介入放射学是以影像诊断为基础，在医学影像图像的引导下，利用穿刺针、导管及其他介入器材，对疾病进行治疗或采集组织学、细菌学及生理、生化资料进行诊断的学科^[1]。由于介入手术具有创伤小、定位准确、患者痛苦小、恢复快的特点，近年来全球数量急剧增加^[2]。但按受介入手术的患者不可避免会受到X射线照射，也可见介入诊疗引发辐射损伤的报道^[3]。峰值皮肤剂量(peak skin dose，PSD)是评估患者确定性效应发生风险最合适的指标^[4]。目前主要采用胶片^[5]、热释光剂量计^[6]和光致发光玻璃剂量计^[7]测量介入手术中患者PSD，但考虑后两种剂量计覆盖点不全，某些高剂量点可能会被遗漏，通常使用专用胶片^[8]。

在多种类型介入手术中，神经介入手术较复杂、操作时间长、皮肤受照剂量高^[9-10]。国外学者报道了使用专用胶片测量神经介入手术患者PSD的研究结果^{[5, 10]}，国内可见两篇文献使用专用胶片测量心脏介入手术患者的PSD^[11-12]，未见神经介入手术患者PSD的报道。本研究采用国外通用的专用胶片Gafchromic XR RV3测量神经介入手术患者的PSD，初步了解北京某三级甲等医院神经介入手术中患者皮肤受照剂量水平，特别关注PSD可能超过确定性效应剂量阈值的手术类型，为受照剂量较高的患者后续诊断治疗及制定随访建议等提供参考依据。

1. 剂量测量材料：采用患者入射体表剂量测量专用胶片Gafchromic XR RV3(美国ISP，批号：09222001)。该胶片是一款自显影胶片，尺寸35.6 cm×43.2 cm。一面为不透明的白色，一面为透明的黄色，黄色感光层由一种亚纳米级大小的不饱和烃单体的微晶粒组成，当吸收一定能量的电离辐射后烃单体会发生聚合作用，表现为胶片颜色的加深，胶片显色深浅与辐射剂量正相关^[13]。该胶片对可见光不敏感，可测量0.2~10 Gy的剂量范围^[14]。

2. 剂量刻度：在国家二级标准剂量学实验室对专用胶片进行入射体表剂量刻度^[15]，辐射场不确定度为2.5%。刻度采用国际辐射单位与测量委员会(ICRU)74号报告推荐的方法，将胶片固定于30 cm×30 cm×15 cm聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)标准板模上，使用介入手术临床常用的诊断线质80 kV照射9个剂量水平，分别为0.10、0.36、0.50、1.00、3.00、3.70、5.00、6.00和8.00 Gy。采用Excel建立ESD与像素值的剂量标准曲线。

3. 剂量转换：将ESD转换为器官剂量。诊断线质80 kV条件下的半值层为2.3 mm Al，根据国家标准《X线诊断中受检者器官剂量估算方法》(GB/T 16137-2021)^[16]，取最为接近的2.5 mm Al时皮肤的转换系数为1，即器官剂量与入射体表剂量数值相等。

4. 患者选择和剂量信息采集：选择在北京市某三级甲等医院接受神经介入手术的患者，选择临床病例较多的3种手术类型，包括血管栓塞术23例，血管成形术14例，血管造影术12例。其中，采用双X射线管DSA设备手术患者45例，单X射线管4例。每台手术全过程中使用胶片测量患者PSD。脑部手术时胶片固定在手术床上头枕下，脊柱部位手术时将胶片放在患者身下床垫上，确保胶片覆盖待测区域。本研究选择临床配备较多的3个生产厂家的数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)装置，分为单、双X射线管两种类型，设备额定参数为125 kV、800 mA以上。对测量的每例患者同时记录DSA设备显示的参考点空气比释动能(reference point air kerma，K_{a, r})、剂量面积乘积(dose area product，DAP)、透视时间(fluoroscopy time，FT)等剂量相关信息。

5. 患者信息：采集49例接受神经介入手术的成人患者，其中男性33例，女性16例，年龄28~79岁。体重指数(BMI)18.92~36.43 kg/m²，中位数25.39 kg/m²。

6. 胶片剂量信息测读：利用爱普生A3平板式彩色图像扫描仪(Epson expression 10000XL)扫描待测胶片。采用Film QA Pro^TM 2014(美国，Ashland)软件分析胶片剂量分布情况。采用ImageJ(美国国立卫生研究院)软件读取胶片像素值。将待测胶片像素值代入标准曲线后获得胶片剂量值。

1.剂量刻度结果：根据刻度的各剂量水平及其对应的像素值，建立胶片剂量响应曲线见图 1。

图 1 XR RV3胶片剂量响应曲线 Figure 1 XR RV3 film dose response curve

2.剂量测读结果：由表 1可知，3种手术中血管栓塞术患者PSD均值、中位数最高，血管造影术相对较低。同一类型介入手术不同患者的PSD变化范围较大。表 2给出了不同类型手术患者的PSD的分布及例数，由表 2可见PSD>2 Gy患者20例，其中血管栓塞术15例，血管成形术5例。表 3显示，PSD≥2 Gy的均为血管栓塞术和血管成形术患者。表 4显示，在满足随访条件的患者中，血管栓塞术患者最多，血管成形术次之。

