首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處，北京 100053

引言

數(shù)字減影血管造影（Digital Subtractive Angiography，DSA）技術(shù)已廣泛應(yīng)用于腦血管、心血管及外周血管等方面的臨床診療[1]。介入手術(shù)中，職業(yè)人員需要在患者的床側(cè)進行操作，距離X射線球管近，透視時間長，不易防護，導(dǎo)致介入放射工作人員受到較大的輻射照射[2-3]。不同介入放射工作人員在手術(shù)中的操作位置不同，其中第一術(shù)者位、第二術(shù)者位和第三術(shù)者位是介入輻射防護的重點對象[4-9]。國內(nèi)外已有學(xué)者從輻射劑量學(xué)角度對介入職業(yè)人員受到的電離輻射水平進行了研究，證實了大角度旋轉(zhuǎn)投照時，介入職業(yè)人員所在位置輻射劑量會有明顯的提升[10-15]，而且介入職業(yè)人員的放射防護與輻射安全已成為介入診療和放射防護領(lǐng)域關(guān)注的焦點[16-18]。

神經(jīng)介入診療是目前評估和治療腦血管疾病的最有效手段之一，由于神經(jīng)介入手術(shù)的復(fù)雜性，經(jīng)常需要雙平板DSA的正側(cè)位X射線球管同時曝光，并根據(jù)病灶位置調(diào)整X射線投照角度。現(xiàn)有的防護設(shè)施是根據(jù)單球管DSA設(shè)計的，在使用雙平板DSA的神經(jīng)介入診療工作中不能起到很好的防護作用[4]。本研究提出了雙平板DSA輔助防護用品的改進方案，測量了輔助防護設(shè)施改進后的防護效果，并根據(jù)研究結(jié)果為介入職業(yè)人員的放射防護提出了合理建議。

1 材料與方法

1.1 DSA設(shè)備

使用美國GE公司的Innova IGS 630型雙平板DSA設(shè)備。

1.2 防護改進方案

（1）標(biāo)配防護：DSA設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配備的輔助防護設(shè)施包括懸掛吊屏和床側(cè)鉛簾如圖1所示。懸掛吊屏鉛當(dāng)量為0.5 mmPb，尺寸為760 mm×600 mm；床側(cè)鉛簾鉛當(dāng)量為0.5 mmPb，尺寸為80 cm×120 cm。

圖1 DSA標(biāo)配防護示意圖

（2）輔助防護設(shè)施改進：DSA標(biāo)配的鉛玻璃吊屏較小，對于雙平板DSA的側(cè)位球管射線無法有效防護。改進后輔助防護設(shè)施（圖2）由移動主屏風(fēng)和懸掛側(cè)屏風(fēng)組成，鉛當(dāng)量均為2 mmPb。移動主屏風(fēng)尺寸為90 cm×190 cm，由鉛板和和鑲嵌在屏風(fēng)上半部分的鉛玻璃組成，鉛玻璃尺寸為70 cm×80 cm；懸掛側(cè)屏風(fēng)通過可以轉(zhuǎn)動的軸與主屏風(fēng)相連，由鉛玻璃和鉛簾組成，尺寸分別為80 cm×40 cm和80 cm×30 cm。移動主屏風(fēng)裝有萬向輪，方便移動；懸掛側(cè)屏風(fēng)可以繞軸轉(zhuǎn)動和上下移動，方便介入職業(yè)人員根據(jù)手術(shù)情況改變防護位置。輔助防護設(shè)施配合DSA設(shè)備固有的床側(cè)鉛簾，完善了介入職業(yè)人員的防護措施。

圖2 防護設(shè)施改進后示意圖

1.3 測量儀器與方法

（1）測量儀器：使用白俄羅斯ATOMTEX公司生產(chǎn)的AT1123型輻射劑量監(jiān)測儀，對介入手術(shù)中職業(yè)人員操作位劑量水平進行測試。實驗所用輻射劑量監(jiān)測儀經(jīng)中國計量科學(xué)研究院計量檢定合格。

