介入放射学是指在医学影像设备引导、定位、监控和记录下，经皮穿刺或通过人体固有孔道将特制的导管或器械插至病变部位，对各种疾病进行侵入性诊断或微创治疗操作的一系列技术^[1]。与开放性手术相比，介入放射学诊疗程序具有微创、费用低廉、很少需要全身麻醉、术后疼痛较轻、恢复快、无需住院或住院时间短等众多优势，这些优势均使得公众及医疗界对介入放射学诊疗程序的需求日益增长。从20世纪60年代后期开始，尤其是最近30多年来，X射线透视引导的介入操作在全球得到日益广泛的推广。2010年联合国原子辐射影响科学委员会(UNSCEAR)报告^[2]中估计，全球每年大约有40亿例病例行X射线检测。2016年全国介入心脏病学论坛^[3]报道，2014—2016年经皮冠状动脉介入治疗(PCI)例数逐年增长，2016年PCI病例数增长率高达17.42%，我国PCI病例数为666 495例，仅次于美国，位居全球第二。

由于介入放射学程序需要依赖医学影像实时引导才能得以实现，除核磁共振和超声等非电离辐射成像引导手段外，工作人员通常较多借助于X射线等电离辐射成像方法引导。而大多数X射线引导的介入手术具有过程复杂、持续时间较长、受照剂量较大、防护较为困难、需术者近距离操作等^[4]特点，这些均会令医务人员不可避免地受到一定程度的辐射危害。已有报道称在临床上观察到介入医师及相关操作人员发生放射性损伤的病例，如眼晶状体混浊或白内障、小腿部皮肤脱毛等^[1]。如何准确评估操作人员的受照剂量，避免其发生组织反应及限制随机性效应发生风险在可接受的范围内，已逐渐成为国内外放射防护领域研究的热点。考虑到有效剂量是监控辐射产生随机性效应较为恰当的剂量学表征量，且主刀人员(以下称第一术者)受到的辐射剂量与其他医务人员相比通常较高^[5]，因此本文仅对国内外介入放射学第一术者的个人有效剂量监测方法研究进行较为全面的综述。

一、介入放射学工作人员有效剂量评价相关指标

早期评价第一术者辐射剂量的指标为器官剂量^[6]。1978年国际放射防护委员会(ICRP)发表斯德哥尔摩声明^[1]提出将有效剂量当量(EDE)作为评估放射工作人员发生随机性效应风险的指标。Gill等^[7]考虑了将EDE应用于介入放射学剂量评估，并在此基础上提出双剂量计算法。1990年ICRP第60号报告提出将有效剂量代替有效剂量当量，之后，有效剂量得到广泛使用。

职业性外照射个人监测的指标主要为工作人员体表某一深度d处软组织的剂量当量H_p(d)。虽有研究者考虑利用剂量面积乘积(DAP)^[8-9]及周围剂量当量H^*(10)^[10-11]进行有效剂量的推算，但这两种指标的使用有一定的局限性：剂量面积乘积法只能针对配备有剂量面积乘积仪或具有计算剂量面积乘积能力的摄影系统，但这种仪器并不是国内摄影系统中必备设备；X射线源到剂量面积乘积仪的位置与X射线源到受检者体表的距离之比不方便测量，这将引起较大误差；剂量面积乘积仪具有能量响应及较高的最低可探测水平(MDL)，在低剂量率和照射野过小情况下，测量值的准确度将会受到影响；如果利用剂量面积乘积数据进行评估，X射线源与术者之间的距离将令结果产生较高的不确定度；周围剂量当量只能测量辐射场内某一特定的点，随着术者的走动该点将需要发生相应的位移，因此其评估有效剂量的准确性与个人剂量当量相比较差。

