中华放射医学与防护杂志  2024, Vol. 44 Issue (4): 292-297   PDF    
一台引起放射性皮肤损伤的介入放射学设备检测结果调查与分析
张冰洁1 , 王建伟1 , 毛喻萱1 , 贾天合1 , 王轩1 , 刘彤桢1 , 徐辉2 , 岳保荣2     
1. 新乡市职业病防治研究所,新乡 453003;
2. 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 世界卫生组织辐射与健康合作中心,北京 100088
[摘要] 目的 通过调查和分析一台引起放射性皮肤损伤的介入放射学设备的质量控制检测结果,为介入放射学程序运行过程中的放射防护最优化提供建议。方法 调取一台引起患者放射性皮肤损伤的介入放射学设备近3年的5次质量控制检测报告,比较检测结果的差异并分析存在的问题。结果 对于“透视受检者入射体表空气比释动能率典型值”项目,3家机构5次检测结果在6.08~24.89 mGy/min之间,符合相关标准的要求;不同曝光模式(普通剂量率透视模式、高剂量率透视模式、电影模式)和不同帧率对受检者入射体表空气比释动能率和透视防护区检测平面上周围剂量当量率检测结果影响较大;操作该设备的介入医生对设备的曝光模式了解不足,手术后未记录患者剂量。结论 通过对介入放射学设备的调试可显著降低患者剂量;建议在标准修订时增加参考点累积剂量或剂量面积乘积准确性指标的检测;加强对介入医生和技师的专业培训,使其充分了解设备不同曝光模式对患者和术者剂量的影响。
[关键词] 放射性皮肤损伤    介入放射学    放射防护检测    
Investigation and analysis of the testing results of interventional radiology equipment causing radiation skin injury
Zhang Bingjie1 , Wang Jianwei1 , Mao Yuxuan1 , Jia Tianhe1 , Wang Xuan1 , Liu Tongzhen1 , Xu hui2 , Yue Baorong2     
1. Prevention and Treatment Center for Occupational Disease of Xinxiang City, Xinxiang 453003, China;
2. Key Laboratory of Radiological Protection and Nuclear Emergency, China CDC, WHO Collaborating Centre for Radiation and Health, National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China
[Abstract] Objective To provide suggestions for the optimization of radiation protection during interventional radiology procedures on the basis of investigate the quality control testing result of an interventional radiology equipment that has caused radiation skin damage. Methods Five quality control testing reports on an interventional radiology device that has caused radiation skin injury to a patient in the past three years were selected to compare the differences between the testing results and analyze the existing problems. Results For the program of " Typical value of entrance surface air kerma in fluoroscopy mode", the testing result from the three institutions were in the range of 6.08-24.89 mGy/min, which met the requirements of relevant standards. The testing result of both the entrance surface air kerma and the ambient dose equivalent rate on the area of the operators differs greatly dependent on different exposure modes (normal fluoroscopic dose rates mode, high fluoroscopic dose rates mode, and cine mode) and different frame rates. The interventional operators for the device were lack of understanding of the influence on exposure modes, and patient doses were not recorded after an interventional surgery. Conclusions The patient dose can be significantly reduced by adjusting an interventional radiology equipment. It is recommended to increase the testing of reference point cumulative air kerma or dose-area product in future standard revisions and strengthen professional training for interventional operators and technicians, so that they can fully understand the differences in the effect of exposure mode of a interventional radiology equipment on patient and operator dose.
[Key words] Radiation skin injury    Interventional Radiology    Radiation Protection Testing    

介入放射学是指在医学影像系统监视引导下,经皮针穿刺或引入导管做抽吸注射、引流或对管腔、血管等做成型、灌注、栓塞等,以诊断与治疗疾病的技术[1]。介入放射学在全球发展迅速[2],如果操作介入设备的内外科医师缺乏专业的放射防护知识,就可能会增加职业人员和患者放射性损伤的风险[3]。从20世纪90年代早期开始,介入诊疗所致患者皮肤损伤的报道逐渐增加,引起国际组织的重视[4-5],近几年国内对介入放射学程序中患者皮肤受照剂量的测量研究也逐渐增加[6-7]

2020年1月1名患者因冠心病在某医院接受冠状动脉造影及支架植入介入治疗后,于2020年6月发生背部皮肤溃烂,到某三级医院住院治疗,后怀疑为冠状动脉支架植入介入治疗导致的背部局部放射性皮肤损伤,通过外周血淋巴细胞染色体畸变“双着丝粒体+环”(dic+r)分析估算该患者的全身生物剂量为0.95 Gy[8],模拟手术条件(电影模式10 min、透视模式30 min)建立模型估算患者皮肤最大剂量5.2 Gy[9],患者从初期背部红斑、瘙痒、刺痛发展为坏死、溃疡,肺部CT显示两肺部背侧高密度灶,局部实变合并肺间质改变,结合患者受照史、临床表现、检查结果等信息,该患者诊断为放射性皮肤损伤Ⅳ度(级)[10]。本研究对该患者接受诊疗的介入设备和开展手术的医师进行放射防护相关调查,分析发生介入放射性皮肤损伤的原因,现报道如下。

