冠狀動脈介入術者上肢輻射的影響因素及防護

錢 海， 樓鈳楠， 周軍波， 章璐幸

冠脈介入診療是近床操作，盡管鉛衣可以保護術者軀干阻擋大部分X射線，但上肢等暴露部位仍舊受到較大劑量的輻射［1］。有研究表明，部分高難度冠脈介入手術時，術者的受照劑量已非常接近放射工作人員的年有效劑量限值（20 mSv）。本研究模擬經橈動脈冠脈介入診療，采集第一、第二術者左手、左上臂在不同造影體位、不同防護條件下的體表入射劑量率，探討術者上肢射線劑量與部位高度、術者站位、造影體位及物理防護強度之間的關系，為冠脈介入術者上肢暴露部位的輻射防護提供指導。

1 材料與方法

1.1 儀器設備

①PHILIPS公司Allura Xper FD20型數字化血管造影系統。平板接收器尺寸50 cm×40 cm，采集矩陣1 024×1 024，灰階14 bit；②床旁防護裝置：床上懸吊可傾斜防護屏50 cm×43 cm（0.5 mmPb）下接防護簾50 cm×40 cm（0.5 mmPb），床邊防護下屏蔽88 cm×62 cm（0.5 mmPb），床邊防護上屏蔽50 cm×43 cm（0.5 mmPb）；③仿真人體模型1個（模擬患者，美國RSD公司生產的Alderson RANDO仿真人體模型，體模內組織齊全，吸收系數等效真人），普通人體模型2個（身高170 cm，模擬第一、第二術者）；④德國Dr.Goos無袖及半袖射線防護服各2套（0.5 mmPb）；⑤美國Thermofisher公司生產的EPD-MK2射線劑量測量儀2個：劑量率范圍0μSv/h～＞4 Sv/h，自動調整，精度±5%，使用前均經過檢測校正；⑥帶夜視功能無線迷你攝像頭及圖像實時接收設備。

1.2 方法

1.2.1 曝光條件及造影體位 將仿真人體模型置于DSA床中線上，胸部位于C臂正位時平板接收器正下方。床高固定在0，平板視野19 cm，采用Cardiacleft coronary 15 fps模式，體重選擇55～70 kg，采用冠脈造影常用的8個體位：①右前斜（RAO 30°）；②肝位（RAO 30°CAU 20°）；③右肩位（RAO 30°CRA 20°）；④頭位（CRA 30°）；⑤左肩位（LAO 45°CRA 20°）；⑥左前斜（LAO 45°）；⑦蜘蛛位（LAO 45°CAU 20°）；⑧足位（CAU 30°）進行造影曝光采集，平板接收器盡量貼近仿真人體模型。

1.2.2 術者站位及床旁防護裝置擺放方式 參照心血管介入診療橈動脈穿刺時第一、第二術者站位，DSA床位于中位、C臂正位時，于距離X射線管中心70 cm處作一平行床緣的平行線，第一術者位于該線距離X射線管中心100 cm處，第二術者位于該線距離x射線管中心150 cm處。在不影響手術操作的前提下，懸吊防護屏靠近穿刺點并貼近第一術者，下緣盡量貼近床面，床邊防護裝置盡量靠近第一術者，此擺放方式為Fetterly等［2］實驗證實具有較佳的射線防護效果。

1.2.3 數據采集方法 2個射線劑量測量儀分別放置于第一、第二術者上肢同一部位（左手背或左上臂靠近腋窩處）。分別在僅穿無袖鉛衣、單純床旁防護、半袖鉛衣+床旁防護三種防護條件下進行造影曝光，同時采集兩位術者左手（左上臂）在各體位下的體表入射劑量率（每點在不同體位下重復測量20次，通過無線攝像頭實時記錄體表入射劑量率）。為減小誤差，每次待劑量測量儀讀數穩定時讀取測量值；下次測量前需待劑量率降至本底水平；連續2次曝光間隔30 s以上，防止X射線管發熱過載導致數據不準確；若出現檢測數據偏差過大或DSA出現過載報警則馬上停止曝光，待X射線管溫度下降，報警解除后繼續采集數據。

