某医院数字减影血管造影系统放射防护分析

中国中元国际工程有限公司 北京 100086

数字减影血管造影(Digital subtraction angiography)简称DSA,即血管造影的影像通过数字化处理,把不需要的组织影像删除掉,只保留血管影像,这种技术叫做数字减影技术。其特点是图像清晰,分辨率高,对观察血管病变、血管狭窄的定位测量、诊断及介入治疗提供了真实的立体图像,主要适用于全身血管性疾病及肿瘤的检查及治疗。

1 设备原理及污染因素分析

1．1 设备工作原理 介入治疗(DSA装置)主要采用时间减影法,即将造影剂未达到欲检部位前摄取的蒙片与造影剂注入后摄取的造影片在计算机中进行数字相减处理,仅显示有造影剂充盈的结构,具有高精密度和灵敏度DSA用于全身血管检查,可消除其余影像,清晰地显示血管的精细解剖结构。

1．2 污染因素分析与评价因子

(1)X射线。DSA运行时会产生X射线,X射线辐射污染途径主要包括有用线束辐射、泄漏辐射和散射辐射,即有用线束和泄露辐射直接照射的患者人体和建筑墙体的散射辐射。上述X射线随着射线装置的开关而产生和消失。因此,开机期间,X射线成为影响辐射环境的主要因素。

(2)废气、废水、固体废物。DSA运行过程中,不会产生放射性废气、放射性废水和放射性固体废物。但X射线会使空气电离,产生少量臭氧(O3)和氮氧化物(NOX),其中以NO2为主。它们是具有刺激性作用的非放射性有害气体。机房通过设置层流通风系统,可明显降低非放射性有害气体的浓度,减轻其对工作环境的污染。

2 工程概况

本项目DSA机房位于四层,机房周围50m范围内主要为办公及医护辅助区。DSA主要参数及机房防护设计情况详见表2．1

表2．1 DSA机房防护设计情况一览表

3 环境影响分析

3．1 机房屏蔽厚度校核与评价 DSA开机时X射线辐射污染途径主要包括有用线束辐射、泄漏辐射以及散射辐射。根据本项目DSA设备安装位置,机头南北方向可360°旋转,东西方向可在一定角度内旋转,估算时,主射束朝向同时考虑东、南、西、北、上、下。各屏蔽墙厚度均考虑有用线束辐射,采用周工作负荷法,周工作负荷W＝103m A·min。按《辐射源室屏蔽设计与评价》(北京市放射卫生防护所,2002．9)计算比透射量,公式如下:

式中:B:比透射量,(mGy·m2·m A－1·min－1);Hw:考察点处的职业和公众人员的周剂量目标值,mSv/wk。周剂量目标值:对公众的年剂量当量限值为0．3mSv/a,对职业人员的年剂量当量限值为6mSv/a,则相应的周剂量当量限值为公众0．006mSv/周,职业0．12mSv/周,(年工作50周);

R:靶源距考察点的距离,m;W:周工作负荷,通常小于150k V的X射线诊断W＝103m A·min;

U、T:分别为使用因子、占有因子。

求得比透射量B,查《辐射源室屏蔽设计与评价》图2．1和图2．3,求得屏蔽所需防护当量。DSA墙体的防护按照《辐射源室屏蔽设计与评价》(北京市放射卫生防护所,2002．9)折算为Pb当量厚度。估算、评价结果见表3．1。

表3．1 DSA机房1主屏蔽厚度校核

3．2 年有效剂量

(1)工作负荷。根据院方提供手术医生及助手工作负荷,详见表3．2。

表3．2 该院DSA工作负荷

(2)机房内有关人员辐射年有效剂量估算。本项目DSA新建,介入操作时,难以用计算方法来定量描述介入工作人员操作位辐射水平,因此采用类比分析的方法评价介入工作人员可能接受的辐射年有效剂量。经过比较,选取管电压为125k V、管电流为1250m A、防护吊屏同为0．5mmPb当量的山东中医药大学附属医院于2015年6月进行监测的DSA装置进行类比,透视状态停留因子和使用因子均取1,摄影状态停留因子取1/2、使用因子取1,介入工作医生各部位可能接受的年有效剂量估算结果见表3．3。

表3．3 DSA工作场所医生辐射年有效剂量估算结果

在进行身体年有效剂量估算时,选取最大受照剂量进行估算,因此,在一名医生负责全年10000台手术时,介入操作人员(医生)年有效剂量为39．16mSv/a(摄影状态 9．46mSv/a,透视状态 29．7mSv/a),手部年有效剂量为242．5mSv(摄影状态90．5mSv/a,透视状态152mSv/a)。因全年各手术种类数量不固定,按院区7名医生均衡考虑,介入操作人员(医生)年有效剂量为5．59mSv/a,低于本评价提出的职业工作人员年有效剂量约束值6．0mSv/a。手部年有效剂量为34．64mSv,低于职业人员手部年有效剂量约束值150mSv/a。

介入工作人员助手位各部位可能接受的平均辐射年有效剂量估算结果见表3．4。

表3．4 DSA工作场所助手辐射年有效剂量估算结果

按危重患者30%考虑,介入操作人员(助手位)年有效剂量为3．43mSv/a(摄影状态0．81mSv/a,透视状态2．62mSv/a),低于职业工作人员年有效剂量约束值6．0mSv/a。手部年有效剂量率为97．6mSv(摄影状态54．1mSv/a,透视状态43．5mSv/a),低于职业人员手部年有效剂量约束值150mSv/a。

须说明的是,工作人员接受的剂量与手术类型、手术位置、防护条件、防护意识等诸多因素有关。因此DSA工作人员在手术过程中必须佩戴个人剂量计,并采取必要的防护措施。

3 结论

(1)经理论计算,DSA机房四周屏蔽墙及防护门、观察窗外辐射剂量率均能够满足评价采用的2．5μGy/h的限值要求。

(2)按全院工作负荷估算,DSA机房内医生及助手可能接受的最大年有效剂量、手部年有效剂量分别为5．59mSv/a、34．64mSv/a及3．43mSv/a、97．6mSv/a,能够满足本评价采用的职业人员年剂量管理约束值分别不超过6mSv/a、手部不超过150mSv/a的管理要求;

(3)建议在工作中,建立健全辐射防护工作档案,对辐射工作人员的辐射防护培训、个人剂量检测、健康查体和辐射防护检测等资料要分开保管并长期保存,通过监督性监测,如有超过管理剂量约束值趋势时,应及早提示工作人员,加强介入手术中的辐射防护,必要时可采取轮岗等措施,尽可能减少受照剂量,并使之控制在管理约束值范围内。