骨科手術中射線防護研究進展

田凡立，李惠玲，杜美蘭，張新梅，殷雪群

（蘇州大學附屬第一醫院，江蘇215006）

X 光機是骨科手術中常用的設備，解決了脊柱、創傷手術、各種骨折和微創手術的定位需求，提高了手術質量，縮短了手術時間。隨著骨科手術數量的增多，參與骨科手術的醫師、護士常暴露于輻射中。調查發現，醫護人員在沒有防護措施的情況下開展骨科手術，進行透視操作，身體所受到的輻射劑量遠超設定的安全劑量范圍[1]。最近一項針對91 名手術室護理人員的調查表明，92.3%的護理人員對術中X 線透視暴露會為病人帶來輻射影響沒有引起足夠的重視，92.1%的護理人員認為他們需要進行輻射暴露相關的教育[2]。目前，針對輻射對健康的遠期影響、如何正確、安全地使用X 光機、輻射暴露的干預以及相關知識的教育培訓非常局限[3]。因此，有必要對骨科術中射線暴露的基本原理、風險現狀及干預措施進行綜述，為手術室護士提供更好的職業防護建議。

1 輻射的基本原理

透視裝置一般是由真空管、電子源、目標電極和外部電源4 部分組成。電子的來源是陰極，電子的目標是陽極，真空管中產生的電位差是由外部電源提供的，使真空中的電子加速從陰極到達陽極。X 射線是由原子中的電子在能量相差懸殊的兩個能級之間的躍遷而產生的粒子流，是波長介于紫外線和γ 射線之間的電磁輻射。倫琴射線具有很高的穿透力，能透過許多對可見光不透明的物質，如墨紙、木料等。這種肉眼看不見的射線可以使很多固體材料發生可見的熒光，使照相底片感光、產生空氣電離等效應。機器分為圖像增強器、X 射線管、瞄準儀和顯示器。X 射線的來源是X射線管，圖像增強器捕獲X 射線束將它們轉換成圖像顯示在顯示器上，瞄準儀上有各種孔徑，決定X 射線束的形狀和尺寸[4]。使用術中成像時，病人和外科工作人員都暴露于直接和散射輻射中[5]。直接輻射是指光束從光源直接射出的輻射，它是主要的輻射源。散射輻射是指偏離組織表面和主要照射途徑的其他輻射，它是病人非手術部位和手術室醫生、護士的主要輻射來源。散射輻射取決于與被成像組織的距離、拍片時間、發射源的千伏電壓設定以及被成像組織的衰減系數。輻射暴露與有效距離遵循平方反比定律，基于醫護人員與放射源的距離，輻射暴露成平方的比例降低。確定性效應是指單次高劑量或多次低劑量累積輻射暴露達到一定閾值后發生的效應，包括脫發、皮膚紅斑、皮膚燒傷和白內障形成等。在每次輻射后隨機發生，不一定超過對健康造成影響的閾值，例如癌癥、腫瘤就是非常典型的隨機效應，但是每次輻射傷害都提高了基因突變的發生率。國際上用D 表示吸收劑量，其單位是戈瑞(Gy)，量化了每個單位質量的輻射劑量，即每千克物質1 焦耳輻射能的實際物理量。關于低劑量暴露后的隨機效應，必須考慮到能量和暴露的組織類型。因此，輻射防護提出了劑量當量(H)的概念，其國際單位是希弗特(Sv)，代表了每千克物質的輻射能帶來的生物等效或有效劑量。X 線對不同組織的權重用小數表示，全身的總和相加為1，唾液腺、骨表面、皮膚和大腦的權重是0.01，食管、膀胱、甲狀腺、肝的權重是0.04；生殖腺的權重是0.08；結腸、骨髓(紅色)、乳房、胃、肺及剩余的組織權重是0.12；權重越大，其癌癥誘發的可能性越高[6]。由于其本身包含了輻射的生物效應，經常用于預測輻射對人體的危害[7]。

