冠状动脉介入术者上肢辐射的影响因素及防护

钱 海， 楼钶楠， 周军波， 章璐幸

冠脉介入诊疗是近床操作，尽管铅衣可以保护术者躯干阻挡大部分X射线，但上肢等暴露部位仍旧受到较大剂量的辐射［1］。有研究表明，部分高难度冠脉介入手术时，术者的受照剂量已非常接近放射工作人员的年有效剂量限值（20 mSv）。本研究模拟经桡动脉冠脉介入诊疗，采集第一、第二术者左手、左上臂在不同造影体位、不同防护条件下的体表入射剂量率，探讨术者上肢射线剂量与部位高度、术者站位、造影体位及物理防护强度之间的关系，为冠脉介入术者上肢暴露部位的辐射防护提供指导。

1 材料与方法

1.1 仪器设备

①PHILIPS公司Allura Xper FD20型数字化血管造影系统。平板接收器尺寸50 cm×40 cm，采集矩阵1 024×1 024，灰阶14 bit；②床旁防护装置：床上悬吊可倾斜防护屏50 cm×43 cm（0.5 mmPb）下接防护帘50 cm×40 cm（0.5 mmPb），床边防护下屏蔽88 cm×62 cm（0.5 mmPb），床边防护上屏蔽50 cm×43 cm（0.5 mmPb）；③仿真人体模型1个（模拟患者，美国RSD公司生产的Alderson RANDO仿真人体模型，体模内组织齐全，吸收系数等效真人），普通人体模型2个（身高170 cm，模拟第一、第二术者）；④德国Dr.Goos无袖及半袖射线防护服各2套（0.5 mmPb）；⑤美国Thermofisher公司生产的EPD-MK2射线剂量测量仪2个：剂量率范围0μSv/h～＞4 Sv/h，自动调整，精度±5%，使用前均经过检测校正；⑥带夜视功能无线迷你摄像头及图像实时接收设备。

1.2 方法

1.2.1 曝光条件及造影体位 将仿真人体模型置于DSA床中线上，胸部位于C臂正位时平板接收器正下方。床高固定在0，平板视野19 cm，采用Cardiacleft coronary 15 fps模式，体重选择55～70 kg，采用冠脉造影常用的8个体位：①右前斜（RAO 30°）；②肝位（RAO 30°CAU 20°）；③右肩位（RAO 30°CRA 20°）；④头位（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°）进行造影曝光采集，平板接收器尽量贴近仿真人体模型。

1.2.2 术者站位及床旁防护装置摆放方式 参照心血管介入诊疗桡动脉穿刺时第一、第二术者站位，DSA床位于中位、C臂正位时，于距离X射线管中心70 cm处作一平行床缘的平行线，第一术者位于该线距离X射线管中心100 cm处，第二术者位于该线距离x射线管中心150 cm处。在不影响手术操作的前提下，悬吊防护屏靠近穿刺点并贴近第一术者，下缘尽量贴近床面，床边防护装置尽量靠近第一术者，此摆放方式为Fetterly等［2］实验证实具有较佳的射线防护效果。

1.2.3 数据采集方法 2个射线剂量测量仪分别放置于第一、第二术者上肢同一部位（左手背或左上臂靠近腋窝处）。分别在仅穿无袖铅衣、单纯床旁防护、半袖铅衣+床旁防护三种防护条件下进行造影曝光，同时采集两位术者左手（左上臂）在各体位下的体表入射剂量率（每点在不同体位下重复测量20次，通过无线摄像头实时记录体表入射剂量率）。为减小误差，每次待剂量测量仪读数稳定时读取测量值；下次测量前需待剂量率降至本底水平；连续2次曝光间隔30 s以上，防止X射线管发热过载导致数据不准确；若出现检测数据偏差过大或DSA出现过载报警则马上停止曝光，待X射线管温度下降，报警解除后继续采集数据。

