Способ снижения лучевой нагрузки на врача при рентгенэндоваскулярной эмболизации маточных артерий Российский патент 2023 года по МПК A61B34/20 

Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, рентгенэндоваскулярной хирургии и гинекологии и может быть использовано в лечебно-профилактических учреждениях для снижения лучевой нагрузки на врача по рентгенэндоваскулярным диагностике и лечению при проведении эмболизации маточных артерий.

Радиационная безопасность является важной областью знаний для медицинского персонала, работающего в отделениях, непосредственно связанных с воздействием ионизирующего излучения от различного медицинского оборудования. Рентгенэндоваскулярные методы диагностики и лечения характеризуются: малоинвазивностью, низкими рисками осложнений и высокоэффективностью. Данные методы активно применяются в кардиологии (стентирование коронарных артерий при остром коронарном синдроме), нейрохирургии (тромбэкстракция при инсультах головного мозга), онкологии (эмболизация артерий питающих новообразования) и т.д. Значительному кумулятивному радиационному облучению из данной категории подвергаются сотрудники отделений рентгенхирургических методов диагностики и лечения. Рентгенэндоваскулярные процедуры оказывают высокие дозовые нагрузки как на пациента, так и на сотрудников этих отделений.

Эффекты радиационного облучения делятся на 2 категории. Детерминированные эффекты возникают при превышении определенного порога воздействия ионизирующего излучения, которые вызваны локальным либо тотальным облучение тканей, приводя к гибели клеток, без компенсационной и репарационной возможности с нарушением функции тканей и органов. К таковым относятся возникновение радиационно-индуцированного тиреоидита, лучевая катаракта, дерматиты и выпадение волос [1].

Стохастические эффекты представляют собой повреждение структуры ДНК, возникающее при воздействии любой дозы ионизирующего излучения в течении длительного временного промежутка [2]. Проявления данных эффектов напрямую связаны с риском развития злокачественных новообразований у медицинского персонала. Увеличение частоты сложных и повторных вмешательств во многих спектрах интервенционных вмешательств, которые безусловно оказывают огромные достижения в лечении пациентов, влекут за собой в том числе более высокий уровень экспозиции ионизирующего облучения. Известно, что сотрудники отделений рентгенхирургических методов диагностики и лечения, работая в течение длительного времени подвергаются хроническому профессиональному радиационному облучению. Данная категория сотрудников имеет в 3 раза выше риск развития злокачественных новообразований [3] В частности, отмечается увеличение выявления опухолей левых отделов головного мозга, которые наименее защищены при проведении интервенционных вмешательств.

Соблюдение принципов радиационной безопасности позволяет минимизировать неблагоприятные последствия профессионального облучения. Обеспечение радиационной безопасности включает в себя широкий спектр способов и алгоритмов, способствующих снижению облучения. Одним из основных принципов проведения вмешательств при использовании ионизирующего излучения является ALARA (as low as reasonably achievable), который подразумевает что индивидуальная доза облучения сотрудника, полученная в ходе профессиональной деятельности, должна находиться на разумно достижимом низком уровне. Данный подход основывается на четырех эффективных стратегиях: снижение времени облучения, увеличение расстояния от источника излучения, использование средств радиационной защиты, обучение.

Снижение времени облучения может быть достигнуто за счет ограничения времени рентгеноскопии, а также минимального использования рентгенографии. Увеличение расстояния от источника облучения достигается оптимальным положением пациента и оператора и основывается на множестве технических приемов - снижение расстояния между приемником излучения и пациентом, увеличение расстояния между рентгеновской трубкой и пациентом, уменьшение угла наклона оборудования. Использование средств индивидуальной защиты, таких как свинцовых фартуков, воротников, рентгензащитных шапочек и очков, в значительной степени снижают облучение персонала. Потолочные экраны, подвешенные на столе свинцовые простыни также обеспечивают более низкую дозу облучения оператора [4]. Подготовка и обучение основам радиационной защиты предоставляют адекватную теоретическую и практическую подготовку для минимизации профессионального облучения.

Радиационный контроль персонала предполагает регулярное использование дозиметров для регистрации полученных доз. Это позволяет объективно регистрировать фактическую дозу и соответствующим образом адаптироваться при приближении показаний к предельно допустимой дозе облучения.

