某醫院數字減影血管造影系統放射防護分析

中國中元國際工程有限公司 北京 100086

數字減影血管造影(Digital subtraction angiography)簡稱DSA,即血管造影的影像通過數字化處理,把不需要的組織影像刪除掉,只保留血管影像,這種技術叫做數字減影技術。其特點是圖像清晰,分辨率高,對觀察血管病變、血管狹窄的定位測量、診斷及介入治療提供了真實的立體圖像,主要適用于全身血管性疾病及腫瘤的檢查及治療。

1 設備原理及污染因素分析

1．1 設備工作原理 介入治療(DSA裝置)主要采用時間減影法,即將造影劑未達到欲檢部位前攝取的蒙片與造影劑注入后攝取的造影片在計算機中進行數字相減處理,僅顯示有造影劑充盈的結構,具有高精密度和靈敏度DSA用于全身血管檢查,可消除其余影像,清晰地顯示血管的精細解剖結構。

1．2 污染因素分析與評價因子

(1)X射線。DSA運行時會產生X射線,X射線輻射污染途徑主要包括有用線束輻射、泄漏輻射和散射輻射,即有用線束和泄露輻射直接照射的患者人體和建筑墻體的散射輻射。上述X射線隨著射線裝置的開關而產生和消失。因此,開機期間,X射線成為影響輻射環境的主要因素。

(2)廢氣、廢水、固體廢物。DSA運行過程中,不會產生放射性廢氣、放射性廢水和放射性固體廢物。但X射線會使空氣電離,產生少量臭氧(O3)和氮氧化物(NOX),其中以NO2為主。它們是具有刺激性作用的非放射性有害氣體。機房通過設置層流通風系統,可明顯降低非放射性有害氣體的濃度,減輕其對工作環境的污染。

2 工程概況

本項目DSA機房位于四層,機房周圍50m范圍內主要為辦公及醫護輔助區。DSA主要參數及機房防護設計情況詳見表2．1

表2．1 DSA機房防護設計情況一覽表

3 環境影響分析

3．1 機房屏蔽厚度校核與評價 DSA開機時X射線輻射污染途徑主要包括有用線束輻射、泄漏輻射以及散射輻射。根據本項目DSA設備安裝位置,機頭南北方向可360°旋轉,東西方向可在一定角度內旋轉,估算時,主射束朝向同時考慮東、南、西、北、上、下。各屏蔽墻厚度均考慮有用線束輻射,采用周工作負荷法,周工作負荷W＝103m A·min。按《輻射源室屏蔽設計與評價》(北京市放射衛生防護所,2002．9)計算比透射量,公式如下:

式中:B:比透射量,(mGy·m2·m A－1·min－1);Hw:考察點處的職業和公眾人員的周劑量目標值,mSv/wk。周劑量目標值:對公眾的年劑量當量限值為0．3mSv/a,對職業人員的年劑量當量限值為6mSv/a,則相應的周劑量當量限值為公眾0．006mSv/周,職業0．12mSv/周,(年工作50周);

R:靶源距考察點的距離,m;W:周工作負荷,通常小于150k V的X射線診斷W＝103m A·min;

U、T:分別為使用因子、占有因子。

求得比透射量B,查《輻射源室屏蔽設計與評價》圖2．1和圖2．3,求得屏蔽所需防護當量。DSA墻體的防護按照《輻射源室屏蔽設計與評價》(北京市放射衛生防護所,2002．9)折算為Pb當量厚度。估算、評價結果見表3．1。

表3．1 DSA機房1主屏蔽厚度校核

3．2 年有效劑量

(1)工作負荷。根據院方提供手術醫生及助手工作負荷,詳見表3．2。

表3．2 該院DSA工作負荷

(2)機房內有關人員輻射年有效劑量估算。本項目DSA新建,介入操作時,難以用計算方法來定量描述介入工作人員操作位輻射水平,因此采用類比分析的方法評價介入工作人員可能接受的輻射年有效劑量。經過比較,選取管電壓為125k V、管電流為1250m A、防護吊屏同為0．5mmPb當量的山東中醫藥大學附屬醫院于2015年6月進行監測的DSA裝置進行類比,透視狀態停留因子和使用因子均取1,攝影狀態停留因子取1/2、使用因子取1,介入工作醫生各部位可能接受的年有效劑量估算結果見表3．3。

表3．3 DSA工作場所醫生輻射年有效劑量估算結果

在進行身體年有效劑量估算時,選取最大受照劑量進行估算,因此,在一名醫生負責全年10000臺手術時,介入操作人員(醫生)年有效劑量為39．16mSv/a(攝影狀態 9．46mSv/a,透視狀態 29．7mSv/a),手部年有效劑量為242．5mSv(攝影狀態90．5mSv/a,透視狀態152mSv/a)。因全年各手術種類數量不固定,按院區7名醫生均衡考慮,介入操作人員(醫生)年有效劑量為5．59mSv/a,低于本評價提出的職業工作人員年有效劑量約束值6．0mSv/a。手部年有效劑量為34．64mSv,低于職業人員手部年有效劑量約束值150mSv/a。

介入工作人員助手位各部位可能接受的平均輻射年有效劑量估算結果見表3．4。

表3．4 DSA工作場所助手輻射年有效劑量估算結果

按危重患者30%考慮,介入操作人員(助手位)年有效劑量為3．43mSv/a(攝影狀態0．81mSv/a,透視狀態2．62mSv/a),低于職業工作人員年有效劑量約束值6．0mSv/a。手部年有效劑量率為97．6mSv(攝影狀態54．1mSv/a,透視狀態43．5mSv/a),低于職業人員手部年有效劑量約束值150mSv/a。

須說明的是,工作人員接受的劑量與手術類型、手術位置、防護條件、防護意識等諸多因素有關。因此DSA工作人員在手術過程中必須佩戴個人劑量計,并采取必要的防護措施。

3 結論

(1)經理論計算,DSA機房四周屏蔽墻及防護門、觀察窗外輻射劑量率均能夠滿足評價采用的2．5μGy/h的限值要求。

(2)按全院工作負荷估算,DSA機房內醫生及助手可能接受的最大年有效劑量、手部年有效劑量分別為5．59mSv/a、34．64mSv/a及3．43mSv/a、97．6mSv/a,能夠滿足本評價采用的職業人員年劑量管理約束值分別不超過6mSv/a、手部不超過150mSv/a的管理要求;

(3)建議在工作中,建立健全輻射防護工作檔案,對輻射工作人員的輻射防護培訓、個人劑量檢測、健康查體和輻射防護檢測等資料要分開保管并長期保存,通過監督性監測,如有超過管理劑量約束值趨勢時,應及早提示工作人員,加強介入手術中的輻射防護,必要時可采取輪崗等措施,盡可能減少受照劑量,并使之控制在管理約束值范圍內。