（2）測試模體：使用國家衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“醫(yī)用X射線診斷設(shè)備質(zhì)量控制檢測規(guī)范”(WS 76-2020)[19]規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)水模，尺寸為300 mm×300 mm×200 mm，內(nèi)裝自來水。測試時依據(jù)WS76-2020規(guī)定的檢測方法，在水模表面附加1張1.5 mm厚度的銅板[19]。

（3）測試位點：模擬神經(jīng)介入手術(shù)操作，將水模體置于檢查床頭部位置，正側(cè)位球管對準(zhǔn)水模體，保證實驗過程中床的位置、高度和角度均不變，介入職業(yè)人員防護設(shè)施擺位參照正常手術(shù)時位置，模擬介入人員進行股動脈穿刺的操作位置，第一術(shù)者位距離球管60 cm，第二術(shù)者位距離球管120 cm，第三術(shù)者位距離球管180 cm（一般為床側(cè)控制臺位置）；三個術(shù)者位距離床10 cm。選取距地面高度分別為20、40、60、80、105、125、140、155和180 cm的9個點位，高度固定位置以輸液架標(biāo)記[20]。

（4）透視條件：選擇頭顱-頸動脈（Head-Carotids），脈沖透視15幀/s，自動曝光控制（Automatic Exposure Control，AEC）模式，雙球管同時曝光，以下角度每隔10°采集一組數(shù)據(jù)，每次曝光5 s，重復(fù)3次，取監(jiān)測儀顯示穩(wěn)定后的平均值作為測量值[11]。透視分兩種情況：① 保持側(cè)位球管固定在初始位置（LAO方向90°，CAU方向0°），改變正位球管的投照角度；正位球管C臂沿體軸右側(cè)旋轉(zhuǎn)（LAO）角度范圍為-20°～30°，C臂沿垂直軸足向旋轉(zhuǎn)（CAU）角度范圍為-20°～30°。正位球管曝光參數(shù)為90 kV，19.5 mA，側(cè)位球管曝光參數(shù)為92 kV，18.4 mA；② 保持正位球管固定在初始位置（LAO方向0°，CAU方向0°），改變側(cè)位球管的投照角度；側(cè)位球管LAO角度范圍為70°～110°，CAU角度范圍為-20°～20°；正位球管曝光參數(shù)為90 kV，19.5 mA，側(cè)位球管曝光參數(shù)為92 kV，18.4 mA。

1.4 統(tǒng)計分析方法

采用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析，分別統(tǒng)計在DSA設(shè)備標(biāo)配防護（懸掛吊屏和床側(cè)鉛簾）和改進輔助防護設(shè)施情況下第一、第二、第三術(shù)者位平面不同高度位置的輻射劑量值。對所得數(shù)據(jù)進行配對t檢驗，檢驗結(jié)果以P<0.05有統(tǒng)計學(xué)意義。

同一位置防護設(shè)施改進前和改進后的輻射劑量值分別記為A和B，按公式(1)計算屏蔽效率α。

2 結(jié)果

2.1 改進的輔助防護設(shè)施在正位球管不同投照角度的屏蔽效率

使用標(biāo)配防護設(shè)施時，介入職業(yè)人員位置所在平面的輻射劑量水平，第一術(shù)者位平均值825.47 μSv/h、最大值3200 μSv/h（LAO 30°、距地180 cm），第二術(shù)者位平均值719.79 μSv/h、最大值 2980 μSv/h（CAU -20°、距地 125 cm），第三術(shù)者位平均值699.19 μSv/h、最大值2980 μSv/h（CAU-10°、距地125 cm）；輔助防護設(shè)施改進后，介入職業(yè)人員位置所在平面的輻射劑量水平均小于400 μSv/h，第一術(shù)者位平均值 96.26 μSv/h、最大值 210 μSv/h（LAO -20°、距地105 cm），第二術(shù)者位平均值147.20 μSv/h、最大值343 μSv/h（CAU -20°、距地125 cm），第三術(shù)者位平均值148.66 μSv/h、最大值 320 μSv/h（LAO -20°、距地 105 cm）。