Отдельно стоит выделить влияние выбора оперативного доступа для проведения интервенционного вмешательства на снижение дозы профессионального техногенного облучения медицинского персонала.

Наиболее частым доступом для проведения ЭМА (эмболизации маточных артерий) является бедренный доступ. Также используется двухсторонняя пункция бедренных артерий с последующей катетеризацией маточных артерий. Двухсторонняя пункция ассоциировалась с уменьшением времени рентгеноскопии, а также общего времени проведения процедуры ЭМА [5].

Трансрадиальный доступ в настоящее время выборочно используется при проведении всех спектров интервенционных вмешательств, а при проведении эндоваскулярных исследований коронарных артерий является стандартом. Данный доступ также нашел свое применение и при проведении ЭМА, поскольку данный доступ позволяет значительно снизить риск осложнений, связанных с традиционным трансфеморальным доступом (псевдоаневризмы бедренной артерии, забрюшинное кровотечение и т.д.).

Вместе с тем, при использовании трансрадиального доступа в традиционном принятом варианте исполнения возникают ограничения в применении рентгензащитного потолочного экрана и отмечается сокращение расстояния между источником ионизирующего (рентгеновского) излучения и врачом-оператором, что сопровождается увеличением доз облучения медицинского персонала [6].

Совершенствование практических навыков и компетенций врачом по рентгенэндоваскулярным диагностике и лечению в использовании трансрадиального доступа при проведении ЭМА потенциально может сократить время процедуры и лучевую нагрузку на врача и пациента.

Общим недостатком вышеприведенных способов эмболизации маточных артерий является отсутствие преимуществ выбранного артериального доступа в отношении снижения лучевой нагрузки для оперирующего врача.

В связи с этим, увеличение расстояния от источника излучения до врача имеет большее значение и результативность в целях снижения дозы облучения [7].

Прототипом предполагаемого изобретения является патент RU 2.551.947 С1, 6.10.2015) [9]., в котором используется левый лучевой доступ при стандартном расположении пациента головным концом в сторону С-дуги. Использование доступа ассоциировалось со снижением общего времени вмешательства, в том числе на время для проведения селективной катетеризации маточных артерий, а также снижает лучевую нагрузку пациента на 37,2% по сравнению с традиционным бедренным доступом [8].

В патенте RU 2.551.947 С1 оценивается только отсутствие осложнений со стороны пункции сосудистого доступа в виде гематом и ложных аневризм. Не представлена информация об укладке пациента на операционном столе и расположении на операционном столе относительно источника ионизирущего рентгеновского излучения и врача, расстояния от него. Оценивается только трансрадиальный доступ через лучевую артерию для проведения эмболизации маточных артерий.

Задачей предполагаемого изобретения является снижения профессионального облучения врача при проведении рентгенэндоваскулярной эмболизации маточных артерий.

Пациент располагают на операционном столе на спине, нижние конечности направлены к С-дуге и находятся на головном конце операционного стола. Головной конец туловища пациента направлен к оператору с вытянутой левой верхней конечностью вдоль операционного стола около головы пациента, которая располагается на противоположном конце операционного стола. Кисть левой верхней конечности пациента находится в положении супинации. Рабочее место оператора расположено в максимальном возможном удалении от С-дуги (источника ионизирующего рентгеновского излучения) около кисти левой верхней конечности пациента, через которую осуществляется пункция и катетеризация лучевой артерии. Данная укладка пациента и расположение рабочего места врача-оператора отличается тем, что при стандартной укладке пациент лежит на спине головным концом туловища к С-дуге, а оператор осуществляет пункцию правой лучевой артерии и располагается в непосредственной близости от С-дуги (источника ионизирующего рентгеновского излучения).

Предполагаемое изобретение поясняется таблицей 1, где представлены сравнительные показатели эквивалентной дозы и мощности эффективности дозы (Е) при проведении ЭМА по стандартной укладке и предлагаемому способу укладки пациента на операционном столе.

