的传统铅衣“解放”出来。

随着冠心病介入治疗的普及开展，更多的临床医务人员投入到介入治疗工作中来。心血管专业医务人员由于不熟悉辐射防护的相关知识，缺少相关辐射防护的培训，防护意识相对薄弱，忽视了对自身健康的充分保护。因此，应加强相关宣传力度、增加相关培训、普及有关辐射防护知识、强化从事介入工作的医务人员的辐射防护意识，使其更加注重对患者、自身和周围医务人员的防护。期待各级诊疗单位在开展介入诊疗工作时，能积极有效地采取措施减少患者不必要的辐射暴露或损伤，进一步强化医护人员的自身辐射防护，保护放射从业人员的安全与健康。