介入放射诊疗辐射剂量特性的检测与验证

夏慧琳，卜羽，安文昊，屠波，朱永丽，高关心

内蒙古自治区人民医院 医学工程处，内蒙古 呼和浩特，010017

介入诊疗技术在很大程度上解决了临床学科的一些难题，在临床上发挥的作用越来越重要。由于其是在X线影像引导下进行插管操作，在整个手术过程中，医护人员均处在曝光现场，身体各部位会受到不同程度的照射，故其辐射防护也是倍受关注的问题[1]。在诊疗过程中，其辐射场的分布、工作人员体表吸收剂量的分布，以及不同手术对工作人员的吸收剂量都具有明显特性，掌握这些特性，对研究者制定辐射防护措施，减少医务人员的职业暴露具有重要意义。

本文利用血管造影仪模拟各种诊疗条件，检测其辐射剂量，研究其辐射特性，为介入诊疗医护人员的辐射防护安全提供研究基础。

1 检测仪器、通用方法与检测条件

1.1 检测仪器

被检仪器： 数字减影血管造影仪（DSA），Philips Allura15。

检测仪器：热释光剂量读出器BR2000D，热释光探测器退火炉BR2000A ，直线加速器输出剂量检测仪TL3000B，国产拟人模体（头、胸、腹部）。

1.2 通用方法

使Lif粉末在240 ℃下退火，冷却，密封在直径2 mm、长20mm的塑料管中待用。进行体模测试时按照患者手术位置摆放在手术床上。每个测试点测2次，最后取平均值。每次现场测试时，均携带本底样，以扣除本底的影响[2]。

1.3 检测条件

测试时，使DSA管球位于诊疗床下，焦点距地面20cm，焦屏距为105cm，诊疗床距地面85cm，管电压为150kV，管电流为1.25mA，该管电压和管电流均由DSA自动设置。曝光时间为10min，无防护测试，去除DSA的全部屏蔽防护措施。

2 检测与验证

2.1 水平辐射场的辐射剂量与分布

2.1.1 检测方法

制作水平方向检测平面，该平面与地面平行，并高于床面20cm。测试平面上放置布单，布单中心与体模胸骨柄中心、DSA球管焦点及影像增强器中心在同一垂直于地面的轴线上。以布单中心为圆心画圆，确定0°方向为头部，180°方向为脚部。以0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°为方向布点，每个方向上点与点的间距为10 cm。

2.1.2 检测数据

水平面测试点的累积空气吸收剂量，见表1。

表1 水平面测试点的累积空气吸收剂量（L/cm）

2.1.3 检测结果与分析

根据表1数据，绘制水平平面辐射剂量的曲线图，见图1。

图1 水平平面的辐射剂量曲线图

在水平平面，剂量曲线呈蝴蝶状分布。当射线束进入患者体内，高能部分沿入射方向从胸骨柄处穿出，形成一个剂量分布中心，能量较低部分进入患者体内并发生散射。在患者头脚延长线，即0°和180°方向，大部分射线被吸收，因此出现该方向等剂量线回缩的现象。在患者左右两侧，即90°和270°方向，由于射线在体内穿行的距离较短，所以射线剂量较大，从而形成以患者胸骨柄为中心的蝴蝶状剂量分布区[3,5]。

由表1及图1可知，床两侧正是高剂量区，辐射剂量明显高于床两端。在225°和135°方向，即插管医生和护士常站立的位置，仍处于一定的剂量曲线区内。

2 垂直辐射场辐射剂量与分布

2.1 检测方法

制作垂直方向的检测平面，使该平面垂直于地面，且平行于床的长边，距手术床中心线50cm。测试平面上放置布单，布单长200cm，底边与地面平齐。布单上采用方格式布点，每个方格为20 cm ×20 cm。在布单上方格交点编号，1号和46号为底边，5和50号为顶边。

2.2 检测数据

垂直面测试点的累积空气吸收剂量，见表2。

表2 垂直面测试点的累积空气吸收剂量（L/cm）

2.3 检测结果与分析

根据表2的数据绘制出垂直面的辐射剂量曲线图，见图2。

由图2可见，在垂直平面，剂量曲线呈草帽状分布。当射线束进入患者体内, 能量较高的部分沿入射方向穿出患者身体, 形成强剂量区的中心，类似草帽的顶部；而能量较低的射线进入体模后发生散射, 这部分射线射出的方向取决于射线的能量和折射的方向, 它既可以向上散射, 也可以向下散射, 还可以向四周散射, 因此分散在一个很大的区域范围内形成剂量区，即草帽底部[3,5]。

图2中最高剂量点，即球管出线口的位置，与床平行的中心线以下剂量分布明显地高于中心线以上区域，且向患者脚端方向延伸扩展。该位置正是操作医生下肢到足部的位置。

图2 垂直面的辐射剂量曲线图

根据李冰等人的报道[3]，针对不同型号、不同厂家生产的介入诊疗DSA设备的辐射场剂量分布特性来看, 剂量分布不受管电压、电流、机型等影响, 基本均呈现以上2种剂量分布曲线。

3 工作人员体表辐射剂量的分布

3.1 检测方法

以心血管造影手术的第一术者体表剂量进行测量，剂量测试点布放在第一术者体表的8个位置，即头部、甲状腺、左胸、左腹、左手、右手、左足、右足。其他检测条件不变，增加防护装置再测量。防护装置为2种，一种是床上一块50cm×35cm，厚0.5mm铅当量可自由移动的铅玻璃屏，床的侧下方有铅橡胶挂帘（60cm×90cm），其上方有铅制挡板（52cm×44cm）。

