冠状动脉血管造影术受检者皮肤剂量峰值监测与分析

王彬，高林峰，钱爱君，姚杰，肖虹，蒋舟

介入治疗是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗，在医学影像设备的引导下，将特制的导管，导丝等精密器械引入人体，对体内病变进行诊断和局部治疗，是目前较先进的诊治方法。介入放射学技术的应用，对患者可造成两类风险。一是电离辐射随机性效应，如辐射致癌，遗传效应等；二是确定性效应，如对皮肤和眼晶体的损伤。介入放射学技术的发展导致发生电离辐射确定性效应的患者病例增加。从1990年起，全球陆续报道介入放射学导致的皮肤放射性损伤，还可波及脊柱[1]。 日本在1995年～2004年期间就报道了30例以上，严重程度从脱发到坏疽不一而足。发生皮肤损伤的介入类型包括冠状动脉血管成型术、经导管肝动脉化疗栓塞（TACE）等[2]。许多患者没有接受辐射风险的建议，也没有在辐射剂量可能导致损伤的情况下进行随访。患者遭受放射性皮肤损伤的几率和年轻患者未来可能面临癌症的风险增加[3]。IAEA出版专著强调迫切需要加强介入放射学中患者的放射防护与安全[4]。由于介入放射学诊疗过程的特殊性和复杂性，在临床实际操作过程中不够重视，且缺乏有效办法确保对患者所受辐射剂量进行监控及对操作步骤实行最优化措施，但可肯定的是，介入放射学过程中导致的此类损伤要大于已报告情况。

1 材料与方法

1.1 研究对象选取上海市某家三级医疗医院心内科住院进行冠状动脉造影的患者共计51例。其中男性35例，女性16例，年龄38～90（67±12）岁，体质指数19.3～30.1（24.7±2.7）kg/m2。

1.2 方法

1.2.1 使用仪器手术所用设备为美国GE INNOVA2100。RGD-3B热释光剂量测量系统（北京防化研究院），圆片状GR-200A型LiF（Mg，Cu，P）（北京康克洛公司），规格为直径4.5 mm，厚0.8 mm， 2000B型远红外精密退火炉（北京康克洛公司）。XR-RV3胶片购自美国亚什兰（中国）投资有限公司。胶片尺寸35 cm×43 cm，产品批号08221303。将XR-RV3胶片裁成5 cm×6 cm的小片，送至（中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所辐照）SSDL国家二级标准剂量学实验室的X射线校准装置进行辐照。Epson10000XL扫描仪由厂家提供。

1.2.2 检测指标记录患者体重、年龄等情况；kV、mA、曝光时间等曝光条件；介入参考点累积剂量（CD）、剂量面积乘积（DAP）等剂量学参数；实测照射野区域皮肤剂量峰值（PSD）。

1.2.3 胶片剂量测量法将Gaf Chromic胶片布放在患者靠近管球方向的皮肤表面，进行现场测量直至此例手术结束。胶片扫描完毕后保存为tiff格式，采用美国ASHLAND公司的FilmQA软件分别测量图像的红、绿、蓝3色通道的像素值和光密度值。现场测量胶片与刻度曲线比较，计算该介入程序中患者的PSD；试验数据中测量的像素值越小，代表胶片颜色越深，胶片接受的剂量越高。

1.2.4 热释光剂量测量法准备纯棉医用棉布一块，大小为600 mm×500 mm。在布上缝制49（7行×7列）个小口袋，以用于放置热释光剂量元件，使用时每个口袋同时放置2个剂量元件。剂量计元件布放前经240℃ 、10 min退火，后装入专用密封袋内。测量条件：升温速率为15℃/s，第一恒温温度为135℃，恒温8 s；第二恒温温度为240℃，恒温12 s。所得数据经仪器刻度系数校正。小口袋大小为10 mm×10 m，行内相邻口袋间距45 mm，相邻行间口袋间距50 mm（图1A）。以大写字母C到I表示口袋所在行，以数字2到8表示口袋所在列，字母与数字的组合即可准确定位口袋位置。测量布的中心点根据手术位置而定，手术位置在胸部，则棉布中心点（F5）对应为人体胸部正中间。在现场调查时，调查员根据介入类型，在人画像（图1B）上用记号笔标注棉布中心点（F5）所对应位置。术前将TLD矩阵放置于患者与手术床之间，手术结束时收回热释光剂量元件，及时送回实验室测量。将测得数据制表并绘制剂量分布图，从而得到患者入射皮肤表面的剂量分布和峰值剂量PSD。

1.2.5 质量控制仪器在使用前经过法定部门检定并在有效期内。剂量原件在使用前经严格筛选，分散性≤5%，并经国家次级标准实验室刻度，确保其线性和能影响满足研究要求。

图1 测量布及对应人体位置

1.3 统计学处理采用SPSS 20.0软件进行分析，计量资料采用M（Q1、Q3）表示，组间均数的比较采用秩和检验，两种方法皮肤剂量峰值分别与曝光时间、累积剂量、剂量面积乘积进行Pearson相关性分析，具有相关性的计量资料进入多重线性回归分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 胶片刻度对裁剪统一规格的胶片辐照后进行扫描（图2），然后采用FilmQA胶片分析软件拟合剂量响应曲线（图3）。此胶片扫描后曲线的选择、适应性与不确定度评价均适合CA监测[1]。

