中华放射医学与防护杂志  2016, Vol. 36 Issue (4): 303-307   PDF    
介入手术中职业人员眼晶状体受照剂量测量方法及剂量水平研究
李文炎, 范瑶华 , 黄卓, 欧向明, 岳保荣, 徐辉    
100088 北京, 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室
[摘要]    目的 建立介入手术中职业人员眼晶状体受照剂量测量方法,调查介入职业人员眼晶状体受照剂量,为降低介入职业人员眼晶状体受照剂量提供科学依据。方法 选择热释光剂量计(TLD)和光激发光剂量计(OSLD),以眼晶状体个人剂量当量Hp(3)刻度;选择包括单X射线管和双X射线管在内的5种型号的数字减影血管造影装置(DSA),选择心血管介入、脑血管介入等不同介入手术,开展介入职业人员的眼晶状体剂量水平测量。结果 调查的5种不同介入手术类型职业人员眼晶状体的个人剂量当量Hp(3)之间差别较大,其中冠状动脉造影术剂量最低,脑部支架植入术剂量最高;同一介入手术类型,第一术者剂量最高,第三术者剂量最低;同一术者的左眼剂量明显高于右眼剂量。此外OSLD测量结果明显高于TLD测量结果。结论 建立的个人剂量当量Hp(3)刻度方法可靠,使用TLD和OSLD两种剂量计用于介入职业人员眼晶状体剂量测量可行,TLD和OSLD两种剂量计现场测量结果有差异。
[关键词]     介入职业人员    眼晶状体    个人剂量当量Hp(3)    热释光剂量计(TLD)    光激发光剂量计    
The measurements of eye lens dose for occupational staff in interventional procedures
Li Wenyan, Fan Yaohua , Huang Zhuo, Ou Xiangming, Yue Baorong, Xu Hui    
Key Laboratory of Radiological Protection and Nuclear Emergency, China CDC, National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China
Fund program: National Key Technology Support Program (2014BAI12B04)
Corresponding author: Fan Yaohua, Email: fyaohua1@sina.com
[Abstract]    Objective To establish methods of measuring the eye lens dose to interventional staff, to obtain relevant dose data and to provide a scientific basis for reducing eye lens dose. Methods Two kinds of dosimeters, thermoluminescent dosimeter (TLD) and optically stimulated luminescence dosimeter (OSLD), were selected to measure the personal dose equivalent Hp(3) to eye lens of occupational staff in several kinds of interventional procedures, including cardiovascular interventional procedures, cerebrovascular interventional procedures etc. Five types of Digital Subtraction Angiography (DSA) equipment were chosen in the study, including single tube equipment and double tube equipment. Results The eye lens dose Hp(3) to interventional staff varied significantly with different interventional procedures. The lowest dose is shown in the coronary angiography procedure, while the highest dose shown in the cerebral stenting procedure. For the same type of interventional procedure, the eye lens dose to the primary interventionist was the highest. For same interventionist, the dose to the left eye was obviously higher than that to the right eye. In addition, the measured results of OSLD were apparently higher than that of TLD. Conclusions Both TLD and OSLD could be used to measure eye lens dose, and the ways of calibrating TLD to evaluate personal dose equivalent Hp(3) were feasible. The reason of significant difference between the measured results of TLD and OSLD needs further research.
[Key words]     Interventional staff    Eye lens    Personal dose equivalent Hp(3)    Thermoluminescent dosimeter (TLD)    Optically stimulated luminescence dosimeter    

介入放射学(interventional radiology) 具有创伤小、合并症少、精确度高等特点,成为与内科、外科并列的现代医学3大技术[1]。据不完全统计,我国目前有上千家医院的5万多名医务人员利用介入技术开展临床诊疗工作。随着介入放射学的广泛应用,接受介入放射诊疗的患者人数也在逐年上升。在介入手术操作过程中,介入职业人员暴露于X射线的辐射场中,受到一定的辐射照射。其主要受到来自于患者及周围物体的散射线照射,偶尔或少部分可能来自于X射线管的漏射线或主射线,导致职业人员全身、特别是眼晶状体受到较高剂量的照射。国际上有关于介入职业人员眼晶状体浑浊和白内障的报道[2],我国也有关于介入职业人员辐射损伤的报道[3]。目前用于介入职业人员眼晶状体测量的剂量计应用较多的是热释光剂量计(TLD)[4, 5, 6, 7, 8],其次是使用光激发光剂量计(OSLD)[9],还有报道使用电子剂量计[10, 11, 12]。但所提供的剂量学量不统一,近年来国外报道可见Hp(3)[7],国内报道的多数为Hp(0.07)或Hp(10)[13]。本研究采用TLD和OSLD两种剂量计,建立了介入手术中职业人员眼晶状体个人剂量当量Hp(3)的测量方法,并用于临床5种介入手术类型职业人员眼晶状体受照剂量测量。

