肝癌放射介入治療患者輻射劑量的分析

房 達 趙 乾 杜 寧 趙隸嬴 馬 良 崔石昌

(首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心，北京 100069)

介入治療是目前肝癌非手術治療的最常用方法之一,臨床應用廣泛[1]。在介入治療中，患者不可避免地受到放射輻射。在保證圖像質量的情況下，正確評估患者術中所受的輻射劑量，進行有效的輻射防護，目前成為臨床醫生和放射防護人員所面臨的問題。

數字減影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)工作站內含自動曝光控制系統，可以顯示放射掃描參數自測值：累計透視時間、透視條件、攝影幀數、攝影條件、照射野面積、劑量面積乘積(dose area product，DAP)和累積劑量(cumulative dose，CD)。DAP表示患者接受總的X射線的能量。測量DAP的數值，通過蒙特卡羅模擬方法可以估算出有效劑量(effective dose，ED)。ED與生物體輻射效應直接相關，反映整個機體發生隨機性效應的危險度。CD值是參考點累積皮膚表面入射劑量，是皮膚劑量的預測指標。由CD值可以估算出最高皮膚劑量(peak skin dose，PSD)值。PSD是評價輻射確定性效應最好的指標。本研究擬通過對首都醫科大學附屬北京佑安醫院進行介入診斷治療的肝癌患者的DSA掃描輻射參數分析，探討患者所接受的放射劑量，評價其潛在風險。

1 對象與方法

1.1 研究對象

以2019年8月至2019年10月在首都醫科大學附屬北京佑安醫院肝病腫瘤介入治療中心接受介入治療的肝癌患者為研究對象，共261例。其中，男性186例，女性75例；年齡21～81歲，平均年齡(66.4±18.3)歲；體質量44.5～98.5 kg，平均體質量(66.0±18.8) kg。本研究經首都醫科大學附屬北京佑安醫院倫理委員會審批，倫理學審批號：京佑科倫字[2018]068號。所有入選者均知情，并簽署知情同意書。納入標準：①原發性肝癌患者；②性別、年齡不限；③接受經皮肝動脈化學藥物治療(以下簡稱化療)栓塞患者。排除標準：肝功能Child C級患者[1]。肝癌患者介入治療進行兩步操作程序，依次分別為造影模式和Dyna CT模式。按照介入栓塞的位置、程度不同，患者分為兩組：肝葉超選擇組(196例)：微導管送入肝葉動脈進行造影、栓塞，行Dyna CT掃描。肝段超-超選擇組(65例)：微導管送入肝段動脈進行造影、栓塞，行Dyna CT掃描。

1.2 數據收集

肝癌介入操作采用德國西門子公司生產的AXIOM Artis dTA型數字減影血管造影機。肝癌介入程序依次選擇為肝臟血管造影模式和Dyna CT掃描模式。肝臟血管造影模式采集幀率為3幀/s，影像增強器照射野48 cm，影像增強器與球管距離90～110 cm，管電壓和管電流均自動調節，預設曝光71～92 kV,電流根據體厚自動調節為181～318 mA，FIXED 100.5 ms。Dyna CT掃描模式，電壓自動設置為69～106 kV，電流根據體厚自動調節為181～347 mA，曝光時間設為8 s。

肝臟血管造影模式下，分別記錄兩組肝癌患者輻射檢測系統顯示的輻射參數。肝臟血管造影模式，記錄透視時間(min)、造影次數、造影時間(s)、DAP(μGym2)、CD(mGy)。Dyna CT掃描模式，記錄DAP(μGym2)、CD(mGy)。由DAP估算ED，ED=DAP×0.15 (mSv)。由CD值估算PSD，PSD(mGy)=CD×0.84 。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 患者接受輻射基本情況