在有防护和无防护的条件下，分别检测3次，将测量值算其平均值。

3.2 检测条件

检测分透视和摄影2种情况。在透视条件下，管电压为（85±10）kV，管电流为（6.2±1.9）mA，荧光透视时间为（12.5±10）min。摄影条件下，管电压为（98±10）kV，管电流为（550±128）mA，累积摄影时间为（40±22）min。

3.3 检测数据

心血管造影手术中，第一术者体表空气吸收剂量，见表3。

表3 第一术者体表空气吸收剂量（L/cm）

3.4 检测结果与分析

由表3的检测数据可见，在无防护的条件下，第一术者体表空气吸收剂量从右到左，从上到下依次呈增强趋势，以左足为最高。究其原因是，在介入放射学操作中医生受照主要来自于X线球管的主射线和漏射线以及患者的散射线。左足距X 线球管最近，因此剂量最高[4]。腹部剂量较高原因是由于腹部距患者身体最近。

增加防护后，剂量能降低10倍左右，可见，增加防护可以大大减少医生对X线的吸收剂量。左手和腹部辐射剂量减少不如左足多，分析原因是因为，左手和腹部是床上铅屏与患者体表之间存在缝隙, 有散射线和漏射线射出，因此增加防护后仍存在一定剂量。左足剂量下降较大是因床侧加防护铅帘后, 医生的下半身被挡在铅帘外, 一般情况不会进入帘内, 所以防护效果较好。

4 不同介入手术医护人员所受的辐射剂量

4.1 检测方法

选择心血管介入、肝介入、肺介入3种手术进行检测，剂量测试点布放在第一术者体表的5个位置，即头部、左胸、左腹、左手、左足。测量在有防护的情况下进行，防护条件同3.1。

4.2 检测条件

检测分透视和摄影2种情况。透视条件下，管电压为（85±10）kV，管电流为（6.2±1.9）mA，荧光透视时间为（12.5±10）min。摄影条件下，管电压为（98±10）kV，管电流为（550±128）mA，累积摄影时间为（40±22）min。

4.3 检测数据

3种方式第一术者体表累积空气吸收剂量，见表4。

表4 第一术者体表累积空气吸收剂量（L/cm）

4.4 检测结果与分析

由表4可见，3种介入放射学操作中，第一术者体表平均空气吸收剂量最高为心血管介入操作，依次是肺癌化疗、肝癌化疗操作。分析原因为，心血管介入操作时要对左、右冠脉分别进行选择性插管, 并且从多个角度对心血管进行造影, 这使透视和摄影的时间延长, 此结果与国外报道基本相同[5]；肝介入操作的医生体表剂量较高，原因是栓塞过程要在X 线监视下进行；肺介入操作医生体表剂量较低，原因是肺的密度较小，透视的管电压较低，管电流较小，操作较简单，一般只需在X 线的监视下将导管送入患者病变的靶血管即可，因此，X线曝光时间较短，医生受照剂量较低。除上述因素外，肝、肺介入操作造影时医生可远离X线机，而心血管介入操作医生要站在手术床旁，这也是肝、肺介入操作比心血管介入操作医生体表剂量低的原因之一。

据统计报道[6-7]，介入放射学操作防护的重点和难点在心脏介入操作上。与肝、肺介入操作相比，肝、肺透视时有用射线束的方向是竖直向上的，而心血管介入操作时要从多个角度对心血管进行造影，如常规有左前斜30°和右前斜60°等, 这些倾斜角度造影产生的有用射线束有的会朝向医生, 因此仅靠一个简易防护很难实现最佳防护。

5 小结

经过检测与验证，介入诊疗的水平辐射场呈蝴蝶状，垂直辐射场呈草帽状，剂量分布不受管电压、电流、机型等影响, 基本均呈现以上2种剂量分布曲线。诊疗过程中，第一术者体表分布剂量由上到下、从右到左逐渐增强，采取辐射防护装置可以大幅减少辐射剂量。3种介入放射学操作中，第一术者体表平均空气吸收剂量最高为心血管介入操作，依次是肺介入、肝介入操作。

据本文对DSA辐射剂量的检测数据及其原因分析，可以对介入放射学中工作人员的辐射防护与安全提供研究依据。

[1]宋福祥,刘智慧.放射性介入操作中患者和工作人员辐射剂量及健康危险[J].医学综述,2008,12(24):3797-3800.

[2]曾自力.X射线治疗机剂量的测量[J].中国辐射卫生,2006,3(15):58-59.

[3]李冰,李雅琴.医用介入X线周围辐射场剂量分布测量[J].白求恩医科大学学报,2001,4(27):371-373.

[4]郁鹏,尉可道,李田昌,等.介入诊疗中重要站立区域辐射剂量的测定与评价[J].中华放射医学与防护杂志,2004,6(24):573-574.

[5]郁鹏,尉可道,刘澜涛,等.介入诊疗区域内辐射场的测定与评价[J].中华放射医学与防护杂志,2005,25(3):270-271.

[6]王树华,何青,孙福成.心血管介入诊治中的放射防护状况调查[J].中国介入心脏病学杂志,2006,14(1):22-24.

[7]王鹏程.放射治疗剂量学[M].北京:人民军医出版社,2007.