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射线辐射对患者及介入医生的危害

 随着我国心血管病介入事业的发展和从业人员的增加,辐射防护成为日益重要的问题。在心血管病的介入诊疗过程中,患者及临床工作人员常常要接受高剂量的电离辐射,而这种辐射极可能会对他们的健康造成重要影响。

  1  患者的辐射风险

  1.1   皮肤损伤

  患者放射线入射部位的皮肤接受到的射线剂量最大,因此皮肤是辐射风险最大的器官。但是造成皮肤损伤的阈剂量很大,所以介入操作很少出现这种并发症。已报道的皮肤损伤病例,主要是复杂的冠脉介入操作或复杂的心律失常导管消融的后果(图1和图2)。如果患者接受辐射的总时间(包括透视和造影)超过60分钟,其皮肤剂量会超过确定效应的阈剂量。Rosenthal 等 研究了9个中心750名患者的资料,分析了射频消融术中的透视时间和辐射剂量。其中透视时间为53±50min,估计皮肤剂量为1300±1300 mGy(表1)。此研究还发现在22%的操作中,患者剂量超过了皮肤损伤的阈剂量(约2Gy)。Balter[18]提供的资料显示,诊断性介入操作的透视时间和入射体表剂量都显著低于介入治疗(表2)。


射线辐射对患者及介入医生的危害

图1  复杂冠脉介入操作引起的放射损伤,40岁男性,在同一天内进行了冠脉造影、支架术、第二次造影(由于并发症)以及冠脉搭桥术。估计患者皮肤计量超过了20Gy。A.术后6-8周患者的背部照片。出现早期的红斑和水疱 B.术后16-21周皮肤损伤的照片。烧伤愈合,有小面积溃疡形成 C.术后(8-21)周,有明细的组织坏死 D.图C中损伤的放大图 E.植皮术后(改良自Shope TB.)


射线辐射对患者及介入医生的危害

图2  心律失常射频消融术引起的放射损伤  49岁女性,顽固性室上性心动过速。在射频消融术中,患者肘部位于距离X射线源20-25cm处,接受透视20分钟 A.术后3周照片显示,右肘部边界清楚的红斑 B.术后5个月组织坏死 C.术后6.5个月出现深部溃疡,暴露出肱骨(改良自Koenig TR.)


   患者的健康状态可能会影响皮肤对辐射的反应,存在血管胶原疾病、糖尿病、甲状腺功能低下等情况的患者对辐射更敏感。另外,一些化学和药物因素也会引起皮肤损伤风险增大。有文献报道,多次操作中照射同一部位可引起皮肤的慢性损害(细胞自身修复不全),这些患者在以后的操作中皮肤损伤的阈剂量就会降低。所以在再次介入操作时应考虑这些因素。

射线辐射对患者及介入医生的危害

  1.2   肿瘤

  如果患者的辐射剂量是分次而不是一次接受到的,细胞就有时间进行自身修复,从而减轻辐射损伤,辐射诱发肿瘤的风险就明显降低。

  成人:在不受辐射照射的情况下,每个人患恶性肿瘤的终生风险是20%。如果心律失常射频消融术中患者总的透视时间为60分钟,这种风险可增加到20.03%,或可在每1 000 000个患者中增加294 例恶性肿瘤(表3)。与成功射频消融带来的益处相比,这个风险非常小。一次常规的诊断性冠脉造影(剂量面积乘积 40Gycm2)大约向患者投射8 mSv(1Sv=1000mSv)的射线量,其致肿瘤的风险小于0.1%。复杂介入操作(剂量面积乘积200Gycm2)致危重患者发生肿瘤的风险小于1%。相比之下,一个60岁无特殊危险因素、无肿瘤的男性,10年内发生肿瘤的可能性是16%。所以,介入操作中的辐射诱发肿瘤的随机风险与自发肿瘤相比是很小的。

  儿童:有明确证据表明,电离幅射是儿童肿瘤的危险因素。电离幅射诱发恶性肿瘤的风险在儿童比成人高很多。辐射导致的肿瘤风险与患者的性别及接受照射时的年龄有重要关系。因为乳腺对射线较敏感,女性比男性更容易发生辐射损伤。儿童的体型小,所以术中有较大比例的放射敏感组织受到X线的照射。

  另外,对儿童患者的操作通常比成人更费时间,辐射时间也更长。但是,儿童体型小,射线更容易贯穿,因此剂量率和总剂量相对较低。

  1.3  遗传性异常

  人体中性腺是对放射线敏感的器官,造成男性永久不育的辐射阈剂量是3.5~6Gy,在女性是2.5~6Gy。据估计,每希沃特(Sv)射线中只有少于10%的剂量能作用于性腺。心血管介入操作很少使性腺接受大剂量的辐射照射,对有生育要求的患者有较小危害。

表3  每透视60分钟,器官的吸收剂量(mGy)及诱发恶性肿瘤的风险

器官

吸收剂量

肿瘤风险1

增加的肿瘤风险2

30.8 ±20 (6~67)

261±167 (52~567)

0.03%

骨髓

4.3±2.9 (0.8~9.8)

22 ±8 (5~29)

0.002%

乳腺3

4.3±2.2 (2.2~8.5)

8.6 ±3.8 (4.3~14.4)

0.001%

甲状腺

2.4±2.5 (0.4~8.4)

2 ±2 (0.3~7)

0.0002%

卵巢

<0.05

...

