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介入放射学(interventional.radiology)自七十年代末在发达国家兴起后,由于其技术先进,发展很快,现已可对多种疾病进行诊断或治疗。在我国,不少县级以上医院也先后开展介入放射学工作。由于在操作中需放射工作者长时间在床边通过电视显示器进行跟踪,因此易受到较多的散射线照射,患者也将接受较高剂量,对此应引起足够注意。为了弄清介入放射学的辐射剂量水平和放射工作者防护现状,我们开展本项目研究,以期通过研制防护设施及提出合理应用等措施降低工作人员和患者剂量,以保护他们健康。
一、介入放射学诊疗中患者剂量研究
1、介入放射学诊疗中人体模型内吸收剂量测试,采用国产中国标准人体模型,在ICRP规定的器官或组织中布放自制LiF(Mg,Cu,P)热释光剂量元件。在床上球管机和床下球管机两种不同情况下,选择各自曝光常规条件,对头部、胸部和腹部三个部位介入放射学诊疗时人体模型器官或组织的吸收剂量进行测试并估算全身有效剂量。计算出全身有效剂量与人体模型体表照射量的比值。其中后者的床上球管机头、胸,腹部分别为0.233、3.84、2.10Sv/C·kg-1。;床下球管机头、胸、腹部分别为0.0415、0.211、0.333Sv/C·kg-1。由此值结合患者体表照射量可很方便地估算患者全身有效剂量。
2、介入放射学诊疗病人体表照射量。本研究调查的介入放射学诊疗例数:床上球管机头部介入诊疗68例、胸部92例、腹部85例;床下球管机头部72例、胸部84例、腹部76例,其中诊断约占30%。病人体表照射量仍采用在射野内布放热释光剂量元件方法。结果表明,床上球管机头、胸、腹部体表照射量(中位值)为8.90×10-4C·kg-1、5.52×10-4C·kg-1和24.16×10-4C·kg-1;床下球管机头、胸、腹部为13.6×10-4C·kg-1、53.97×10~4C·kg-1和24.46×10-4C·kg-1。分别比常规X射线诊断造成的患者体表照射量高[3]1.7~8.1倍和2.7~21.8倍。
3、介入放射学诊疗病人有效剂量。根据患者体表照射量和由人体模型得到的有效剂量与体表照射比值得出病人全身有效剂量。床上球管机:胸部(3.24mSv)>腹部(2.43mSv)>头部(0.27mSv);床下球管机:腹部(3.56mSv)>胸部(2.42mSv)>头部(0.50mSv)。相同部位有效剂量中位值并无很大差异,但胸、腹部明显高于头部。其数值与胸、腹部X射线CT检查患者有效剂量(中位值)3.25~3.64mSv[4]相近,比普通X射线诊断检查要高1~3倍。
二、介入放射学工作人员剂量研究
1、介入放射学工作人员剂量测试。对46名介入放射学工作者(包括助手)进行为期三个月监测,将热释光剂量元件分别佩戴在铅围裙内、外的左胸位置,铅围裙外腹部位置、铅围脖外、铅胶帽外前额和左上臂上。详细记录操作曝光条件、曝光时间、毫安秒总量及手术名称。结果表明,每次操作时工作人员体表受照剂量,上半身部位:床上球管机>专用机(C形臂加DSA)>床下球管机:腹部以专用机为大。铅围裙可使躯干部位受照剂量减少90%以上。
2、介入放射学操作位置空气比释动能率测试。对不同机器床边操作位置不同高度空气比释动能率进行现场仪器测试。其结果与热释光剂量元件测试结果基本一致。可见,改进防护降低操作位置剂量水平将对减少工作人员有效剂量起重要作用。
3、介入放射学工作者有效剂量估算
利用佩戴在工作者身体不同位置的热释光剂量元件提供的数据,根据有关文献[2,5,6,7,8]提供的原则和部分试验数据,结合床上球管机和床下球管机两种不同辐射场,在国内首次采用分部相加法进行有效剂量估算。