材料与方法

1. 剂量计选择:选择TLD和OSLD两种剂量计:TLD的探测元件为LiF(Mg,Cu,P),分散性 <3%;OSLD探测元件为(Al2O3:C),由美国蓝道尔公司提供。

2.眼晶状体剂量测量溯源方法研究:国际辐射单位与测量委员会(ICRU)建议Hp(3)是评价眼晶状体受照剂量最适合的实用量[14],然而Hp(3)很少被监测,大部分眼晶状体剂量监测用的是Hp(0.07),这主要是没有解决Hp(3)的刻度问题。近年来,欧盟辐射防护最优化项目(Optimization of Radiation Protection for Medical Staff,ORAMED)推荐的Hp(3)刻度方法是设计一种新的模体,一个由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料作为容器的壁制作的直径20 cm、高20 cm的柱模,里面装满水来模拟人体头颅的衰减模体[15]。除了ORAMED项目外,国外其他研究学者也有报道利用这种柱模得到了X射线和γ射线对应的Hp(3)与空气比释动能(air kerma,Ka)的换算系数[16]

本研究采用欧洲ORAMED项目[15]推荐的刻度方法,参考Behrens[16]发表的Hp(3)与Ka的换算系数,在中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所国家二级标准剂量学实验室(SSDL)的X射线标准辐射场对TLD进行Hp(3)的刻度,选择射线为窄谱N-80(80 kV的X射线)的标准辐射质,照射方式为垂直照射。OSLD由美国蓝道尔公司进行Hp(3)刻度,其通过空气电离室A3-111,A5-234或A3-160可直接溯源到美国国家标准与技术研究所和威斯康星大学。

3. 刻度结果:图 1为对TLD进行Hp(3)刻度后拟合的标准曲线,刻度时将热释光探测元件放置于眼晶状体剂量盒中。图 2为对TLD进行Hp(3)刻度后拟合的标准曲线,刻度时将热释光探测元件放置在OSLD剂量盒中。从图 1图 2拟合的标准曲线可以看出,本项研究采用的刻度方法是可行的,刻度结果能够满足实验研究需要。

图 1 热释光探测元件放置在眼晶状体剂量盒中刻度拟合标准曲线 Figure 1 The calibration curve of TLD(The detector placed in eye lens TLD holder)

图 2 热释光探测元件放置在OSLD剂量盒中刻度拟合标准曲线 Figure 2 The calibration curve of TLD(The detector placed in eye lens OLSD holder)

图 3为对OSLD与热释光探测元件同时同条件进行Hp(3)刻度时,拟合的相关性曲线。从图 3中可以看出,个人剂量当量Hp(3)照射量与OSLD测得值差值 <11%。

图 3 SSDL与OSLD测量的Hp(3)相关性曲线 Figure 3 The correlation curve between SSDL and OSLD measurements

4.剂量计佩戴:TLD和OSLD悬挂在可伸缩的绷带上,将绷带佩戴在开展介入手术职业人员的头部,在不影响其操作的情况下使剂量计佩戴在左右眼的位置。左眼佩戴1个OSLD剂量盒,其中放置1个OSLD探测元件和4片热释光探测元件,右眼佩戴1个眼晶状体TLD。

5. 介入设备及介入手术类型:目前临床上普遍使用单X射线管800 mA以上的数字减影血管造影装置(DSA),近年来我国个别医院引进了先进的双X射线管DSA。本项研究选择了单X射线管和双X射线管两种设备类型,在临床上配备较多的3个生产厂家的DSA。介入手术类型选择临床应用较多的冠状动脉造影术、冠状动脉支架植入术、脑部栓塞术、脑部支架植入术和神经系统血管造影术等5种手术类型。

6. 介入人员眼晶状体剂量水平测量:选择上述5种介入手术类型,对参加每例介入手术的职业人员均进行剂量计佩戴和测量,同时记录每例手术的条件和控制台显示的患者剂量等信息。参与介入手术的人员主要以第一术者、第二术者为主,个别手术病例需要第三术者参与共同完成。考虑到TLD和OSLD两种剂量计的探测下限高于单次介入手术职业人员眼晶状体的剂量,为了尽可能保证测量数据的准确性,减少测量结果的不确定度,根据手术类型的不同,选择每种介入手术类型累计10~15例后测读一次,除以累计例数,得到单次介入手术的剂量平均值。

结 果

1. 调查的介入手术类型和病例数以及记录的介入手术的相关信息:结果见表 1。从表 1可以看出,不同介入手术的透视时间和累积剂量差别很大,其中透视时间最短的为冠状动脉造影术,患者累积剂量最低的为神经系统血管造影术,而脑部支架植入术的透视时间和患者累积剂量均为最高;同一种介入手术的透视时间和患者累积剂量变化范围也较大。

表 1 介入手术曝光参数及剂量水平 Table 1 The exposure parameters and dose levels of interventional procedures