1.3 統計學處理

2結 果

2名術者左手、左上臂在不同防護條件、不同體位的體表入射劑量率及射線屏蔽率列于圖1～4。

僅穿無袖鉛衣、無床旁防護時，第一術者左手的體表入射劑量率除LAO 45°和RAO 30°CAU 20°之間差異無統計學意義（F=0.6，P＞0.05），其余各體位之間兩兩比較差異均有統計學意義（F=2.4～90.5，P＜0.05）；第二術者左手的體表入射劑量率各體位之間兩兩比較差異均有統計學意義（F=2.3～49.5，P＜0.05）；第一術者左上臂的體表入射劑量率除LAO45°和LAO45°CRA20°之間差異無統計學意義（F=1.5，P＞0.05），其余各體位之間兩兩比較差異均有統計學意義（F=6.8～116.7，P＜0.05）；第二術者左上臂的體表入射劑量率除CRA30°和LAO45°CRA20°之間差異無統計學意義（F=1.2，P＞0.05），其余各體位之間兩兩比較差異均有統計學意義（F=2.9～76.3，P＜0.05）。

圖1 2名術者左手不同防護、不同體位的體表入射劑量率及射線屏蔽率

圖2 2名術者左上臂不同防護、不同體位的體表入射劑量率及射線屏蔽率

圖3 2名術者左手、左上臂單純床旁防護時射線屏蔽率的對比

僅穿無袖鉛衣、無床旁防護時，第一術者左手、左上臂各體位的體表入射劑量率均高于第二術者（左手t=38.9～86.5，P＜0.05，左上臂t=13.0～83.8，P＜0.05）；除RAO30°CRA20°、CAU30°兩個體位第一術者左上臂的體表入射劑量率低于左手（t=-29.5、-18.1，P＜0.05），其余各體位第一術者左上臂的體表入射劑量率均高于左手（t=7.1～55.3，P＜0.05），第二術者左上臂各體位的體表入射劑量率均高于左手（（t=9.2～78.8，P＜0.05）。

僅穿無袖鉛衣、無床旁防護時，距離X射線管較遠的第二術者左手、左上臂的體表入射劑量率較第一術者分別減少了6.31%～32.15%、5.35%～22.58%，而第一術者左手、左上臂在單純床旁防護時的射線屏蔽率分別為22.46%～52.93%、23.83%～72.12%，第一術者左上臂在床旁防護+半袖鉛衣雙重防護時的射線屏蔽率則升至73.32%～89.48%。可見增加距離可減少射線劑量，但應用物理防護設備的輻射防護效果比單純增加距離更加顯著。

圖4 2名術者左上臂半袖鉛衣+床旁防護時射線屏蔽率的對比

每位術者左手給予床旁防護后的體表入射劑量率較床旁防護前下降（第一術者左手t=49.4～181.6，P＜0.05；第二術者左手t=5.1～47.3，P＜0.05）；每位術者左上臂在不同防護條件下（無袖鉛衣、單純床旁防護、半袖鉛衣+床旁防護）的體表入射劑量率之間差異均有統計學意義（第一術者左上臂F=84.6～531.3，P＜0.05；第二術者左上臂F=7.0～326.3，P＜0.05），且防護越強，體表入射劑量率越低，射線屏蔽率越高。

單純床旁防護時，第一術者左手、左上臂各體位的射線屏蔽率均高于第二術者，兩位術者左上臂的射線屏蔽率在多數體位高于左手。所以盡管無床旁防護時第一術者左手、左上臂各體位的體表入射劑量率均高于第二術者以及2名術者左上臂的體表入射劑量率在多數體位高于左手，但給予床旁防護后第一術者上肢多數體位的體表入射劑量率反而低于第二術者，2名術者左上臂也有不少體位的體表入射劑量率低于左手。半袖鉛衣+床旁防護雙重防護時，第一術者左上臂多數體位的射線屏蔽率高于或等于第二術者，2名術者之間及各體位之間左上臂的體表入射劑量率差值和射線屏蔽率差值均較單純床旁防護時進一步縮小。

3討論

如今，橈動脈已成為冠脈介入診療的主要途徑，但相比于經股動脈途徑，經橈動脈冠脈介入診療時術者距離X射線管和患者胸部都更近，所受的射線劑量也相對更大［4］，實際工作中，很多術者出于對精細操作及舒適性的要求，往往只穿無袖鉛衣、鉛圍脖，而忽視肢體暴露部位的輻射防護，對床旁防護的使用也不到位。