二、介入放射学工作人员个人有效剂量监测方法现状

早期针对介入放射学工作人员的个人有效剂量监测基本上都是参照其他放射工种的外照射个人剂量监测方法，即在工作人员的左胸前佩带个人剂量计。介入放射学工作的辐射场空间分布不均匀，工作人员采用相应防护设备(铅衣、铅围脖等)，使得仅仅利用剂量计的读数来直接进行受照剂量评价会引起较大的误差。Faulkner和Marshall^[12]指出佩带在铅衣外面的剂量计读数是实际所受有效剂量的2~60倍，而铅衣内胸部或腰部水平的剂量计读数约为实际有效剂量的七分之一。Siiskonen等^[13]发现，在佩带铅围脖情况下，铅衣外左胸处剂量计读数是实际有效剂量的130倍(44~258)，铅衣内剂量计读数则平均低至有效剂量的20%，而未佩带铅围脖情况下，铅衣外剂量计读数是有效剂量的69倍(32~127)。因此，有研究者考虑采用算法或利用两个剂量计来评估术者的受照剂量。目前，使用双剂量计或单剂量计的算法有许多，但这些算法各有千秋，无论是在佩带剂量计的数目、位置，还是在测量个人剂量当量或估计有效剂量方法上均存在着较大差别。通过查阅文献，笔者将查阅的相关研究提出的受照剂量估算方法及个人剂量计佩带位置汇总于表 1。

从表 1可知，估算有效剂量的方法就有4种：①Gill等^[7]利用组织权重因子及器官或组织的防护情况，根据理论计算获得评估有效剂量当量的双剂量计法。②Niklason等^[15]通过介入放射学医师佩带的剂量计测得值，结合Wall等^[27]的器官剂量表以及Harrison^[28]的深度剂量表推算获得器官剂量，进而得到有效剂量的评估算法。③Faulkner和Marshall ^[12]利用男性或女性仿真体模模拟介入诊疗场景，测量体模内及其表面的剂量计获得公式。④近期研究多采用蒙特卡罗(MC)法直接通过理论模型模拟推算公式^{[13, 26, 29,]}，或利用该法计算出体表剂量当量转换为器官剂量的剂量转换系数，再根据术者实际受照情况，结合各个部位测得的剂量计读数来推算^[8]。直接现场测量法与体模模拟法可以准确评估术者实际受照情况，但需花费较大的人力、物力，还需要医务人员和患者们的理解与配合，且在较长的实验照射过程中会对实验工作人员造成一定的辐射；而蒙特卡罗法只需改变输入参数以优化照射条件，使计算模拟与现场测量趋向一致，这种方法比现场测量法及体模模拟法更经济、更方便，且工作人员不会受到射线的照射，但相应的准确性较差。另外, 因其需重复模拟大量的粒子而导致耗时较多。因此，笔者建议日后进行相关研究时可以考虑将二者方法结合，即先利用蒙特卡罗法模拟不同场景推算出公式，再通过现场测量法或体模模拟法进行验证，以期达到对介入放射学工作人员有效剂量的准确评估。

关于介入医师受照剂量评估的研究有许多，但每个算法的准确性仍有待商榷。Mateya和Claycamp^[30]根据美国辐射防护委员会(NCRP)第122号报告^[19]算法计算得到的有效剂量值与采用体模法得到有效剂量值进行比较，算法计算的值低估至体模法数值的30.3%。王强等^[31]根据NCRP第122号报告算法计算结果低于体模法的有效剂量值，Niklason算法和von算法的计算结果高于体模法，其中Niklason算法的结果与体模法最为接近，在63和77 kV条件下，Niklason算法分别高估有效剂量5.59%和16.6%。Siiskonen等^[13]研究术者穿戴铅围脖情况得到Niklason算法计算结果是蒙特卡罗法结果的1.3~5.6倍，未戴铅围脖情况下为2.1~7.7倍。但是，也有学者认为如此评判算法的准确性是有失公允的，因为有些算法往往只适用于提出该算法时的辐射场，当实际辐射场超过其拟定范围时，该算法评估的准确性将受到一定限制^{[13, 21]}。况且，即便使用同一种算法，在不同辐射场条件下计算得到的结果也往往易产生差异。因此，研究者要想建立能够准确评估介入放射学工作人员受照剂量的算法仍面临着相当大的挑战。一般影响算法结果与体模法或蒙特卡罗法结果之间差异的因素主要有辐射场的设定、防护设备的应用、个人剂量计佩带的数量及组织权重因子的改变等。Reece等^[32]采用不同患者投射方式进行模拟发现因投射方式改变而导致计算值与实际测量值之比可高达10倍。Faulkner和Marshall的^[12]研究指出有效剂量当量与胸部或腰部剂量计读数的比值随铅衣铅当量厚度的变化而变化。Schultz和Zoetelief ^[33]指出在穿着包裹式铅衣的情况下，公式计算得到的数值一般高于蒙特卡罗法，因为公式中将背部及躯干两侧视为未受屏蔽或部分受屏蔽的区域，而事实上包裹式铅衣可以保护背部及躯干两侧，令术者受照剂量减小。孔燕^[26]研究指出因组织权重因子的改变所带来的有效剂量差别可为-67%~31%。