計算改進的防護設(shè)施相較于標(biāo)配防護設(shè)施的屏蔽效率，見表 1～2。

表1 正位球管LAO方向不投照角度術(shù)者位距地不同高度的屏蔽效率

表2 正位球管CAU方向不投照角度術(shù)者位距地不同高度的屏蔽效率

從表1～2可以看到，防護設(shè)施改進后，當(dāng)正位球管投照角度改變時，第三術(shù)者位距地80 cm及以下位置部分點位屏蔽效率較其他點位略低，主要是因為第三術(shù)者位距離球管較遠(yuǎn)，DSA設(shè)備的正位球管位于床的下方，在此位置散射線起主要作用，而對于散射線的防護，主要依靠介入職業(yè)人員對鉛衣、鉛帽和鉛圍脖等個人防護用品的正確使用。正位球管在LAO方向正角度旋轉(zhuǎn)時屏蔽防護效果明顯低于負(fù)角度，主要是因為正位球管LAO方向正角度旋轉(zhuǎn)時，X射線投照方向為術(shù)者站立側(cè)，主射線起主要作用，因此在DSA的使用中應(yīng)避免球管朝術(shù)者位置方向照射。

2.2 改進的輔助防護設(shè)施在側(cè)位球管不同投照角度的屏蔽效率

使用標(biāo)配防護設(shè)施時，介入職業(yè)人員位置所在平面的輻射劑量水平，第一術(shù)者位平均值886.13 μSv/h、最大值9700 μSv/h（CAU -20°、距地155 cm），第二術(shù)者位平均值367.41 μSv/h、最大值1160 μSv/h（CAU 20°、距地125 cm），第三術(shù)者位平均值341.4 μSv/h、最大值1030 μSv/h（LAO 70°、距地80 cm）；輔助防護設(shè)施改進后，介入職業(yè)人員位置所在平面的輻射劑量水平均小于400 μSv/h，第一術(shù)者位平均值98.41 μSv/h、最大值200 μSv/h（LAO 90°、距地125 cm），第二術(shù)者位平均值134.39 μSv/h、最大值385 μSv/h（LAO 70°、距地125 cm），第三術(shù)者位平均值132.72 μSv/h、最大值270 μSv/h（LAO 90°、距地140 cm）。

計算改進的防護設(shè)施相較于標(biāo)配防護設(shè)施的屏蔽效率，見表 3～4。

表3 側(cè)位球管LAO方向不投照角度術(shù)者位距地不同高度的屏蔽效率

表4 側(cè)位球管CAU方向不投照角度術(shù)者位距地不同高度的屏蔽效率

由表3～4可以看出，防護設(shè)施改進后，第一術(shù)者位和第二術(shù)者位距地105 cm及以下位置的輻射劑量均有60%以上的降低，主要是因為移動主屏風(fēng)恰好位于側(cè)位球管與術(shù)者之間，起到了很好的防護作用。第二術(shù)者位和第三術(shù)者位當(dāng)球管在LAO方向旋轉(zhuǎn)時屏蔽效果改善不是很突出，尤其在距地125 cm以上位置，主要是因為懸掛側(cè)屏風(fēng)和DSA標(biāo)配懸掛吊屏面積相差不大，對散射線屏蔽效果基本無差異。

2.3 輔助防護設(shè)施改進前后輻射劑量值的統(tǒng)計分析

為驗證輔助防護設(shè)施的改進效果，比較改進前后第一、第二和第三術(shù)者位平面所有檢測點的輻射劑量，數(shù)據(jù)配對t檢驗結(jié)果，見表5。