261例次肝癌介入治療中，患者接受的輻射參數分別為透視時間(9.67±6.44) min、造影次數(4.29±1.68)次、造影時間(48.3±19.1) s、DAP(29 531±10 798) μGym2、CD(1 029.6±526.8) mGy、ED (4.43±1.62) mSv、PSD(864.9±442.5) mGy。輻射劑量數值離散值較大，DAP最低10 562 μGym2，最高84 299 μGym2，相差將近8倍；CD最低為 286.5 mGy，最高為4 330.0 mGy，相差將近15倍，詳見表1。

表1 患者輻射參數

Radiation parametersValue RangeFluoroscopy time/min9.67±6.441.00-32.60Number of angiography4.29±1.682.00-10.00Angiography time/s48.3±19.118.0-124.0DAP/μGym229 531±10 79810 562-84 299ED/mSv4.43±1.621.58-12.65CD/mGy1 029.6±526.8 286.5-4 330.0PSD/mGy864.9±442.5 240.7-3 637.2

DAP：dose area product;ED：effective dose;CD：cumulative dose;PSD：peak skin dose.

2.2 兩組患者輻射參數的比較

肝段超-超選擇組的透視時間、造影次數、造影時間、DAP、ED、CD和PSD均高于肝葉超選擇組，詳見表2。

表2 兩組患者輻射參數比較

Radiation parametersSuperselective group(n=196)Super-superselective group(n=65)tPFluoroscopy time/min7.47±3.8616.29±7.96-8.6040.000Number of angiography3.85±1.405.62±1.77-7.3260.000Angiography time/s43.7±15.762.1±21.7-6.3160.000DAP/μGym227 601±9 25935 352±12 909ED/mSv4.14±1.395.30±1.94-4.474-4.4740.0000.000CD/mGy908.9±352.81 393.6±754.3 PSD/mGy763.5±296.31 170.7±633.6 -5.003-5.0030.0000.000

DAP：dose area product;ED：effective dose;CD：cumulative dose;PSD：peak skin dose.

2.3 不同模式下兩組患者輻射參數的比較

造影模式中，肝段超-超選擇組的透視時間、造影次數、造影時間、DAP、ED、CD和PSD均高于肝葉超選擇組。Dyna CT模式中，兩組的輻射參數比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，詳見表3。

表3 不同模式下兩組患者輻射參數的比較

ModelRadiation parametersSuperselective group(n=196)Super-superselective group(n=65)tPAngiographyFluoroscopy time/min7.47±3.8616.29±7.96Number of angiography3.85±1.405.62±1.77Angiography time/s43.7±15.762.1±21.7DAP/μGym221988±857429860±12259ED/mSv3.30±1.294.48±1.84CD/mGy751.9±336.01240.7±741.0PSD/mGy631.6±282.210422±622.4-8.6040.000-7.3260.000-6.3160.000-4.802-4.8020.0000.000-5.146-5.1460.0000.000Dyna CTDAP/μGym25612±12175492±928ED/mSv0.84±0.180.82±0.14CD/mGy157.0±39.9152.9±26.0PSD/mGy131.9±33.5128.5±21.8 0.7330.464 0.7330.464 0.7740.440 0.7740.440

DAP： dose area product;ED： effective dose;CD： cumulative dose;PSD： peak skin dose.

2.4 肝癌介入治療患者輻射劑量分布

DAP、CD的頻數分布列于圖1、2。117例(44.8%)患者的CD值>1 Gy。

圖1 劑量面積乘積頻數分布

圖2 累積劑量頻數分布

3 討論

在介入放射診療中累積輻射劑量高低不同，國際放射防護委員會(International Commission on Radiological Protection， ICRP)[2]根據患者皮膚最大劑量將介入放射分為高(幾百mGy)、中(幾十mGy)、低(小于10 mGy)劑量操作。多數介入放射操作是高中劑量操作。接受高劑量患者，有必要記錄患者輻射劑量和劑量分布，減少患者的輻射危害，尤其在累積劑量>1 Gy的情況。本組資料顯示44.8%的患者接受了>1 Gy的累積皮膚表面入射劑量，超過了ICRP建議的閾值，應予以重視。

