随着国际放射防护委员会(ICRP)和国际原子能机构(IAEA)等国际组织相继颁布的报告书将眼晶状体职业照射年剂量限值从连续5年年平均剂量当量不大于150 mSv大幅下调至不大于20 mSv (5年内不超过100 mSv)[1-2],介入手术中职业人员眼晶状体的受照剂量受到辐射防护领域科研人员和医院临床管理人员的广泛关注[3-4]。有效降低介入职业人员眼晶状体受照剂量的方法亟待研究。
目前,介入职业人员实施介入手术时采取的放射防护措施包括使用介入设备常规配备的辅助防护设施(铅悬挂防护屏、铅防护吊帘、床侧防护帘等),以及穿戴铅防护服、佩戴铅防护眼镜或铅防护面罩[5-6]等。现有国内外相关研究多集中于介入职业人员眼晶状体受照剂量的测量[7-9]。本研究通过对介入设备附加防护设施改进前后的介入职业人员眼晶状体受照剂量进行比较研究,发现辅助防护设施改进后可有效降低职业人员眼晶状体受照剂量,为介入职业人员放射防护措施的改善提供了依据。
材料与方法1.剂量计的选择、刻度和佩戴:选用美国福禄克(Fluke)公司生产的分散度<5%的RaySafe i2直读式剂量计测量眼晶状体剂量。选用热释光剂量计(TLD)进行平行对比测量,其探测元件为LiF(Mg,Cu,P),分散性 < 3%。两种剂量计均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进行个人剂量当量Hp(3) 刻度[10-12]。将两种剂量计相互紧邻地佩戴在介入职业人员头部,左眼上方。在不影响手术操作的情况下,尽量靠近左眼。
2.介入手术设备:选取1台临床正常使用的双X射线管数字减影血管造影(DSA)设备。
3.辅助防护设施:介入设备配备常规辅助防护设施,包括铅悬挂防护屏、铅防护吊帘、床侧防护帘等。为了改善辐射防护效果,对辅助防护设施进行了下列改造。辅助防护设施中的铅悬挂防护屏由1个增加为2个,铅悬挂防护屏和铅防护吊帘的总面积由0.4 m2增大为原面积的约2.9倍;适当改变铅悬挂防护屏形状,在下方加装较长的铅防护吊帘,使其在介入手术过程中与患者身体及诊断床紧密、柔性接触,尽可能阻挡来自患者身体的散射线。
4.介入手术类型和介入职业人员:选择神经介入手术中常见的全脑血管造影术和脑部栓塞术两种介入手术类型。测量的介入职业人员包括上述两种手术的第1术者和第2术者。辅助防护设施改造前和改造后分别测量46例和35例手术。
5.剂量测量:通过直读式剂量计测量每个单例手术中介入职业人员左眼晶状体受照剂量。TLD受探测下限所限,无法测量单例手术剂量,因此用TLD测量多例同类型介入手术职业人员左眼晶状体受照累计剂量,并计算平均值。每种手术类型均测量第1术者和第2术者的眼晶状体受照剂量。
6.统计学处理:采用SPSS 20.0软件进行分析。采用独立样本Mann-Whitney U算法对辅助防护设施改造前后相同手术类型的曝光时间和介入职业人员眼晶状体剂量分别进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。
结果1.曝光时间:对辅助防护设施改造前后两种介入手术类型的曝光时间分布进行统计分析,结果列于表 1。辅助防护设施改造后,全脑血管造影术和脑部栓塞术的曝光时间与辅助防护设施改造前相比,其平均值、中位数和时间范围数值均较为接近,且辅助防护设施改造前后同种手术类型曝光时间分布的差异无统计学意义(P>0.05)。可以认为,辅助防护设施改造前后,相同类型介入手术的曝光时间无变化。
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表 1 两种介入手术在辅助防护设施改造前后的曝光时间(min) Table 1 Exposure time before and after modification of auxiliary radiological protective devices in 2 kinds of interventional procedures (min) |
2.眼晶状体受照剂量测量结果:辅助防护设施改造前后,全脑血管造影术和脑部栓塞术中第1术者和第2术者左眼晶状体受照剂量测量结果列于表 2。辅助防护设施改造前,由直读式剂量计测量全脑血管造影术和脑部栓塞术各单例手术中介入职业人员左眼晶状体Hp(3) 值,并计算相应手术类型中介入职业人员左眼晶状体受照剂量的平均值。由TLD测得相应手术类型、相同病例中介入职业人员左眼晶状体受照剂量平均值,作为参照对比。将直读式剂量计和TLD测得的剂量平均值进行比较,发现二者数值相近。在全脑血管造影术第1术者和第2术者、脑部栓塞术第1术者和第2术者中直读式剂量计相对于TLD测量结果的偏差分别为-9.9%和0.7%、-9.4%和8.6%,均在±10%以内。结合直读式剂量计的前期研究基础[10],可以认为由直读式剂量计测量介入职业人员左眼晶状体Hp(3) 方法可行,结果可信。
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表 2 两种介入手术类型中辅助防护设施改造前后介入职业人员左眼晶状体个人剂量当量Hp(3) 平均值(μSv) Table 2 The mean personal dose equivalent Hp(3) to left eye lens of staff in 2 kinds of interventional procedures before and after the modification of auxiliary radiological protective facilities (μSv) |
