Radiation Exposure to Patients Undergoing Percutaneous Coronary Interventions

Purpose:

To determine predictors of patient radiation exposure due to percutaneous coronary interventions (PCI) and to compare our results with the “preliminary reference levels”, recently proposed by the European DIMOND research cardiology group: i. e., 75 Gy · cm² for dose area kerma product (DAP), 17 min for fluoroscopy time (T^F), and 1,300 for cinegraphic frames (F).

Material and Methods:

For 642 PCI—exclusive of the fraction for diagnostic catheterization to avoid statistical confounder effects—we measured total DAP, cinegraphic (DAP^C) and fluoroscopic (DAP^F) fractions, the number of cinegraphic frames and runs, and T^F. DAP^C/F and DAP^F/s were calculated to indicate the quality of focusing to the region of interest.

Results:

The mean total patient DAP for elective one-, two-, and three-vessel PCI amounted to 6.7, 11.6, and 19.4 Gy · cm², for PCI of focal in-stent restenoses to 4.2 Gy · cm², and for excimer laser angioplasty of diffuse in-stent restenoses to 19.4 Gy · cm², respectively. Recanalization of chronic occlusions and PCI in acute myocardial infarction occasioned mean levels of 16.0 and 17.3 Gy · cm². Implantation of one and ≥ two stents during one-vessel PCI significantly increased total mean DAP from a baseline level of 5.7 up to 7.1 and to 13.8 Gy · cm². DAP significantly varied according to the various PCI target regions and amounted to 4.0, 4.5, and 5.5 Gy · cm² for intermedius, diagonal, and left anterior descending arteries, to 4.9, 5.0, and 7.0 Gy · cm² for obtuse marginal, left posterolateral, and circumflex arteries, to 8.3, 9.1, and 9.5 Gy · cm² for proximal/mid right coronary segments, posterior descending, and right posterolateral arteries, and to 11.6 Gy · cm² for saphenous vein grafts, respectively.

Conclusion:

This study, carried through by consistent use of radiation-reducing techniques, enables a reliable scoring of patient radiation exposure according to complexity and target vessel of the intended PCI. Our 95th percentiles for elective PCI, for recanalizations of chronic occlusions, and for emergency PCI advise reference levels of 22, 32, and 42 Gy · cm² for DAP, of 16, 25, and 24 min for T^F, and of 400, 600, and 700 cinegraphic frames, respectively.

Ziel:

Bestimmung von Einflussfaktoren der zu erwartenden Patienten-Strahlenexposition invasiver perkutaner Koronarinterventionen (PCI) und Vergleich mit den von der europäischen DIMOND-Forschungsgruppe auf der Basis von 75%-Perzentilen vorgeschlagenen Referenzwerten von 75 Gy · cm² für das Dosis-Flächen-Produkt (DFP), von 16 min Durchleuchtungszeit und von 1 300 Cinematographiebildern.

Material und Methodik:

Bei 642 PCI bestimmten wir—ohne diagnostische Anteile, um systematische statistische Fehler in der Beurteilung der Einflussfaktoren von PCI-Dosisparametern zu vermeiden—das DFP inkl. Cinematographie- (DFP^C) und Durchleuchtungsanteil (DFP^F), die Anzahl cinematographischer Bilder und Serien sowie die Durchleuchtungszeit: DFP^C/Bild und DFP^F/s ermöglichten eine Bewertung der Qualität der Einblendung und eine Diskussion bevorzugter Röhrenangulationen.

Ergebnisse:

Das mittlere DFP elektiver Ein-, Zwei- und Drei-Gefäß- Angioplastien betrug 6,7, 11,6 bzw. 19,4 Gy · cm², für PCI fokaler In-Stent-Rezidivstenosen 4,2 Gy · cm² und für Excimer-Laser- Angioplastien diffuser In-Stent-Rezidivstenosen 19,4 Gy · cm². Die mittlere Strahlenexposition elektiver Rekanalisationen chronischer Verschlüsse und von Interventionen im akuten Myokardinfarkt war mit 16,0 und 17,3 Gy · cm² vergleichbar. Die Implantation eines oder ≥ zwei Stents erhöhte das mittlere Patienten-DFP von 5,7 auf 7,1 bzw. 13,8 Gy · cm². Zudem wurde das DFP vom Interventionsgefäß beeinflusst und betrug für Intermediär-, Diagonal-, Marginal- und linksposterolaterale Äste 4,0, 4,5, 4,9 bzw. 5,0 Gy · cm², für Ramus interventricularis anterior und Ramus circumflexus 5,5 bzw. 7,0 Gy · cm². Interventionen an proximalen und mittleren Segmenten der rechten Koronararterie, am Ramus interventricularis posterior, Ramus posterolateralis dexter und an Venenbypassgrafts verursachten im Mittel 8,3, 9,1, 9,5 bzw. 11,6 Gy · cm². Ein-Gefäß- Angioplastien benötigten im Mittel 397 s Durchleuchtungszeit und 126 Cinematographiebilder.

Schlussfolgerung:

Die unter konsequenter Umsetzung strahlenhygienischer Untersuchungstechnik durchgeführte Studie erlaubt eine verlässliche Bewertung der Patienten-Strahlenexposition entsprechend Komplexität und Zielgefäß der geplanten PCI. Die 95%-Perzentile unserer Arbeitsgruppe für elektive PCI, für die elektive Rekanalisation chronischer sowie die Notfallrekanalisation akuter Koronarverschlüsse legt Referenzwerte von 22, 32 bzw. 42 Gy · cm² für das DFP, von 16, 25 bzw. 24 min für die Durchleuchtungszeit und von 400, 600 bzw. 700 Cinematographiebildern nahe.