资料与方法 1、设备资料

某医疗装备公司生产的医用血管造影X射线机,标称管电压150 kV,标称管电流1 000 mA,平板探测器尺寸30 cm×30 cm,该设备于2018年9月生产,2019年1月安装,2019年5月验收合格。设备具有透视模式、电影模式和数字减影模式,剂量模式有普通剂量率模式和高剂量率模式选项。

2、研究方法

收集整理该设备2019—2021年的检测报告并分析数据,包括:2019年5月机构A出具的验收检测报告(报告A),2020年8月机构B出具的状态检测报告(报告B),新乡市职业职业病防治研究所(简称职防所)于2020年7月出具的事故后的调查检测报告(报告C)和2021年11月出具的大修后的检测报告(报告D),以及工程师进一步调试后的复测报告(报告E);对该院介入医生开展辐射认知和操作习惯调查;分析发生介入放射性皮肤损伤的原因。

3、检测仪器

2019年机构A使用MagicMAX型剂量仪和AT1121型辐射防护剂量仪;2020年机构B使用B-Piranha型剂量仪和AT1123型辐射防护剂量仪;职防所使用B-Piranha 657型剂量仪和AT1123型辐射防护剂量仪。以上检测仪器均检定/校准合格且在有效期内。

结果 1、透视条件下受检者入射体表空气比释动能率

报告A和报告B依据卫生行业标准WS 76-2017[11]的要求检测,透视受检者入射体表空气比释动能率典型值检测结果为6.08~10.30 mGy/min,但报告中未标注检测条件及曝光模式,检测结果无法复现;报告C、报告D和报告E依据卫生行业标准WS 76-2020[12]的要求检测,在检测条件为自动条件(AEC)、30 cm×30 cm×20 cm标准水模、帧率15 fps以及在普通剂量率透视模式下测得典型值为12.01~24.89 mGy/min。2019—2021年典型值检测结果均符合标准要求的≤25 mGy/min。

为比较不同剂量模式对透视条件下受检者入射体表空气比释动能率的影响,报告C、报告D和报告E还在高剂量率透视模式下检测了该指标,最高达到47.8 mGy/min,详见表 1

表 1 不同报告透视条件下受检者入射体表空气比释动能率检测结果比较 Table 1 Comparison of the testing results of the entrance surface air kerma in fluoroscopy mode found in different reports

2、电影模式下受检者入射体表空气比释动能率

报告C、报告D和报告E在调查中增加了电影模式下受检者入射体表空气比释动能率的检测,检测结果列于表 2。从表 2的结果可见,电影模式条件下(AEC、15 fps、标准水模)受检者入射体表空气比释动能率比透视模式时较高,最高达到了1 617 mGy/min。

表 2 不同报告电影模式下受检者入射体表空气比释动能率检测结果比较 Table 2 Comparison of the testing results of the entrance surface air kerma in under cine mode found in indifferent reports

3、不同剂量模式和帧率对受检者入射体表空气比释动能率的影响

报告D中,检测人员对不同剂量模式和帧率条件下的受检者入射体表空气比释动能率进行了检测,结果列于表 3。从表 3可以看到,不同模式下受检者入射体表空气比释动能率结果差别较大,在AEC、15 fps、标准水模条件下测得普通剂量率透视模式、高剂量率透视模式、电影模式下受检者入射体表空气比释动能率分别为23.83、45.05、1 617 mGy/min;帧率15.0、7.5、3.7 fps对应的受检者入射体表空气比释动能率分别为45.05、26.51、11.96 mGy/min。

表 3 不同曝光模式下受检者入射体表空气比释动能率 Table 3 Entrance surface air kerma in different exposure modes

4、术者防护区检测平面上周围剂量当量率结果比较

该设备配备有铅悬挂防护屏、铅防护吊帘、床侧防护帘等辅助防护设施,在历次检测时均使用辅助防护设施。国家职业卫生标准要求测量同室近台操作设备的透视防护区周围剂量当量率[13-14]。报告C依据在AEC、高剂量率透视模式、15 fps、标准水模的条件下,测得第一术者位透视防护区检测平面上周围剂量当量率为330~1 020 μSv/h,最大剂量点在距地面125 cm高(约为术者胸部)的位置;2021年11月的报告D在设备大修后的检测中用同样条件分别用普通剂量率透视模式和高剂量率透视模式下测得透视防护区检测平面上周围剂量当量率分别为240~870 μSv/h和75~21 300 μSv/h,最大剂量点在距地面105 cm高(约为术者腹部)的位置。经过厂家调试后,降低了血管造影X射线设备的剂量率水平,经检测(报告E)高剂量率透视模式时透视防护区剂量明显降低。详见表 4