除上述因素之外，另一个影响差异变化的主要因素便是剂量计的佩带位置。有研究者建议应将剂量计佩带在铅衣外^{[23, 33-34]}，其优势有：①铅衣外剂量计的读数可评估头部、脖子、眼晶状体及手部等未受到防护的器官或组织的剂量。②铅衣外剂量计一般保留了初始辐射场情况，当术者发生不良事件或组织权重因子发生改变，需重新进行评估时，可利用铅衣外的剂量计读数进行评判。③当术者未佩带剂量计或佩带剂量计的位置发生错误时，方便其他工作人员进行相应提醒。

但是，也有学者推荐将剂量计佩带在铅衣内。其优势有：①准确性较高。Clerinx等^[24]采用蒙特卡罗模拟发现当X射线管固定在诊疗床上方时，铅衣内前胸部水平处的剂量计与有效剂量的相关性最高(R²=0.985)；孔燕^[26]研究发现铅衣内的剂量计读数与有效剂量存在着良好的相关性，相关系数在0.94~0.98范围内。②可用于评判术者铅衣穿着情况。Faulkner和Marshall^[12]推荐将剂量计佩带在铅衣内腰部或胸部水平，当所测得的剂量值异常增高时，管理人员需对术者的剂量计佩带情况进行审查。③铅衣内剂量计也可解决医师在可能怀孕情况下的剂量评估问题^{[12, 22]}。

然而，无论将剂量计佩带在铅衣内还是铅衣外都各自有其局限性。当剂量计佩带在铅衣内时不利之处有：①因只能测量出受到屏蔽器官的剂量，其读数一般易低估实际值且难以评估头部、脖子等多个暴露部位的剂量，有研究表明在未使用铅围脖情况下，术者头部与甲状腺受到的辐射剂量是算法得到的有效剂量的两倍^[5]。②在辐射场剂量率较高的情况下，铅衣内剂量计的读数一般较难判断该介入医师的受照剂量是否超过限值^[17]。③由于在不同能量下，剂量计的最低可探测水平(MDL)将发生改变，Franken和Huyskens^[22]研究指出铅衣内剂量计读数在低管电压情况下如100 kV探测限将升高，在高管电压情况下，探测限将升高至10~20倍。佩带在铅衣内的剂量计读数本身比铅衣外的要低许多，因而在未能保证测量系统具有足够的最低可探测水平且在较低辐射水平情况下，铅衣内剂量计难以对受照剂量进行准确估计。而铅衣外剂量计读数因不能准确评估受到屏蔽处的剂量，其读数一般易高估实际值，如Schultz和Zoetelief ^[33]采用蒙特卡罗法研究指出，当术者身着0.35 mm Pb当量厚度的铅衣以及戴铅围脖情况下，不同的患者投射方式，利用铅衣外剂量计读数将高估至有效剂量的4~250倍，平均130倍；当未佩带铅围脖，则高估30~130倍，平均70倍。