分部相加法是将铅围裙内左胸体表剂量作为防护时躯干剂量或用防护效果0.9反推无防护时的躯干剂量,有可能高估。另包括头、颈及四肢在有无防护的不同情况下的剂量。分别对不同情况估算不同防护状态下的全身有效剂量。
介入放射学工作者年有效剂量结果是:佩戴个人防护用品为0.051~0.872mSv;未使用脖套为0.110~1.874mSv;未使用任何防护用品为0.342~5.37mSv。这是根据年工作量平均100次的估算。比较直观反映介入放射学工作者剂量还可用平均每次操作的有效剂量。其结果是,佩戴个人防护用品为0.148~9.64μSv;未使用脖套为0.320~20.721μSv;未使用任何防护用品为0.992~59.24gSv。不同类型X射线机操作的工作人员有效剂量高低与体表受照剂量大小是一致的,即床上球管机>C形臂加DSA>传统床下球管机。
如果从外照射个人监测角度考虑,介入放射学工作者的个人年剂量可能有相当一部分会超过50mSv·a-1剂量限值,这可以从附件二的表2中未使用防护用品时左胸部位的单次操作剂量2.1~280μGy来判断。用分部相加法估算的有效剂量更确切反映介入放射学工作者实际受照剂量,是对个人剂量监测的重要补充,这项工作是首次在国内进行。
三、介入放射学辐射场分布及防护设施研究
1、辐射场分布与介入放射学工作者剂量有密切关系。针对床上球管机和床下球管机这两类设备,用仪器现场测试与病人(人体模型)不同距离,不同角度,距地面1米高平面上的空气比释动能率的分布。测试点以射野中心和床边交点为0,向右每25cm(+)和向左每25cm(~)为测试点线,离开床边每隔25cm为~条测试点线,这两线相交点即为测试点。选取胸、腹部诊疗曝光条件:床上球管机85kV,1.5mA;床下球管机85kV,2.5mA。测试结果见附件三的表1和表2,其分布有一定相似性,但床上球管机在各测试点的剂量平均高於床下球管机约30%。
在距中心25~75cm区域的空气比释动能年为0.15~2.8mGy/h平均值为1.17mGy/h,此值均超过普通X射线机卧位透视0.13mGy/h的标准[9]。因此加强介入放射学放射防护是十分必要的。
2、介入放射学防护设施研制
介入放射学防护设施研究的目的是制作一种组合式防护设施,既适用床上球管机又适用床下球管机,在具体应用时,可根据x射线机特点,适当加或减的方法。这些防护设施将使操作者受照剂量明显减少。同时,个人防护用品(铅胶围裙、铅胶围脖、铅胶帽及铅手套)在操作时必须佩戴。
本研究采取的主要防护设施有:
(1)可移动式床侧立地防护屏,高80cm~85cm,防护厚度2mmPb,床下球管机使用。
(2)悬吊铅胶帘:规格2000mm×1000mm,防护厚度2mmPb。可随天轨移动并可360度旋转。主要是阻档来自主射线的散射线。
(3)悬吊铅玻璃:规格350mm×450mm,防护厚度2mmPb。可随天轨移动并可360度旋转。主要减少操作者头颈部受照剂量,对床上球管机尤为重要。
(4)防护手术手套,防护厚度为0.03mmPb,外可再戴外科乳胶手套。
防护设施防护效果评价:床下球管机操作者胸部以下部位防护效果80%以上,床上球管机防护效果60%~90%,胸腹部剂量降低率比床下球管小。因此,必须强调同时要正确使用个人防护用品。
四、小结
本研究对介入放射学诊疗中病人剂量水平和工作人员受照剂量进行调查测试,并利用仿真人体模型取得一系列剂量与体表照射量的转换系数,估算了病人有效剂量和工作人员年有效剂量。进行辐射场分布测试和防护设施研制,使操作位置剂量水平大辐度下降。
本研究用分部相加法估算介入放射工作者年有效剂量。
本研究就全面调查测试和估算介入放射学水平状况,为改进防,减少受照剂量提供了依据。