1.3 统计学处理

2结 果

2名术者左手、左上臂在不同防护条件、不同体位的体表入射剂量率及射线屏蔽率列于图1～4。

仅穿无袖铅衣、无床旁防护时，第一术者左手的体表入射剂量率除LAO 45°和RAO 30°CAU 20°之间差异无统计学意义（F=0.6，P＞0.05），其余各体位之间两两比较差异均有统计学意义（F=2.4～90.5，P＜0.05）；第二术者左手的体表入射剂量率各体位之间两两比较差异均有统计学意义（F=2.3～49.5，P＜0.05）；第一术者左上臂的体表入射剂量率除LAO45°和LAO45°CRA20°之间差异无统计学意义（F=1.5，P＞0.05），其余各体位之间两两比较差异均有统计学意义（F=6.8～116.7，P＜0.05）；第二术者左上臂的体表入射剂量率除CRA30°和LAO45°CRA20°之间差异无统计学意义（F=1.2，P＞0.05），其余各体位之间两两比较差异均有统计学意义（F=2.9～76.3，P＜0.05）。

图1 2名术者左手不同防护、不同体位的体表入射剂量率及射线屏蔽率

图2 2名术者左上臂不同防护、不同体位的体表入射剂量率及射线屏蔽率

图3 2名术者左手、左上臂单纯床旁防护时射线屏蔽率的对比

仅穿无袖铅衣、无床旁防护时，第一术者左手、左上臂各体位的体表入射剂量率均高于第二术者（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°两个体位第一术者左上臂的体表入射剂量率低于左手（t=-29.5、-18.1，P＜0.05），其余各体位第一术者左上臂的体表入射剂量率均高于左手（t=7.1～55.3，P＜0.05），第二术者左上臂各体位的体表入射剂量率均高于左手（（t=9.2～78.8，P＜0.05）。

仅穿无袖铅衣、无床旁防护时，距离X射线管较远的第二术者左手、左上臂的体表入射剂量率较第一术者分别减少了6.31%～32.15%、5.35%～22.58%，而第一术者左手、左上臂在单纯床旁防护时的射线屏蔽率分别为22.46%～52.93%、23.83%～72.12%，第一术者左上臂在床旁防护+半袖铅衣双重防护时的射线屏蔽率则升至73.32%～89.48%。可见增加距离可减少射线剂量，但应用物理防护设备的辐射防护效果比单纯增加距离更加显著。

图4 2名术者左上臂半袖铅衣+床旁防护时射线屏蔽率的对比

每位术者左手给予床旁防护后的体表入射剂量率较床旁防护前下降（第一术者左手t=49.4～181.6，P＜0.05；第二术者左手t=5.1～47.3，P＜0.05）；每位术者左上臂在不同防护条件下（无袖铅衣、单纯床旁防护、半袖铅衣+床旁防护）的体表入射剂量率之间差异均有统计学意义（第一术者左上臂F=84.6～531.3，P＜0.05；第二术者左上臂F=7.0～326.3，P＜0.05），且防护越强，体表入射剂量率越低，射线屏蔽率越高。

单纯床旁防护时，第一术者左手、左上臂各体位的射线屏蔽率均高于第二术者，两位术者左上臂的射线屏蔽率在多数体位高于左手。所以尽管无床旁防护时第一术者左手、左上臂各体位的体表入射剂量率均高于第二术者以及2名术者左上臂的体表入射剂量率在多数体位高于左手，但给予床旁防护后第一术者上肢多数体位的体表入射剂量率反而低于第二术者，2名术者左上臂也有不少体位的体表入射剂量率低于左手。半袖铅衣+床旁防护双重防护时，第一术者左上臂多数体位的射线屏蔽率高于或等于第二术者，2名术者之间及各体位之间左上臂的体表入射剂量率差值和射线屏蔽率差值均较单纯床旁防护时进一步缩小。

3讨论

如今，桡动脉已成为冠脉介入诊疗的主要途径，但相比于经股动脉途径，经桡动脉冠脉介入诊疗时术者距离X射线管和患者胸部都更近，所受的射线剂量也相对更大［4］，实际工作中，很多术者出于对精细操作及舒适性的要求，往往只穿无袖铅衣、铅围脖，而忽视肢体暴露部位的辐射防护，对床旁防护的使用也不到位。