2.2 剂量测量记录现场记录每台手术中患者受照剂量的基本参数，包括曝光总时间、介入参考点累积剂量、剂量面积乘积，并测量和分析胶片及热释光剂量元件，计算PSD，由DAP估算有效剂量[5]。51例患者CA术中，曝光时间最长23.5min，介入参考点累积剂量1059 mGy，剂量面积乘积22.9 cGy·cm2，有效剂量22.90 mSv，胶片法监测PSD1.23 Gy，TLD法监测PSD0.51 Gy。胶片法测量PSD超过1 Gy患者2例（表1）。

CA手术，患者PSD（胶片法）与曝光时间、参考点累积剂量、DAP呈正相关关系（r分别为0.577，0.813，0.812，P均＜0.01），经多元线性回归分析，DAP进入方程，R2=0.861，P＜0.01。患者PSD（TLD法）与曝光时间、参考点累积剂量、DAP呈正相关关系（r分别为0.432，0.818，0.820，P均＜0.01），经多元线性回归分析，DAP进入方程，R2=0.777，P＜0.01。胶片法与TLD法比较，P＜0.01，有显著性差异（图4）。

3 讨论

图2 刻度胶片图片

图3 胶片读数分析示例

表1 患者CA术中剂量参数

ICRP 85号出版物[6]指出：若单次或短期内多次IVR操作过程中，组织受到辐射剂量达2 Gy可引起皮肤红斑或白内障，达到7 Gy可引起永久性脱发，达到12 Gy可引起迟发性皮肤坏死。ICRP推荐，对任何操作，当估计皮肤受到的最大累积剂量接近、≥3 Gy时应记录剂量数据；若估计皮肤受到的最大累积剂量≥1 Gy时应记录剂量数据。本研究中＞1 Gy患者2例，有发生皮肤损伤的风险。医疗照射的防护方法有别于其他计划照射情形下的防护方法。其特点是该照射是为患者的直接利益而有意施加的。在诊断和介入程序中要避免不必要的照射，而在放射治疗中要求将需要的剂量授予待治疗的靶体积中，同时要避免健康组织受到不必要的照射。有效剂量是组织及器官的当量剂量乘以权重因子，由于考虑不同组织器官对射线的敏感性，有效剂量与生物体辐射效应直接相关，认为是监控辐射随机性效应恰当的剂量表征量。ICRP 103号出版物[7]指出：ED高于100 mSv时，发生随机效应的可能性增加，并有显著致癌危险。本研究中未发生＞100 mSv，患者发生随机效应的可能性较小，无显著致癌危险。

皮肤剂量是由各种不同方法确定的[8]，包括由荧光透视时间、DAP和蒙特卡罗模拟方法来间接估算皮肤剂量，也可采用慢曝光胶片、电离室和热释光剂量计直接测量皮肤剂量。皮肤剂量峰值（PSD） 是指在一个操作期间授予患者皮肤某一点的最高剂量，是评价确定性效应发生可能性的最好指标。国内使用较多的是用设备参数或TLD来估算皮肤峰值剂量，但有一定误差[9]，可能低估患者实际皮肤受照剂量，该结果对未来皮肤损伤的发生缺乏前瞻性预防，而本研究采用的胶片法经实验证实，已有较大优势，能更准确的进行皮肤剂量峰值的监测，因此，采用联合互补方式找到最优化的监测方案，减少随机性效应的发生，使介入手术的受益最大化。

图4 两种监测方法DAP与PSD线性回归结果

心脏介入手术因病变程度不同，造影导向所致的治疗结局不同，患者所致受照剂量变化范围较大，对于医疗照射，重点在于医疗程序的正当性和防护的最优化，不建议对患者个人实施剂量限制，这可能会影响诊断或疗效。如何最优化的使用治疗手段是医生面临的重要选择，在改善病症的同时减少因治疗带来的二次伤害显得尤为重要。完善监测手段，及时反馈优化手术参数，准确获取剂量数据，前瞻性的提出预防措施是未来工作的方向。

[1]LK Wagner. Radiation injury is a potentially serious complication to fluoroscopically-guided complex interventions[J]. Biomedical Imaging and Intervention Journal,2007,3(2):e22.

[2]Hara H. Chronic radiation dermatitis following coronary interventional radiology[J]. Japanese Journal of Clinical Dermatology,2001,55(11):852-4.

[3]UNSCEAR. 2008 REPORT VOLUME[R]. 2008:53.

[4]IAEA, WHO. Radiological protection of patients in diagnostic and interventional radiology, nuclear medicine and radiotherapy[M].Vienna: IAEA,2001.

[5]刘彬,白玫. 不同版本国际放射防护委员会建议组织器官权重因子对心脏介入诊疗所致有效剂量的影响[J]. 介入放射学杂志,2009,18(12):923-6.

[6]ICRP. Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures[M]. ICRP Publication 85. ICRP 30(2),2000.

[7]ICRP. The 2007 Recommendation of the International Commission on Radiological Protection[M]. ICRP Publication 103. ICRP37 (2-4),2007.

[8]Valentin J. Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures. Annals of the ICRP,2000,30(2):7-67.

[9]白玫,刘彬,郑钧正. 心脏介入患者受照剂量研究[J]. 介入放射学杂志,2007,16(4):222-5.