Peruzzo Cornetto等[3]報道肝臟介入手術中，照射時間均值為33.8(4.5～129.5)min，CD均值為3 236.3(128.8～10 100)mGy，DAP均值為15 176.5(197.5～62 085.4)μGym2，ED均值為97.6(3.5～371.27)mSv。Compagnone 等[4]報道透視時間為972(609～1 755)s，圖像數為199(88～383)幀,造影DAP為 8 722(4 308～14 391)μGym2，透視DAP為7 500(48.02～229.53)μGym2，總DAP為 17 770(9 814～34 654)μGym2，ED 為27.0(14.8～58.5)mSv。Bundy等[5]報道透視時間為(18.8±12.5)min，DAP為 (35 460±7 860)μGym2，CD為 (1.746±0.435)mGy。曾亞莉等[6]報道腹部血管造影DAP為(12 129.7±10 646.1)μGym2，CD為(730.14±584.7)mGy。唐孟儉等[7]報道肝癌栓塞術的透視時間平均為(17.19±27.49)min；肝癌栓塞術中患者各部位體表劑量高于二尖瓣成形術和冠狀動脈造影。

本研究肝癌介入治療中，患者接受了較高劑量的輻射，DAP為(29 531±10 798)μGym2,CD (1 029.6±526.8)mGy。肝段超-超選擇介入治療患者的DAP為(29 860±12 259)μGym2和CD為(1 393.6±754.3)mGy,均高于接受肝葉超選擇介入患者DAP為(27 601±9 259)μGym2和CD為(908.9±352.8)mGy。這說明，介入操作越復雜，患者接受的輻射劑量越大。

在肝癌介入治療中，患者所受輻射來源于三個部分。第一部分來源于透視，本研究中透視時間為(9.67±6.44)min，超-超選擇組透視時間(16.29±7.96)min明顯長于超選擇組(7.47±3.86)min。照射野大小與吸收劑量大小密切相關。脈沖透視比連續透視劑量小，應盡量采用。第二部分來源于造影，本研究中造影時間(48.3±19.1)s，超-超選擇組造影次數、造影時間明顯長于超選擇組[(5.62±1.77)次vs(3.85±1.40)次,(62.1±21.7)svs(43.7±15.7)s]。造影模式一般采用大照射野。造影盡量選用低幀率的采集模式，肝臟造影采用3幀/s的幀率，而冠脈造影采用15幀/s的幀率。第三部分來源于Dyna CT,Dyna CT參數相對恒定，所以輻射劑量變化不大。

影響患者的輻射劑量因素可分為三類。第一類為患者病變因素,由于腫瘤體積、位置不同，患者需要進行復雜程度不同的介入操作。肝段超-超選擇介入操作需要在肝葉超選擇插管的基礎上，沿導管插入微導管至肝段動脈進行栓塞治療，所以操作時間較長。從而導致肝段超-超選擇介入治療患者接受了較高劑量的輻射。第二類為操作者因素，熟練醫生平均透視時間為(5.7±3.3)min，一般醫生平均透視時間(10.8±5.6)min[8-9]。第三類為參數選擇，包括透視方式、攝影幀數、曝光時間長短等。在滿足成像質量的前提下，盡量選擇低的采集幀頻和短曝光時間，根據管電壓的高低改變附加濾過，透視時盡量減小光柵[5]。

Dyna CT掃描也有一定的輻射劑量。Tyan等[10]報道了Dyna CT患者受照劑量DAP 為(58.3±8.2)Gycm2，ED為(11.4±2.5)mSv。本研究中，Dyna CT模式采用較為固定的電壓、電流和曝光時間，所以輻射劑量較為恒定。Dyna CT模式中，肝段超-超選擇介入組與肝葉超選擇介入組的輻射參數比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

在肝癌放射介入治療中，患者接受了較高的輻射劑量。由于肝癌患者可能需要接受多次介入治療，會接受更多的輻射。術者應優化DSA參數等措施減少輻射劑量。