表 1(Table 1)

表 1 3种手术的峰值皮肤剂量水平(Gy) Table 1 The PSDs due to three procedures(Gy) 手术类型 例数 x±s M Q3 血管栓塞术 23 2.86±1.89 2.95 4.21 血管成形术 14 1.53±1.03 1.29 2.27 血管造影术 12 0.65±0.39 0.57 0.85   注：M.中位数；Q3.下四分位数

表 1 3种手术的峰值皮肤剂量水平(Gy) Table 1 The PSDs due to three procedures(Gy)

表 2(Table 2)

表 2 3种手术不同剂量范围峰值皮肤剂量值分布(例) Table 2 Number of patients with PSDs distribution in different dose ranges in three procedures 手术类型 ＜2 Gy 2~＜3 Gy 3~＜6 Gy ≥6 Gy 总计 血管栓塞术 8 5 8 2 23 血管成形术 9 3 2 0 14 血管造影术 12 0 0 0 12 合计 29 8 10 2 49

表 2 3种手术不同剂量范围峰值皮肤剂量值分布(例) Table 2 Number of patients with PSDs distribution in different dose ranges in three procedures

表 3(Table 3)

表 3 PSD≥2 Gy的患者测量结果及DSA设备显示相关信息 Table 3 Measurement results for patients with PSD≥2 Gy and information displayed by DSA equipment 序号 手术类型 PSD(Gy) Ka, r(Gy) DAP(Gy·cm2) FT(min) BMI(kg/m2) 1 椎动脉支架置入术b 2.27 3.25 72.91 55.6 23.74 2a 椎动脉血管成形术 2.27 2.29 713.80 30.05 25.83 3 动脉瘤栓塞术 2.39 3.52 66.90 36.68 31.89 4 动脉瘤栓塞术 2.52 2.30 35.10 55.38 29.05 5 硬脑膜动静脉瘘栓塞术 2.59 4.53 121.91 189.93 21.97 6 椎动脉支架置入术b 2.70 4.60 103.15 95.47 21.61 7 动脉瘤栓塞术 2.95 2.81 191.1 55.38 29.05 8 颅内动脉瘤栓塞术 2.96 1.83 22.00 46.18 25.51 9a 颈动脉血管成形术 3.06 2.39 831.81 40.83 24.51 10 脑动静脉畸形栓塞术 3.14 2.86 101.90 85.82 24.80 11 动脉瘤栓塞术 3.17 2.37 110.00 52.15 24.22 12 颈动脉支架置入术b 3.44 3.09 214.00 67.35 26.47 13 眼动脉瘤栓塞术 3.87 3.67 46.20 92.48 26.22 14 动脉瘤栓塞术 4.05 5.32 101.10 112.27 34.37 15 动静脉畸形栓塞术 4.38 6.52 117.58 78.43 26.57 16a 脊髓血管封堵术c 4.47 3.55 743.20 23.77 29.01 17 硬脑膜动静脉瘘栓塞术 5.06 5.74 143.66 89.60 25.86 18 硬脑膜动静脉瘘栓塞术 5.96 10.80 241.50 267.67 43.23 19 动静脉畸形栓塞术 6.12 5.67 99.40 188.55 26.57 20 动静脉瘘栓塞术 6.28 8.77 272.75 88.62 27.28   注：PSD. 峰值皮肤剂量；DSA.数字剪影血管造影；Ka, r.空气比释动能；DAP.剂量面积乘积；FT.透视时间；BMI.体质量指数；a单X射线管设备，其余为双X射线管设备；b血管成形术；c血管栓塞术

表 3 PSD≥2 Gy的患者测量结果及DSA设备显示相关信息 Table 3 Measurement results for patients with PSD≥2 Gy and information displayed by DSA equipment

表 4(Table 4)

表 4 3种手术PSD及DSA设备显示剂量参数变化范围 Table 4 Range of PSDs due to three procedures and parameters displayed by DSA equipment 手术类型 例数 PSD(Gy) Ka, r(Gy) DAP(Gy·cm2) FT(min) 满足随访条件患者数a 血管栓塞术 23 0.20~6.28 0.50~10.80 11.42~743.20 5.02~267.67 11 血管成形术 14 0.39~3.44 0.64~4.60 20.40~831.80 3.00~95.50 4 血管造影术 12 0.21~1.60 0.18~1.56 3.80~539.95 2.53~47.25 1   注：PSD. 峰值皮肤剂量；DSA.数字剪影血管造影；Ka, r.空气比释动能；DAP.剂量面积乘积；FT.透视时间；a满足美国介入放射学会规定的患者随访条件

表 4 3种手术PSD及DSA设备显示剂量参数变化范围 Table 4 Range of PSDs due to three procedures and parameters displayed by DSA equipment