除了剂量计与铅衣位置关系外，剂量计佩带在介入医师身体何处也是一个问题。许多研究者^{[19, 35]}建议应将剂量计佩带在铅衣外的衣领处，因为在术者手术过程中身体的转动难引起剂量计的角度变化。但Padovani等^[29]认为铅衣外衣领处的剂量计并非合适位置，因为术者头部相对于衣领处距离患者较远，其测得值会高估头部所受到的器官剂量。Franken和Huyskens^[22]建议剂量计应佩带在铅衣外，胸部或衣领处的中间。Kicken等^[8]指出躯干两边的剂量计最高读数是躯干前面读数的1.5~2.5倍，头部两边剂量计最高读数是前面读数的4倍。Siiskonen等^[13]得出剂量计读数无论在胸部右侧还是中间，其读数均小于左侧剂量计的读数(40%~66.67%)。孔燕^[26]研究指出工作人员体表的剂量分布随左、中、右顺序递减，即直接用体表某处剂量计测得值估算有效剂量，将带来2倍偏差。为保守估计，笔者建议应将剂量计佩带在躯干前面距离辐射源较近的位置(右利手的人大多为左侧)，以尽量减少低估有效剂量的事件发生。

研究者们在进行算法研究时也对算法的不确定度进行了评估。Faulkner和Harrison ^[6]采用体模法认为算法不确定度的主要来源是测量的随机误差、体模的解剖学位置以及铅衣的屏蔽透射因数等。测量不确定度一般与所要测得的剂量有关，剂量低，不确定度一般比较高。体模法中由于大多仿真人体体模缺少四肢，因此常因未能准确评估四肢器官剂量而令结果存在一定的误差。Siiskonen等^[13]认为采用蒙特卡罗法其不确定度主要与所使用的物理模型有关，潜在的误差主要来源于粒子输运的截面、所设定的假设为比释动能近似、未考虑韧致辐射和相干散射以及无法精确计算骨内膜表面与红骨髓吸收剂量等，但总体相对不确定度不应超过10%。NCRP第122号报告^[19]指出当使用单剂量计法时可接受有效剂量高估至3倍，使用双剂量计法评估时可接受有效剂量高估至2倍。ICRP第75号报告^[36]规定对约为相关年剂量限值的有效剂量进行估算时，在两个方向上均应不超过1.5倍因子(95%置信水平)。明确不确定度来源并对算法的不确定度提出要求，可以保证该公式在实际应用中达到一定程度的准确性，令其更具有信服力。

目前关于介入放射学工作人员剂量监测方法尚没有统一的规范化指导规程，难以进行国际及国内间剂量值的比较。英国规定在铅衣内佩带1个剂量计以评估有效剂量，介入科医师及心脏病学家需在铅衣外衣领处额外增加1个剂量计^[34]；美国规定在铅衣外衣领处佩带1个剂量计并鼓励介入放射学医师佩带两个剂量计进行有效评估；我国现行的《职业性外照射个人监测规范》(GBZ 128-2016)^[37]规定，对于工作中穿戴铅围裙的场合，通常应根据佩带在围裙里面躯干上的剂量计估算工作人员的实际有效剂量，当受照剂量可能超过调查水平(有效剂量5 mSv/年)时，则还需在铅围裙外面衣领上另外佩带1个剂量计，并按照NCRP第122号报告中的双剂量计法对有效剂量进行估算。不仅如此，由于某些情况下佩带两个剂量计的不便以及为回避监管部门的审查，存在着工作人员部分时间或全程忘记佩带或故意不佩带剂量计的现象^[38]。因此，对该种现象进行有效管理并建立准确且实用的介入放射学工作人员的个人剂量监测方法是十分有必要的。