Поставленная задача решается следующим образом:

1) Пациентку укладывают нижними конечностями к С-дуге ангиографического комплекса. С-дугу переводят в боковое положение, детектор позиционируется в области таза пациентки. Левая верхняя конечность укладывается над головой пациентки при максимальном отведении левой верхней конечности вытянутой вдоль головы к правому краю ангиографического стола. Врач располагается в конце операционного стола, около вытянутой левой верхней конечности, в максимальном удалении от С-дуги (источника ионизирующего излучения)

2) Проводится пункция и катетеризация левой лучевой артерии в ретроградном направлении. При помощи диагностического 0,035-проводника до маточных артерий проводится катетер BERN 5F 125 см, выполняется селективная билатеральная поэтапная катетеризация и селективная ангиография маточных артерий. Ангиография маточных артерий выполняется в прямой проекции без ангуляции С-дуги (LAO-0, RAO-0, режим работы рентгеновской трубки ангиографической системы DSA Body 4 CARE; 0,2 Cu 48 cm). Выполняется дозиметрия рентгеновского излучения на уровне головы, таза, ног врача по рентгенэндоваскулярным диагностике и лечению.

3) Следующим этапом выполняется поочередная эмболизация маточных артерий микросферами 500-700 мкм до достижения стаза контрастного вещества в дистальных отделах маточных артерий, далее проводится рентгеновский контроль для определения эффективности эмболизации маточных артерий.

4) Катетер BERN на 0,035 проводнике и интродьюсер удаляются. Накладывается давящая асептическая повязка на место пункции левой лучевой артерии, с последующим ослаблением через 2 часа.

5) При радиационном контроле в процедурной рентгеновского кабинета измерения проводились с помощью высокочувствительного компактного дозиметра рентгеновского и гамма-излучения ДКС-АТ 1123 (зав. №51121, свидетельство о поверке № С-БЯ/15-07-2022/171224194 от 15.07.2022 г.) на рабочем месте врача-хирурга в 4 основных точках. В каждой точке проводили не менее 3 измерений, а для оценки полученных результатов использовалось среднее значение мощности дозы по количеству измерений в данной точке. Расстояние между точками измерений в горизонтальной плоскости была не более 50 см.

Для оценки результатов радиационного контроля на рабочих местах, находящихся непосредственно в процедурной рентгеновского кабинета, значения эффективной мощности дозы Е рассчитывают, исходя из выражения:

Е=0,5(D^п₁₆₀K₁₆₀+D^п₁₂₀K₁₂₀+D^п₈₀K₈₀+D^п₃₀K₃₀),

где D^п₁₆₀, D^п₁₂₀, D^п₈₀, D^п₃₀ - значение мощностей поглощенной дозы, приведенные к рабочей нагрузке аппарата, исходя из измеренных значений на уровнях головы (160 см), груди (120 см), низа живота (80 см) и ног (30 см), соответственно, мкЗв/ч;

- K₁₆₀, K₁₂₀, K₈₀, K₃₀ - взвешивающие тканевые коэффициенты, полученные исходя из суммы значений тканевых коэффициентов W_т на уровнях головы, груди, низа живота и ног, отн. ед;

К₁₆₀, К₁₂₀, К₈₀, К₃₀ - принимаются равными 0,15; 0,3; 0,5 и 0,05 соответственно.

Клинический пример №1.

Пациентка О. 1976 г.р. поступила в отделение гинекологии 13.12.2021 с жалобами на обильные менструации в течении нескольких лет. ИМТ 22,4 (рост 165 см, вес 61 кг). По данным УЗИ от 10.10.2021 г. - множественная интерстициальная-субсерозная миома матки. На вторые сутки пациентка направлена в отделение рентгенхирургических методов диагностики и лечения (РХМДЛ) для проведения эндоваскулярной эмболизации маточных артерий.

Эмболизация маточных артерий проводилась при стандартной укладке пациентки на операционном столе с использованием правого лучевого доступа. Выполнена пункция и катетеризация правой лучевой артерии в ретроградном направлении. Далее катетером выполнена селективная катетеризация правой и левой маточных артерий. Выявлена миома матки больших размеров с выраженным перифиброидным сплетением. При проведении ангиографии брюшной аорты и таза дополнительных источников кровоснабжения миомы не обнаружено. Катетер по проводнику проведен последовательно в горизонтальные сегменты левой и правой маточных артерий, питающих узлы. Проведена эмболизация микросферами 500-700 мкм до стаза контраста в дистальных сегментах маточных артерий. Рентгеновский контроль эффективности эмболизации. Катетер и интродьюсер удалены. Наложена давящая асептическая повязка. В послеоперационном периоде осложнений не наблюдалось.