由于直读式剂量计相较于TLD探测下限更低,且能够实时读取单例手术剂量,因此仅用直读式剂量计测量辅助防护设施改造后介入职业人员眼晶状体受照剂量。如表 2所示,两种手术类型中介入职业人员左眼晶状体Hp(3) 值较辅助防护设施改造前均有明显下降。在全脑血管造影术中第1术者和第2术者、脑部栓塞术中第1术者和第2术者的左眼晶状体剂量分别下降为辅助防护设施改造前的33.3%和7.2%,28.1%和8.7%。因此,使用改造后的辅助防护设施可以明显降低介入职业人员左眼晶状体受照剂量。
3.辅助防护设施改造前后介入职业人员左眼受照剂量统计分析:由于在介入手术实施过程中,X射线管随时根据病例需要变换位置,介入职业人员眼晶状体受照剂量在同类型介入手术的不同病例间差异较大,表现为剂量的标准偏差较大(表 2),数据不服从正态分布。因此由直读式剂量计的测量结果计算两种手术类型中介入职业人员左眼晶状体Hp(3) 的四分位数,进一步开展统计分析,结果如表 3所示。对比辅助防护设施改造前和改造后测得的剂量中位数,发现全脑血管造影术和脑部栓塞术中第1术者、第2术者左眼晶状体受照剂量均表现为改造后<改造前,且辅助防护设施改造前后介入职业人员左眼晶状体Hp(3) 的差异均具有统计学意义(U=-2.760、-2.467、-1.967、-2.655,P<0.05)。
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表 3 两种介入手术类型中辅助防护设施改造前后介入职业人员左眼晶状体个人剂量当量Hp(3) 统计结果(μSv) Table 3 The statistics of personal dose equivalent Hp(3) to left eye lens of interventional staff before and after modification of auxiliary radiological protective facilities in 2 kinds of interventional procedures (μSv) |
讨论
2014年5月1日起实施的国家职业卫生标准GBZ 130-2013《医用X射线诊断放射防护要求》[13]首次提出介入放射学X射线设备在确保铅屏风和床侧铅挂帘等防护设施正常使用的情况下,在透视防护区测试平面上的空气比释动能率应不大于400 μGy/h。目前,部分介入设备配备的常规辅助防护设施在透视防护区测试平面上的空气比释动能率>400 μGy/h或接近标准限值。因此,改进现有的辅助防护设施,以降低透视防护区测试平面上的空气比释动能率,既符合国家职业卫生标准的要求,又有利于保护介入职业人员的健康安全。
介入手术的显著特点表现为相同手术类型的各例手术之间,介入职业人员眼晶状体剂量相差较大。其剂量受介入设备性能、患者情况(包括患者体重差异、手术复杂程度不同导致的曝光时间差异等)、介入职业人员操作习惯和熟练程度、辅助防护设施的使用情况等因素影响。本研究中测量的所有病例均来自同一台介入设备、同一批介入职业人员,因此介入设备性能无差异,介入职业人员操作习惯和熟练程度相同。患者体重具有随机性,在每组多个病例样本的情况下,可以认为其随机差异相互抵消,不对剂量统计结果造成显著影响。对曝光时间的统计结果显示,辅助防护设施改造前后,相同手术类型的曝光时间无变化。因此,认为剂量的差异主要反映了辅助防护设施改进带来的影响。
对本研究中涉及的介入职业人员的年工作量进行调查,每名介入职业人员参与全脑血管造影术约1 150例/年,脑部栓塞术约450例/年。按上述工作量计算,辅助防护设施改造前和改造后,介入职业人员眼晶状体年受照剂量约为17.8和5.6 mSv。辅助防护设施改造前的眼晶状体年剂量已接近ICRP和IAEA等国际组织最新推荐的职业人员眼晶状体年剂量限值20 mSv[1-2]。调查发现,目前临床使用的部分介入设备配备的常规辅助防护设施面积甚至小于本研究中改造前的辅助防护设施,由此推断,使用常规辅助防护设施的情况下,介入职业人员眼晶状体年剂量接近或大于国际组织推荐的限值。而通过改造现有的辅助防护设施,可以显著降低介入职业人员眼晶状体的受照剂量,从而保护介入职业人员的健康。
由于介入手术中职业人员左眼较右眼距离X射线管更近,左眼晶状体受照剂量通常高于右眼晶状体[8, 14],因此本研究选用左眼晶状体剂量来验证辅助防护设施改造对于降低介入职业人员眼晶状体剂量的可行性。辅助防护设施改造后,两种手术类型中第2术者剂量均降低约90%,第1术者剂量均降低约70%,第2术者眼晶状体剂量较第1术者降低更多。由于第2术者在手术过程中站位距X射线管较远,虽然接受的散射线较第1术者少,但使用常规辅助防护设施时,由于防护面积较小,通常未能实现对第2术者的有效防护。改造后的辅助防护设施增大了防护面积,对第2术者形成了更有效的防护,因此第2术者的剂量降低更为明显。
佩戴铅眼镜是目前降低介入职业人员眼晶状体剂量的通用方法。本研究揭示了辅助防护设施的改进也能够大幅降低介入职业人员眼晶状体受照剂量,由于该方法易于实现,因而可作为佩戴铅眼镜之外的补充防护措施,加强对介入职业人员的保护。对由于一些特殊原因(如严重屈光不正,配备的铅眼镜透光率无法满足手术操作要求等)无法在临床手术中佩戴铅眼镜的介入职业人员,辅助防护设施的改进对其眼晶状体受照剂量的降低具有更为重要的意义。
本研究结果表明,通过改进目前的辅助防护设施,可以有效降低介入职业人员的受照剂量水平,更好地保护介入职业人员的健康,促进介入放射学的健康发展。
志谢 感谢尉可道研究员对本文的审改和指导,感谢王建超副主任技师在本课题预实验中给予的技术支持利益冲突 所有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 黄卓、范瑶华负责课题设计、现场实验、数据处理并撰写论文;岳保荣、徐辉参与课题设计与课题研究;欧向明负责剂量元件的刻度
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