既往一些研究多采用面积剂量乘积（DAP）、累积皮肤表面入射剂量、透视时间来描述术者所受辐射强度，但不同体重的患者、不同水平的术者以及不同的手术难度都将导致射线剂量大幅波动，数据缺乏稳定性、可重复性及可比性。本研究的优势为：①采用仿真人体模型代替患者、普通人体模型代替术者进行曝光，既避免对真实患者、术者的辐射伤害，又可以重复多次采集以得到更精确、稳定的数据；②射线剂量采用体表入射剂量率体现，可以实时反映单位时间内的辐射强度，更加直观和准确。本研究对比上肢各部位在不同术者站位、造影体位和防护条件下的体表入射剂量率后得出许多有意义的结论如下。

仅穿无袖铅衣、无床旁防护时，2名术者左手、左上臂在各体位下的体表入射剂量率均较高。辐射来源分为床下X射线管的主射线、漏射线以及床上患者胸部的散射线。第一术者与X射线管的距离及与主射线束之间的角度随着造影体位的改变而变化，距离X射线管越近及与主射线夹角越小（即正对主射线），第一术者的体表入射剂量率越大，张引等［5］研究也证明了此观点。本研究中，在LAO 45°CRA 20°（左肩位）时第一术者离X射线管较近，LAO 45°CAU 20°（蜘蛛位）时第一术者与主射线夹角较小，因此射线剂量较大；而且上述2个体位C臂角度相对较大，X射线穿透仿真人体的厚度增加，为得到理想的图像质量，DSA机自动提高曝光条件（调整管电压、管电流），射线剂量相应增加；而RA030°时第一术者离X射线管的距离较远，且C臂角度相对最小，X射线穿透仿真人体的厚度减少，故射线剂量也相对较小。

此外因为第一术者相比第二术者距离射线源及患者胸部更近，而X射线能量的衰减与距离的平方成正比，故仅穿无袖铅衣时第一术者左手、左上臂各体位的体表入射剂量率均高于第二术者。因为术者左手贴近患者身体侧面，左上臂直接暴露于患者胸部散射线的照射范围，接受的散射线较多，故2位术者左上臂大多数体位的体表入射剂量率高于左手。

给予床旁防护后，2名术者左手、左上臂在各体位下的体表入射剂量率均显著降低，这与王智廷等［6］的研究结论相一致。这是因为悬吊防护屏可有效减少来自患者胸部的散射线，而床边防护使得来自X射线管的主射线和漏射线得到不同程度的衰减。其中第一术者更贴近床旁防护（悬吊防护屏及床边防护），第二术者的站位超出了床旁防护的有效屏蔽范围，故单纯床旁防护对第一术者左手、左上臂的射线屏蔽率高于第二术者，这与陈子满等［7］的研究结论相一致。同时术者左手处于悬吊防护屏与床边防护挡板交界处，部分射线越过床旁防护，而左上臂得到悬吊防护屏较好的射线屏蔽，故两位术者左上臂的射线屏蔽率在多数体位高于左手。此外单纯床旁防护时，第二术者左上臂的射线屏蔽率在CAU 30°（足位）远高于RAO 30°（右前斜），这是因为X射线管在CAU30°（足位）时距离第二术者最远，而在RA030°（右前斜）时X射线管距离第二术者相对较近且部分射线越过床旁防护的有效屏蔽范围。

床旁防护改变了术者站位和部位高度对射线剂量的影响，故给予床旁防护后第一术者上肢多数体位的体表入射剂量率反而低于第二术者，两位术者左上臂也有不少体位的体表入射剂量率低于左手。在床旁防护基础上加用半袖铅衣使两位术者左上臂的体表入射剂量率进一步降低，射线屏蔽率进一步升高，进一步减少术者站位和造影体位对射线剂量的影响，弥补了单纯床旁防护的不足。

综上所述，经桡动脉冠脉介入诊疗中，术者上肢暴露部位的射线剂量受部位高度、术者站位、X射线管-平板的相对位置（造影体位）、物理防护强度等多种因素综合影响。仅穿无袖铅衣时两位术者左手、左上臂的射线剂量均较高，且第一术者高于第二术者，左上臂高于左手；床旁防护可有效降低射线剂量，且对第一术者上肢及两位术者左上臂的防护效果更好；在床旁防护基础上配合半袖铅衣可进一步显著降低左上臂的射线剂量，弥补了单纯床旁防护的不足，所以应充分利用床旁防护及穿戴强化的射线防护用品以减少介入术者肢体等暴露部位的辐射危害。