Совокупное время рентгеноскопии при проведении эмболизации составило 22 минут, время рентгенографии - 8 минут.

Показатели мощности эквивалентной дозы (МЭД) при рентгенографии: min МЭД - 1,89 мкЗв/ч, max МЭД - 4,3 мкЗв/ч, при рентгеноскопии: min МЭД - 0,75 мкЗв/ч, max МЭД - 1,48 мкЗв/ч, при этом значения дозы Е составляют мах Е=0,013 мкЗв/ч при стандартной укладке и мах Е=0,004 мкЗв/час при укладке предлагаемым способом

Тем самым, по сравнению со стандартной укладкой при укладке предлагаемым способом пациента лучевая нагрузка на врача-оператора значительно снижена.

Клинический пример №2

Пациентка Э. 1978 г.р. поступила в отделение гинекологии 02.12.2021 с жалобами на обильные менструации в течение нескольких лет. ИМТ 24,2 (рост 164 см, вес 65 кг). По данным УЗИ от 15.09.2021 г. - множественная интерстициальная-субсерозная миома матки. На вторые сутки пациентка направлена в отделение рентгенхирургических методов диагностики и лечения (РХМДЛ) для проведения эндоваскулярной эмболизации маточных артерий.

Эмболизация маточных артерий проводилась при использовании предложенной авторами укладке пациентки на операционный стол с направлением конечностей в сторону С-дуги и использованием левого лучевого доступа при максимальном отведении левой верхней конечности вытянутой вдоль головы. Выполнена пункция и катетеризация левой лучевой артерии в ретроградном направлении. Далее катетером выполнена селективная катетеризация правой и левой маточных артерий. Выявлена миома матки больших размеров с выраженным перифиброидным сплетением. Катетер по проводнику проведен последовательно в горизонтальные сегменты левой и правой маточных артерий, питающих узлы. Проведена эмболизация микросферами 500-700 мкм до стаза контраста в дистальных сегментах маточных артерий. Рентгеновский контроль эффективности эмболизации. Катетер и интродьюсер удалены. Наложена давящая асептическая повязка. В послеоперационном периоде осложнений не наблюдалось.

Совокупное время рентгеноскопии при проведении эмболизации составило 26 минут, время рентгенографии - 9 минут.

Показатели мощности эквивалентной дозы (МЭД) при рентгенографии: min МЭД - 0,12 мкЗв/ч, max МЭД - 0,6 мкЗв/ч, при рентгеноскопии: min МЭД - 0,15 мкЗв/ч, max МЭД - 0,29 мкЗв/ч, при этом значения дозы Е составляют мах Е=0,006 мкЗв/ч при стандартной укладке и мах Е=0,002 мкЗв/ч при укладке предлагаемым способом.

Тем самым, по сравнению со стандартной укладкой при укладке предлагаемым способом пациента лучевая нагрузка на врача-оператора значительно снижена.

Универсальная ангиографическая система Siemens Artis Q 2018 г. в для многопроекционных моноплановых обследований и выполнения вмешательств периферических сосудах, включая сосуды малого таза с цифровой обработкой изображения, интегрированной станцией трехмерной реконструкции с управлением от стола в операционной и интегрированным комплексом мониторирования параметров гемодинамики. Ангиографическая система оснащена пакетом программ для проведения эмболизации маточных артерий и опций для защиты от рассеянного излучения при вмешательствах с лучевым доступом.

Внедрение в клиническую практику укладки пациента по предлагаемому способу укладки, сопровождающийся увеличением расстояния от источника ионизирующего рентгеновского излучения до врача по рентгенэндоваскулярным диагностике и лечению при проведении ЭМА, позволит снизить уровни индивидуальных доз облучения медицинского персонала и реализовать принцип оптимизации лучевой нагрузки, установленный Федеральным законом «О радиационной безопасности населения» от 09.01.1996 года №3-Ф3.