国际放射防护委员会(ICRP)第118号报告指出，X射线透视检查时，单次剂量的大致阈值如下：早期短暂性红斑为2 Gy，主要红斑反应为6 Gy，暂时性脱毛为3 Gy^[17]。本研究中，PSD＞2 Gy患者20例，均为血管栓塞和血管成形术患者，其中PSD＞3 Gy患者12例，2例血管栓塞术患者PSD＞6 Gy，血管造影术患者的PSD < 2 Gy。本研究提示，接受神经介入手术患者确定性效应发生风险增高，可能主要表现在以接受血管栓塞术和血管成形术的患者。研究还发现多数患者入射体表空气比释动能＞2 Gy并非仅存在于某一点，而是多个区域。提示接受神经介入手术的PSD较高的患者可能会出现相当面积的皮肤辐射损伤。

国外不同研究学者使用专用胶片测量了神经介入手术患者的PSD水平。Barrera-Rico等^[5]报道了7例血管栓塞术患者(动脉瘤、动静脉畸形)的PSD范围为0.2~3 Gy；D′Ercole等^[10]报道了42例血管栓塞术患者(均为动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者)的PSD范围为0.23 ~3.20 Gy。本研究的23例血管栓塞术患者(动脉瘤、动静脉畸形、硬脑膜动静脉瘘等)的PSD范围为0.20~6.28 Gy。通过比较，本研究获得的血管栓塞术患者PSD数据中有15例PSD范围与国外研究报导的结果相近(0.20~3.17 Gy)，8例高于上述研究结果(3.86~6.28 Gy)。还有学者使用K_{a, r}或DAP估算神经介入患者的PSD值。Riabroi等^[4]记录了2015年4月至6月期间54名进行血管栓塞术的患者DSA设备显示的累计剂量值，乘以剂量指数0.56得到PSD范围为0.37~2.31 Gy；Lukic等^[18]记录了2014年12月至2016年12月期间76名进行血管栓塞术的患者DSA设备显示的DAP值，利用公式PSD(mGy)=249+5.2×DAP(Gy·cm²)计算得到PSD范围为0.061~1.68 Gy。本研究结果表明当PSD≥3 Gy时，K_{a, r}、DAP或FT与PSD的变化趋势并不一致。是否通过记录设备显示的K_{a, r}或DAP来预估患者的PSD，并进一步制定对可能出现确定性效应的患者医学随访计划，尚需测得大量患者的PSD、K_{a, r}和DAP数据。

2009年，美国介入放射学会(Society of Interventional Radiology)安全与健康委员会提出了与介入放射学相关的辐射剂量管理建议，将辐射剂量阈值(成人)定义为以下任何一种：PSD＞3 Gy，K_{a, r}＞5 Gy，DAP＞500 Gy·cm²，或FT＞60 min，这些阈值的建立是为了确定哪些患者可能发生确定性辐射损伤，并对其进行临床随访^[19]。本研究中近1/3的患者达到美国介入放射学会规定的需要跟踪随访阈值水平，其中血管栓塞术11例，血管成形术4例，血管造影术1例。目前我国没有针对可能造成皮肤确定性辐射损伤的介入手术患者跟踪随访的指南或管理规定等，不能及时了解患者的辐射损伤发生情况和后续的诊断治疗，这个问题应该引起极大的关注。

为避免引起患者不必要的照射，2007年ICRP建议将参考水平的概念扩展到介入放射学，ICRP 135号报告指出, 诊断参考水平(diagnostic reference level，DRL)不是固定的值，而是要定期的进行修订。DRL也不是患者剂量调查数据的平均值，通常是设备显示剂量分布的第75百分位数^[20]。DRL已被证明是将优化原理应用于患者医疗照射诊断程序的有效工具^[21]。许多研究表明了这种参考水平的可行性和实用性^[22-23]。迄今为止，至少在介入诊疗手术方面DRL已经在世界范围内应用，并且许多国家已经建立了国家DRL^[24-25]。而我国在介入诊疗手术方面患者的PSD报道较少，尚未见神经介入手术患者PSD的报导，也未建立我国介入手术患者的DRL。本研究为建立介入手术患者的DRL提供了初步数据参考，但DRL的建立还需后续研究提供大量的数据支持。

本研究在北京一家开展神经介入手术早、类型多、水平高的三甲医院进行，使用4个双X射线管和1个单X射线管的DSA设备采集49例患者的PSD。由于PSD受到疾病类型、患者体型、手术复杂程度、医师操作熟练程度和设备类型等诸多因素影响，本研究仅为该条件下的初步研究结果，对于其他开展神经介入手术的医院，其结果可能会有差异。建议国内开展更多相关研究，得到更多介入手术患者的PSD临床数据，为通过记录设备剂量相关参数预估患者PSD，以其制定我国介入手术患者随访指南等相关管理规定提供科学依据，为制定我国的介入诊断参考水平提供技术支持。

利益冲突  无

作者贡献声明  赵俏俏负责现场实验、数据采集和论文的撰写；范瑶华负责此研究的设计、现场实验指导、论文的审阅和修改；黄卓参与了实验设计、现场实验及论文的修改；徐辉参与实验设计、数据处理及论文的修改；欧向明负责剂量胶片刻度的设计与实施