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研究背景随着心血管介入诊疗病例数的增加,从事该诊疗程序的术者(尤其是第一术者)因工作量增加致其受照辐射剂量与风险也不断增高,因此,对受照剂量进行有效评估显得十分重要。然而,介入诊疗程序不同、辐射场分布不均且防护设备各异,这对评估其受照剂量带来了一定的挑战,且现有的对该工作个人剂量评估方法仍在不断研究当中,因此,需进一步研究心血管介入诊疗程序中第一术者的有效剂量评估方法,这对其个人剂量监测具有一定的参考意义。研究目的本研究采用蒙特卡罗模拟计算并利用仿真人体模型实验测量进行验证的方法,对几种心血管介入诊疗程序中第一术者的个人剂量当量和有效剂量进行研究,分析个人剂量当量与有效剂量的关系,以建立利用个人剂量当量估算有效剂量的方法,为开展个人剂量监测提供参考与技术支持。研究内容与方法本研究的主要内容与方法如下:(1)现场调查获得几种常见的心血管介入诊疗程序中的各项参数:如管电压、投照体位等。(2)根据调查结果,在Geant4蒙特卡罗程序中构建心血管介入诊疗程序模拟计算模型;对第一术者的个人剂量当量Hp(10)与有效剂量进行计算,研究其随不同照射及防护条件的变化。(3)根据各种条件下的个人剂量当量Hp(10)和有效剂量计算值,采用SPSS统计分析软件,建立由个人剂量当量Hp(10)估算有效剂量的回归拟合模型,并依据辐射防护原则,得到适用于本研究条件下的第一术者佩带单个剂量计时与佩带两个剂量计时的最优估算公式(单双剂量计算法)。(4)在仿真模体上穿戴铅衣和铅围脖模拟第一术者,在模体内布放热释光探测器,铅衣内外不同部位布放个人剂量计,现场模拟一种心血管介入诊疗程序进行实验;测量并计算有效剂量及不同部位处的个人剂量当量Hp(10)。(5)将蒙特卡罗建立的估算方法应用于实验测量的个人剂量当量Hp(10)中,与有效剂量进行比较实验研究;同条件下,蒙特卡罗模拟计算得到的个人剂量当量与现场模拟实验测量得到的值进行比较,以验证蒙特卡罗计算模型。研究结果本研究的主要结果如下:(1)根据蒙特卡罗计算结果,在其他条件不变,采用不同投照体位照射时,相同佩带部位的个人剂量当量相差15%～340%(平均为145%),有效剂量相差48.1%～70.0%(平均为58.0%);佩戴铅围脖相对于未佩戴铅围脖时的有效剂量低1]5.3%～19.7%(平均17.9%);穿着0.50 mmPb铅衣相对于穿着0.35 mmPb铅衣时的有效剂量低2.17%～～17.5%(平均8.6%);穿着包裹分体式防护套裙相对于穿着包裹式防护围裙时的有效剂量相差-5.88%～～0.94%(平均-2.39%)。(2)在蒙特卡罗方法所模拟的64种情形下,有效剂量与铅衣内个人剂量当量的相关系数为0.817～～0.867(平均0.844);与铅衣外个人剂量当量的相关系数为0.936～0.986(平均0.967)。其中,未佩戴铅围脖时,铅衣外左胸处的剂量当量拟合得到的决定系数R2最大,为0.970;佩戴铅围脖时,铅衣外脖子中间处的剂量当量拟合得到的R2最大,为0.972。(3)当未佩戴铅围脖时,有效剂量可通过铅衣外脖子左侧与铅衣内右胸部的个人剂量计读数加权求得(R2=0.975);当佩戴铅围脖时,有效剂量可通过铅衣外脖子中间处与铅衣内右胸部的个人剂量计读数加权求得(R2=0.991)。(4)本研究建立了新的单双剂量计评估算法,为:E=0.03Hp(10)o.chest,l(无铅围脖)E=0.055Hp(10)o.collar,m(有铅围脖)E=1.6Hp(10)u.chest,r+0.025Hp(10)o,collar,l(无铅围脖)E=2.0Hp(10)u,chest,r+0.05Hp(10)o.collar,m(有铅围脖)(5)利用模体现场模拟测量得到,佩带在铅衣外脖子中间处、铅衣内右胸部个人剂量计的测得值分别为8.535 mSv与0.022 mSv,有效剂量为0.581 mSv。(6)相同条件下,蒙特卡罗计算得到各部位的Hp(10)与实际现场模拟测量得到的Hp(10)相差-17.9%～28.6%(平均为13.5%),且相对趋势上一致,即都在左腰处达到最大;根据本研究提出的公式,得到佩带单个与两个剂量计时的有效剂量分别为0.469和0.471 mSv,相对于实际测量得到的有效剂量的偏差分别为-1]9.2%和-18.9%,均在公式的最低相对偏差范围内。研究结论本研究的主要结论如下:(1)根据本研究拟合结果,建立了适用于不同心血管介入诊疗程序的单双剂量计有效剂量评估方法。其中,双剂量计法比单剂量计法更能合理且准确评估第一术者的有效剂量。(2)将同条件下蒙特卡罗计算得到的值与现场实验测量的值进行比较,同时,对本研究提出的估算方法进行验证,得到了一致的结果。本研究通过蒙特卡罗计算与现场测量验证建立的评估方法,可在一定程度上,对几种心血管介入诊疗程序中第一术者的有效剂量进行评估。本研究构建的蒙特卡罗计算模型整体上可以较好地预测介入诊疗程序中第一术者的受照剂量。此结果可为实际介入诊疗程序中开展个人剂量监测工作提供参考。