Использование предлагаемого способа укладки пациента при проведении ЭМА позволяет снизить максимальную мощность эквивалентной дозы облучения врача с 4,3 МкЗв/ч до 0,6 мкЗв/ч при выполнении рентгенографии и с 1,48 мкЗв/ч до 0,29 мкЗв/ч при выполнении рентгеноскопии. При использовании новой укладки пациента мощность эффективной дозы на врача снижается с 0,013 мкЗв/ч до 0,004 мкЗв/ч при выполнении рентгенографии и с 0,006 мкЗв/ч до 0,002 мкЗв/ч при выполнении рентгеноскопии.

Список использованной литературы

1. Rehani М.М., Ciraj-Bjelac О., et al. ICRP Publication 117. Radiological protection in fluoroscopically guided procedures performed outside the imaging department. Ann ICRP. 2010; 40(6): 1-102. doi: 10.1016/j.icrp.2012.03.001.

2. Morgan W.F., Day J.P., Kaplan M.I. et al. Genomic instability induced by ionizing radiation. RadiatRes. 1996; 146(3): 247-58.

3. Andreassi M.G., Piccaluga E., Guagliumi G. et al. Occupational Health Risks in Cardiac Catheterization Laboratory Workers. Circ Cardiovasc Interv. 2016; 9(4): e003273. doi: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.l 15.003273.

4. Badawy M.K., Deb P., Chan R, Farouque O. A Review of Radiation 0Protection Solutions for the Staff in the Cardiac Catheterisation Laboratory. Heart Lung Circ. 2016; 25(10): 961-7. doi: 10.1016/j.hlc.2016.02.021.

5. Kim J.S., Lee B.K., Ryu D.R. et al. Occupational radiation exposure in femoral artery approach is higher than radial artery approach during coronary angiography or percutaneous coronary intervention. Sci Rep 10, 7104 (2020). doi: 10.1038/s41598-020-62794-2

6. Наркевич Б.Я., Долгушин Б.И. «Радиационная безопасность в рентгенодиагностике и интервенционной радиологии» Диагностическая и интервенционная радиология. 2009. Т. 3. №2. С. 67-76.

7. Fazel R., Gerber Т.С., Baiter S. et al; American Heart Association Council on Quality of Care and Outcomes Research, Council on Clinical Cardiology, and Council on Cardiovascular Radiology and Intervention. Approaches to enhancing radiation safety in cardiovascular imaging: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2014; 130(19): 1730-48. doi: 10.1161/CIR.0000000000000048.

8. Costantino M, Lee J, McCullough M, Nsouli-Maktabi H, Spies JB. Bilateral versus unilateral femoral access for uterine artery embolization: results of a randomized comparative trial. J Vase Interv Radiol. 2010 Jun; 21(6): 829-35; quiz 835. doi: 10.1016/j.jvir.2010.01.042.

9. Патент (RU 2.551.947 C1, 6.10.2015).

Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, рентгенэндоваскулярной хирургии и гинекологии и может быть использовано снижения лучевой нагрузки на врача при рентгенэндоваскулярной эмболизации маточных артерий. Осуществляют размещение пациента на операционном столе по отношению к С-дуге. При этом С-дугу переводят в боковое положение. Детектор позиционируют в области таза пациента, при левостороннем доступе нижние конечности пациента направляют к С-дуге. Головной конец туловища с максимально вытянутой левой конечностью вдоль головы укладывают вдоль операционного стола в сторону врача. Выполняют пункцию и катетеризацию левой лучевой артерии в ретроградном направлении. Способ обеспечивает снижение уровня индивидуальных доз облучения медицинского персонала за счет укладки пациента с увеличением расстояния от источника ионизирующего рентгеновского излучения до врача. 1 табл., 2 пр.

Способ снижения лучевой нагрузки на врача при рентгенэндоваскулярной эмболизации маточных артерий, включающий размещение пациента на операционном столе по отношению к С-дуге, отличающийся тем, что С-дугу переводят в боковое положение, детектор позиционируют в области таза пациента, при левостороннем доступе нижние конечности пациента направляют к С-дуге, головной конец туловища с максимально вытянутой левой конечностью вдоль головы укладывают вдоль операционного стола в сторону врача, тем самым достигая максимально удаленного расстояния между врачом и С-дугой, выполняют пункцию и катетеризацию левой лучевой артерии в ретроградном направлении.