2. 介入职业人员眼晶状体受照剂量测量结果:表 2给出了不同介入手术类型不同术者眼晶状体的受照剂量水平,均为TLD测量值。从表 2中可以看出,不同介入手术中,职业人员眼晶状体的受照剂量差别很大,其中冠状动脉造影术的剂量最低,脑部支架植入术的剂量最高;对于不同的职业人员眼晶状体受照剂量水平,第一术者最高,其次是第二术者,第三术者最低;而对于同一术者,左眼的剂量水平明显高于右眼剂量,最高的为冠状动脉支架植入术,左眼剂量是右眼剂量的5倍。

表 2 不同介入类型不同术者TLD测量眼晶状体的个人剂量当量Hp(3)(μSv) Table 2 The personal dose equivalent Hp(3) to eye lens dose between different interventionists in different interventional procedures (μSv)

3. 不同介入手术类型同一术者TLD测量值与OSLD测量值的比较:结果见表 3。其中OSLD测量值Hp(3)由美国蓝道尔公司提供。由表 3可以看出,OSLD测量结果明显高于TLD测量结果,前者是后者的1.4~3.0倍。

表 3 同一操作人员TLD与OSLD测量的左眼个人剂量当量Hp(3)比较(μSv) Table 3 The comparison of results of left eye dose between TLD and OSLD in different interventional procedures(μSv)
讨 论

本研究的5种不同类型介入手术职业人员眼晶状体剂量水平由高到低排序为脑部支架植入术>冠状动脉支架植入术>脑部栓塞术>神经系统血管造影术>冠状动脉造影术,透视时间排序由高到低为脑部支架植入术>脑部栓塞术>冠状动脉支架植入术>神经系统血管造影术>冠状动脉造影术。除了冠状动脉支架植入术透视时间略低于脑部栓塞术,而冠状动脉支架植入术人员剂量高于脑部栓塞术外,其余介入手术人员剂量水平与透视时间成正相关,因此一般来说介入手术类型越复杂,透视时间越长,介入人员的受照剂量也越高。

对于不同类型的介入手术,相同术者的左眼剂量比右眼剂量高出2.5~5.0倍;对于相同类型介入手术,不同术者的眼晶状体剂量水平比较,第一术者最高,其次是第二术者,第三术者剂量最低。原因为介入手术中人员站立位置决定了介入人员左眼较右眼更接近X射线管,多位术者操作时第一术者离X射线管最近,第三术者离X射线管最远。

本研究采用TLD和OSLD两种剂量计对职业人员眼晶状体剂量进行测量,为了减少探测元件放置位置不同导致的误差,研究中将两种探测元件固定在同一个OSLD剂量盒中佩戴在职业人员左眼位置,测得结果为OSLD的测得值明显高于TLD测得值,前者为后者的在1.4~3.0倍。分析这种差异可能来源于两种剂量计的能量响应、角度响应、H\-p(3)刻度和低剂量测量等因素,尚有待进一步深入研究。

国外不同研究学者调查的由TLD测得的冠状动脉造影术或经皮穿刺腔内冠状动脉成形术的单次手术剂量为13 μSv[17]、32 μSv[18],评价的量为个人剂量当量Hp(0.07);由TLD测得的椎体成形术/椎体后凸成形术左眼单次手术剂量为34 μSv[6],评价的量为个人剂量当量Hp(3)。本研究中由TLD测得的个人剂量当量Hp(3),行冠状动脉造影术时第一术者左眼剂量为10.2 μSv,行冠状动脉支架植入术时第一术者左眼剂量为21.1 μSv,脑部支架植入术第一术者左眼剂量为41.6 μSv,与国外学者报道的结果趋势相一致。

本研究是在无铅眼镜防护下对介入职业人员眼晶状体剂量进行的测量,未对佩戴铅眼镜条件下的眼晶状体剂量进行测量,存在一定不足。另外,由于介入手术的特殊性,其同一类型介入手术职业人员的受照剂量差别也很大,将受到操作者技术水平、操作习惯、防护设施配备和防护用品使用情况等各方面因素影响。

为了促进介入放射学技术的发展,保护介入职业人员的职业健康,需要采取一定干预措施,旨在有效降低职业人员的受照剂量水平。干预措施应包括加强对介入人员的放射防护宣传教育,在不影响诊疗的前提下改变操作习惯,在合理使用现有防护设施和防护用品基础上,研制专门的附加防护设施和更加舒适的个人防护用品,同时制定专门针对介入职业人员防护的指南性文件,使防护工作落实到位,保证职业人员健康。

志谢 感谢尉可道研究员对本文的审改和指导

利益冲突 所有的共同作者均于投稿前阅读并认可本研究内容,不存在任何潜在利益冲突

作者贡献声明 范瑶华、徐辉参与了此研究的设计;欧向明参与了刻度的相关工作;李文炎、黄卓参与了现场调查及数据分析工作;李文炎撰写论文;岳保荣在过程中提出指导性意见并多次给予修改

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