表 4 不同报告术者防护区检测平面上周围剂量当量率比较 Table 4 Comparison of ambient dose equivalent rate on the operator′s protection area provided in different reports

5、介入医生辐射认知和操作习惯调查

经调查,使用该设备的介入医生对设备的曝光模式不了解,介入手术中习惯使用高剂量率透视模式和电影模式、帧率惯用15 fps;介入医生在手术过程中佩戴铅衣、铅围脖、铅帽等防护用品,分别在铅衣内和铅衣外佩戴剂量计。

该设备在当次手术中会在控制界面显示参考点累积比释动能和剂量面积乘积,但医院未保存该剂量,也未在病历中记录受照者剂量。

讨论

介入放射学操作中患者会受到X射线照射,介入医生因近台同室操作会受到不同程度职业照射,国内报道关于介入诊疗引发的放射性皮肤损伤的案例较少[15-16],且文献中缺乏受照剂量水平及其照射条件的描述,保加利亚报道的2例案例与本病例存在类似的介入患者剂量未保存的问题,文献中仅估算了受照人员的剂量面积乘积(KAP),缺乏参考点累积剂量(CAK),没有报道照射条件和估算患者皮肤受照剂量[17]

本研究发现,报告A~报告E中的透视条件下受检者入射体表空气比释动能率典型值均合格,通过报告C和报告D的测量发现,高剂量率透视模式和电影模式下受检者入射体表剂量较高,相应的,高剂量率透视模式和电影模式下,术者防护区检测平面上周围剂量当量率也要高于普通剂量率透视模式下的测量值,本研究中透视防护区剂量测量最高值出现在胸部和腹部,其原因可能是铅防护吊帘和床侧防护帘对射线的遮挡不足,医院可以通过改进辅助防护设施的配置来降低职业人员剂量[18]。建议介入医生在手术中,尽量减少高剂量率模式和电影模式的使用频率,降低患者和职业人员剂量。为充分反映介入放射学设备不同工作模式时对受检者入射体表剂量以及对术者剂量的影响,建议在修订标准时,通过大规模的调查,制定合理的介入放射学设备不同模式下的受检者入射体表空气比释动能率和防护区周围剂量当量率的参考值,进一步保护患者和职业人员健康。

本次调查中发现介入设备在不同曝光模式及帧率条件下受检者入射体表空气比释动能率差别较大,一般规律是电影模式大于透视模式,高剂量率模式大于普通剂量模式,本次调查发现操作该设备的介入医生对设备曝光模式和帧率对剂量的影响了解不足,这与国内外类似报道一致[15-17, 19],本研究中医师惯用高剂量率透视模式和电影模式、惯用帧率15 fps,未根据患者或者手术实际情况变换设备模式和帧率。建议加强介入医生和技师的专业防护培训,充分了解设备不同模式下对患者和术者剂量的影响,尽可能减少曝光时间、采用脉冲透视并降低帧率,避免患者同一皮肤区域受到持续照射,合理使用透视、减影和电影模式。

对介入设备调试后复测结果(报告E)分析发现,工程师在调整了设备剂量水平后,在高剂量率透视模式AEC曝光条件下,曝光条件和调试前(报告D)相比有了明显的降低,说明在满足临床影像质量的前提下,介入设备是可以通过下调设备剂量来降低患者和医生受照剂量。

根据国家职业卫生标准GBZ 130[13-14]的规定,介入放射学用X射线设备应具有记录受检者剂量的功能,并尽可能将每次诊疗后的受照剂量记录在病历中。本研究中介入医生未在每次手术后记录患者剂量,导致患者在接受高剂量照射后未被及时发现,反映了部分介入职业人员的辐射认知程度较低,应加强介入职业人员放射防护知识的培训。美国介入放射学会安全与健康委员会[20]提出在介入手术后参考点累积剂量>5 Gy,剂量面积乘积>500(Gy·cm2),透视时间超过60 min,患者皮肤剂量>3 Gy,符合上述条件之一的患者应对其进行临床随访,以及时发现患者发生辐射损伤并救治。建议设备厂家在安装调试时充分考虑辐射防护最优化,降低剂量水平,并在剂量学指标超过上述数值时设置警示。考虑到记录的剂量与真实值可能存在偏差,建议在标准修订时考虑对参考点剂量或者剂量面积乘积准确性的检测[21]

本次调查仅为针对一台引起放射性皮肤损伤的介入设备的检测结果调查和分析,提出介入放射学程序运行中降低患者剂量和职业人员剂量的部分建议,为介入放射学程序运行过程中防护优化提供依据。

利益冲突  无

作者贡献声明  张冰洁负责数据采集与论文撰写;王建伟、毛喻萱负责信息收集与指导论文撰写修改;贾天合、王轩负责现场数据采集;刘彤桢负责基本资料收集;徐辉、岳保荣负责论文的修改与指导

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