...

总的风险

...

293.6

0.03%

注:括号内为平均值±标准差 1:每1,000,000患者中增加恶性肿瘤的例数 2:恶性肿瘤增加的比例 3:双侧乳腺的平均剂量(改良自Kovoor P.)

  1.4  妊娠期患者

  胎儿剂量较低时,辐射对胎儿的最主要风险为辐射诱发的肿瘤。在整个妊娠期,辐射诱发胎儿肿瘤的风险与儿童一样高。如果胎儿剂量>100 mGy,胎儿可能出现确定性损伤如中枢神经系统损伤、发育迟缓、畸形或流产。损伤的程度和类型与辐射剂量及所处的妊娠阶段有关。在器官发生期及妊娠早期,辐射风险最大;妊娠中期较小;最后3个月最小。一般情况下,除非直接照射子宫,否则胎儿剂量不会超过确定效应的阈剂量。

  2  工作人员的辐射风险 

  X线设备产生两种类型射线:主要(有用的)射线用来成像;散射射线是无用的,是一种副产品。工作人员接受的辐射主要是散射辐射,多数是由放射线在患者皮肤入射处散射而来(图9-3),少部分来自X射线管和增强器。心血管病介入医生比其他医生接受的辐射剂量更大,而每一例射频消融术中,电生理医生接受的平均辐射量至少是其他心脏介入操作的2倍。不同部位的射频消融术,透视时间和辐射剂量不同。McFadden等总结了50例射频消融术中,患者剂量、透视时间及剂量面积乘积的资料。他们发现,房室结消融和改良术的皮肤剂量显著低于其他射频消融操作。房扑和需要穿间隔操作的左侧旁道,操作时间较长,因此辐射剂量最大(表4)。

  介入操作中,医生的头部和四肢很少受到保护,因此常常接受高剂量辐射,这种辐射带来的风险可逐渐积累。如果不加防护,在每例介入操作中医生的眼睛、甲状腺和手的平均入射体表剂量分别可达到120μSv~400μSv ,390μSv, 240μSv~510μSv(1mSv=1000μSv)。ICRP 60推荐的职业剂量限度是:在连续的5年里,受职业辐射人员有效剂量的限度是100mSv, 每年内最大有效剂量是50mSv(预防随机效应)。1年内双手、双足和皮肤的当量剂量是500mSv;1年内眼睛晶状体的当量剂量是150 mSv(预防确定效应)。

表4 射频消融术中的患者剂量、透视时间及剂量面积乘积

操作类型

病例数

体重(kg)

皮肤剂量

(Gy)

透视时间(min)

剂量面积乘积(Gycm2)

所有操作

50

77(48~135)

0.81(0.06~3.2)

67(15~164)

123(21~430)

房室结消融

16

79(49~111)

0.40(0.06~1.0)

49(19~108)

76(25~188)

右侧旁道

9

71(48~88)

0.70(0.20~2.3)

43(15~67)

79(21~159)

房扑

5

84(62~103)

1.5(0.50~2.1)

132(73~164)

251(192~354)

左侧旁道

20

76(50~135)

0.96(0.60~3.2)

77(19~153)

149(27~430)

注:括号中为波动范围(改良自McFadden SL.)

  接受职业辐射的人群(心血管病介入医生是受职业辐射人群的代表)最关注的是诱发癌肿的风险。有研究提示,X射线辐射有可能增加介入医生脑肿瘤、乳腺癌和皮肤癌的风险。许多细胞遗传学研究证实,在慢性低剂量辐射下,医院工作人员的DNA损伤增强。Yoshinaga等的流行病学研究回顾了放射工作人员接受职业辐射的情况。他们发现在1950年以前受雇的工作人员(辐射剂量很高)中,白血病的额外风险与职业照射有关。但是,至今还没有明确证据证明,在目前的职业剂量水平,医务工作人员辐射可引起肿瘤风险增大,也可能与随访时间较短有关。另外,现代医疗实践中放射线的应用正逐渐增多,因此应该对工作人员的健康状况进行长期监测。

  介入操作时,操作者不会暴露在有用射线束下,其接受的主要是散射照射,因此一般不会出现急性确定性损伤(如白内障、皮肤烧伤等)。但是,随着心血管病介入导管术的极大增多,已有报道发现,工作人员中有严重辐射造成的皮肤损伤和白内障。例行的电影和透视中常发现操作者的手,这主要是由于操作者对技术理解不足,违反了基本的辐射防护原则。据报道晶状体对辐射相对不敏感,目前眼睛辐射的剂量限度是每年150mSv, 25年以上的剂量积累才可能超过30天阈值(4000mSv)。但也有研究显示在低剂量辐射时晶状体有改变。


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