表5 輔助防護設(shè)施改進前后輻射劑量統(tǒng)計分析

3 討論

我國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“醫(yī)用X射線診斷設(shè)備質(zhì)量控制檢測規(guī)范”(WS 76-2020)[19]中規(guī)定介入手術(shù)中透視防護區(qū)職業(yè)人員位置所在平面輻射劑量水平應(yīng)不大于400 μSv/h，同時要為職業(yè)人員配備個人防護用品和輔助防護設(shè)施[16]。本研究組前期研究結(jié)果表明，采用DSA標(biāo)配防護，雙平板DSA同時曝光時，介入職業(yè)人員腰部以上位置輻射劑量均超過了國家規(guī)定限值。黃卓等[13,15]、李文炎等[14]和徐輝等[20]的研究結(jié)果也表明現(xiàn)有根據(jù)單球管DSA設(shè)計的防護設(shè)施，在雙平板DSA中不能為介入職業(yè)人員起到很好的防護作用。

由于神經(jīng)介入手術(shù)的操作復(fù)雜性，輔助防護設(shè)施既要起到有效防護作用，又不能影響介入職業(yè)人員的手術(shù)操作。通過對DSA標(biāo)配防護下各術(shù)者位平面輻射劑量水平的檢測結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn)，因懸掛吊屏面積較小，正側(cè)位球管在LAO方向大角度旋轉(zhuǎn)投照時，術(shù)者位平面的輻射劑量會有明顯的提升；同時因懸掛吊屏為了配合治療設(shè)有一缺口，在側(cè)位投照方向造成了部分區(qū)域輻射劑量明顯偏高。側(cè)位球管位置與術(shù)者同側(cè)，當(dāng)其大角度旋轉(zhuǎn)時，三個術(shù)者位平面均無有效防護。針對以上防護漏洞，本研究合理增加了輔助防護設(shè)施，對輔助防護設(shè)施的面積和形狀進行了針對性設(shè)計。改進的輔助防護設(shè)施無需在機房施工即可隨時使用，術(shù)者可根據(jù)手術(shù)情況任意調(diào)整懸掛側(cè)屏風(fēng)的位置，并可與標(biāo)配懸掛屏風(fēng)搭接，有效增加防護面積；連接于主屏風(fēng)的懸掛側(cè)屏風(fēng)下部設(shè)有鉛防護簾，能夠有效避免防護空缺。輔助防護設(shè)施的改進方案同時兼顧了防護效果和使用便利性，并可與DSA標(biāo)配防護設(shè)施的搭配使用避免資源浪費。

輔助防護設(shè)施改進后，介入職業(yè)人員位置所在平面的輻射劑量水平均小于400 μSv/h，屏蔽效果顯著，介入職業(yè)人員腰部以上位置屏蔽效率為37.5%～96.2%；尤其對于第一術(shù)者和第二術(shù)者，距地105 cm及以上位置的屏蔽效率達(dá)到60%；與標(biāo)配防護下的數(shù)據(jù)相比，第一、第二、第三術(shù)者位平面的輻射劑量均具有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.001），有效降低了介入職業(yè)人員的輻射劑量，確保了輻射安全。同時，本研究結(jié)果也顯示，對于散射線的防護，仍然主要依靠介入職業(yè)人員對鉛衣、鉛帽和鉛圍脖等個人防護用品的正確使用。

4 結(jié)論

綜上所述，改進后的輔助防護設(shè)施可明顯降低術(shù)者受到的輻射劑量，尤其是對第一術(shù)者和第二術(shù)者的防護效果良好，且移動方便，不影響手術(shù)操作。同時，介入職業(yè)人員仍應(yīng)注意鉛衣、鉛帽和鉛圍脖等個人防護用品的使用，操作中盡量遠(yuǎn)離球管位置，避免X射線朝術(shù)者位置方向照射。