既往一些研究多采用面積劑量乘積（DAP）、累積皮膚表面入射劑量、透視時間來描述術者所受輻射強度，但不同體重的患者、不同水平的術者以及不同的手術難度都將導致射線劑量大幅波動，數據缺乏穩定性、可重復性及可比性。本研究的優勢為：①采用仿真人體模型代替患者、普通人體模型代替術者進行曝光，既避免對真實患者、術者的輻射傷害，又可以重復多次采集以得到更精確、穩定的數據；②射線劑量采用體表入射劑量率體現，可以實時反映單位時間內的輻射強度，更加直觀和準確。本研究對比上肢各部位在不同術者站位、造影體位和防護條件下的體表入射劑量率后得出許多有意義的結論如下。

僅穿無袖鉛衣、無床旁防護時，2名術者左手、左上臂在各體位下的體表入射劑量率均較高。輻射來源分為床下X射線管的主射線、漏射線以及床上患者胸部的散射線。第一術者與X射線管的距離及與主射線束之間的角度隨著造影體位的改變而變化，距離X射線管越近及與主射線夾角越小（即正對主射線），第一術者的體表入射劑量率越大，張引等［5］研究也證明了此觀點。本研究中，在LAO 45°CRA 20°（左肩位）時第一術者離X射線管較近，LAO 45°CAU 20°（蜘蛛位）時第一術者與主射線夾角較小，因此射線劑量較大；而且上述2個體位C臂角度相對較大，X射線穿透仿真人體的厚度增加，為得到理想的圖像質量，DSA機自動提高曝光條件（調整管電壓、管電流），射線劑量相應增加；而RA030°時第一術者離X射線管的距離較遠，且C臂角度相對最小，X射線穿透仿真人體的厚度減少，故射線劑量也相對較小。

此外因為第一術者相比第二術者距離射線源及患者胸部更近，而X射線能量的衰減與距離的平方成正比，故僅穿無袖鉛衣時第一術者左手、左上臂各體位的體表入射劑量率均高于第二術者。因為術者左手貼近患者身體側面，左上臂直接暴露于患者胸部散射線的照射范圍，接受的散射線較多，故2位術者左上臂大多數體位的體表入射劑量率高于左手。

給予床旁防護后，2名術者左手、左上臂在各體位下的體表入射劑量率均顯著降低，這與王智廷等［6］的研究結論相一致。這是因為懸吊防護屏可有效減少來自患者胸部的散射線，而床邊防護使得來自X射線管的主射線和漏射線得到不同程度的衰減。其中第一術者更貼近床旁防護（懸吊防護屏及床邊防護），第二術者的站位超出了床旁防護的有效屏蔽范圍，故單純床旁防護對第一術者左手、左上臂的射線屏蔽率高于第二術者，這與陳子滿等［7］的研究結論相一致。同時術者左手處于懸吊防護屏與床邊防護擋板交界處，部分射線越過床旁防護，而左上臂得到懸吊防護屏較好的射線屏蔽，故兩位術者左上臂的射線屏蔽率在多數體位高于左手。此外單純床旁防護時，第二術者左上臂的射線屏蔽率在CAU 30°（足位）遠高于RAO 30°（右前斜），這是因為X射線管在CAU30°（足位）時距離第二術者最遠，而在RA030°（右前斜）時X射線管距離第二術者相對較近且部分射線越過床旁防護的有效屏蔽范圍。

床旁防護改變了術者站位和部位高度對射線劑量的影響，故給予床旁防護后第一術者上肢多數體位的體表入射劑量率反而低于第二術者，兩位術者左上臂也有不少體位的體表入射劑量率低于左手。在床旁防護基礎上加用半袖鉛衣使兩位術者左上臂的體表入射劑量率進一步降低，射線屏蔽率進一步升高，進一步減少術者站位和造影體位對射線劑量的影響，彌補了單純床旁防護的不足。

綜上所述，經橈動脈冠脈介入診療中，術者上肢暴露部位的射線劑量受部位高度、術者站位、X射線管-平板的相對位置（造影體位）、物理防護強度等多種因素綜合影響。僅穿無袖鉛衣時兩位術者左手、左上臂的射線劑量均較高，且第一術者高于第二術者，左上臂高于左手；床旁防護可有效降低射線劑量，且對第一術者上肢及兩位術者左上臂的防護效果更好；在床旁防護基礎上配合半袖鉛衣可進一步顯著降低左上臂的射線劑量，彌補了單純床旁防護的不足，所以應充分利用床旁防護及穿戴強化的射線防護用品以減少介入術者肢體等暴露部位的輻射危害。