三、展望

关于介入放射学工作人员有效剂量评估的算法有许多，但都是在有限例数、特定情况下研究得出的，即使采用蒙特卡罗法进行理论模拟也是如此。因此，一方面这些算法的通用性尚有待商榷，另一方面也难以准确判断孰种方法更优。我国现行的《职业性外照射个人监测规范》(GBZ 128-2016)采用了NCRP第122号报告推荐的双剂量计法公式，该公式已得到了国际原子能机构(IAEA)的认可，具有较大的权威性，在尚未出现更优公式的情况下，建议采用该公式进行介入放射学工作人员有效剂量评估。鉴于介入放射学工作的特殊性，工作人员的头部及四肢所受到的局部辐射剂量往往较大，易令术者产生不良的确定性效应(组织反应)，因而，对术者的头部(主要是眼晶状体)和四肢(主要是手部)皮肤剂量进行监测与评价十分必要，且根据ICRP在2011年发布的《关于组织反应的声明》中提出将眼晶状体组织反应的吸收剂量阈值考虑为0.5 Gy，并建议计划照射情况下职业照射的眼晶状体的年当量剂量限值为连续5年，平均每年不超过20 mSv，任一年度不超过50 mSv^[39]。这一系列剂量限值的改变令放射工作人员眼晶状体的监测与评价成为了近几年来个人剂量评价的研究热点。关于局部剂量最大部位(眼晶状体，手部皮肤)的剂量监测与评价建议宜参考国际ISO 15382-2015标准。

近期，一些新的研究结论对介入医师个人剂量监测方法的改善产生了不可忽视的作用，如Siiskonen等^[13]指出当使用80 kV X射线以及穿着0.35或0.5 mm Pb当量厚度的铅衣时，有效剂量大部分取决于未受保护的组织，即铅衣外脖子处的剂量计十分重要；在高剂量率辐射场条件下，穿着0.25 mm Pb当量厚度的铅衣时，有效剂量大多取决于铅衣内的剂量计。也有学者建议当介入医师所受剂量未超过限值或限值的某一百分率时，宜采用单剂量计法，一旦超过，则考虑使用双剂量计法。Martin^[34]建议当剂量计记录的年剂量值超过10 mSv，需在铅衣外，领口处的剂量计的基础上再增加1个铅衣内剂量计；美国密歇根市当局者认为当受照剂量远低于限值时，没有必要对有效剂量进行准确评估。因而2007年法规规定当介入医师所受剂量低于限值的25%(即3 mSv)时，可以考虑只使用1个剂量计，一旦发现超过该值，则需在铅衣外衣领处增加1个剂量计；GBZ 128-2016规定对于工作中穿戴铅围裙的场合，通常应根据佩带在围裙里面躯干上的剂量计估算工作人员的实际有效剂量，当受照剂量可能超过调查水平(有效剂量5 mSv/年)时，则还需在铅围裙外面衣领上另外佩带1个剂量计，以估算人体未被屏蔽部分的剂量。然而，研究中的分界点是如何确定的，这在各项研究中均未明确指出。除了新的研究结论带给人许多启发之外，现实中介入诊疗程序场景与以往相比也发生了许多变化，如术者现在大多身着包裹分段式防护服；动脉入路大多选择桡动脉途径而非股动脉^[40]；算法中脖子处的剂量计大多选择H_p(10)而不是H_p(0.07)；防护设备种类及使用状况已出现明显改善；基于最新组织权重因子的计算方法研究目前几乎寥寥无几等，这些均提示很有必要研究出新的且较为准确的介入放射学工作人员个人剂量评估方法。

笔者认为在日后进行监测方法相关研究时，应首先收集大量且详细的关于实际典型介入辐射场的信息以及工作人员对剂量计佩带的相关看法，再根据这些信息采用蒙特卡罗法或体模法，模拟出不同患者投射方式、不同管电压、不同防护设备、不同X射线管及剂量计位置等场景，利用这些场景的计算结果，研究出尽量不低估，且高估有效剂量倍数在一定范围内的单剂量计与双剂量计算法，其中，还需解决当术者所受辐射剂量超过何种程度时需佩带两个剂量计，并在此基础上验证该算法的准确性，以及分析该算法所带来的不确定度。

利益冲突 无
作者贡献声明 张璇负责文献检索、论文撰写和修改；郭文、丁艳秋和徐辉负责论文的审阅和修改