2 輻射對手術室護士的職業風險

2.1 致癌風險 輻射效應研究基金會報告顯示，受到1 Sv 的輻射后，發生腫瘤的風險是健康人的1.6 倍[8]。任何年齡，在輻射暴露累計1 Sv 后都會增加60%腫瘤發生的概率。電離輻射的暴露可通過誘導脫氧核糖核酸（DNA）損傷和產生活性氧而導致細胞損傷。這些影響往往引起細胞死亡或者基因組不穩定，抑制機體的非特異性免疫和特異性免疫[9]，導致各種輻射相關的病理變化，包括增加惡性腫瘤的風險。這些對組織的影響與甲狀腺癌、惡性變化、性腺細胞損傷直接有關。對于手術室護士來說，如果沒有輻射防護的話，單個病例中就很容易達到20 mSv。在一個意大利骨科醫院回顧性的自我報告數據中，25 年間手術室醫護人員暴露于輻射中癌癥發生率為29%，而沒有輻射暴露的其他人員癌癥發生率為4%[10]，輻射暴露后最常見的癌癥是肺癌和結腸癌。Devalia 等[11-12]研究證實了人體輻射暴露和甲狀腺癌之間的關系。雖然關于骨科輻射研究的文獻多關注腰部和頸部暴露，但是甲狀腺和生殖腺都是對輻射不敏感的組織，而骨髓、乳房、肺、結腸和胃對輻射更加敏感。

2.2 對胎兒的危害 隨著從事骨科工作婦女人數的增加，妊娠期護士人數也在增加。孕期前3 個月胎兒正處于成形階段，其并發癥與圍生期接觸輻射有關，包括早產、自然流產、胎兒畸形、智力遲鈍和宮內發育遲緩等[13]。手術室妊娠期護士少量多次輻射暴露對胎兒的影響是無法察覺的，其影響取決于輻射量和輻射時間。基于產前診斷成像的研究，產前輻射暴露10 mGy時兒童癌癥發生的風險是健康兒童的1.4 倍，國際輻射防護委員會(International Commission on Radiological Protection，ICRP）推薦妊娠期間輻射暴露最大值為1 mSv[14]。

2.3 致白內障的風險 護理人員的眼睛由于接近初級輻射，易以白內障的形式表現出來[15]，已被公認。經常暴露于低劑量輻射中，晶狀體發生病變是發生白內障的誘因。有研究發現，誘發白內障的輻射閾值可能低至0.5 Sv[16]。雖然職業性輻射暴露與白內障之間的聯系日漸密切，但目前還沒有相關研究把手術室護士術中的輻射暴露與白內障發生聯系在一起。研究發現，介入心臟手術的醫護人員發生白內障的概率更高[17-18]。

3 護理防護措施

醫療場所，特別是放射科、放療科醫務人員的輻射安全問題近些年受到了人們的廣泛關注，但手術室護士是易被忽視的群體，尤其是參與骨科手術的護士由于系列、頻繁的護理操作，輻射時間相對更長、距離相對更近，所以采取相關、有效的防護措施非常必要。ICRP提出了合理、盡量低(as low as reasonably achievable，ALARA)原則，即最優化、正當化，劑量限量，減劑量技術也是減少輻射和暴露原則的一項重要戰略[19]。

3.1 提升自我防護意識 手術室護士普遍缺乏輻射劑量、暴露極限和輻射安全相關知識，亟須提高手術室護士的防護意識，進行安全防護教育，培訓X 光機使用及防護相關知識，包括距離防護、時間防護及屏蔽防護。骨科手術透視時要盡量縮短醫護人員的輻射時間，減少長時間輻射暴露；照射距離越短，人體受到的輻射劑量越大，故應盡可能遠離輻射源；醫護人員應嚴格按照要求操作，透視時必須佩戴防護用具，必要時穿鉛衣，戴鉛手套和鉛眼鏡。定期組織科內業務學習，制定嚴格的考察制度，強化護理人員的輻射暴露與防護的理論和技能，有效減少輻射暴露的風險[20]。

3.2 強化防護環境及用具管理 在骨科透視房間門上貼輻射相關警示標志，控制無關人員隨意走動。妊娠期、哺乳期及患其他疾病工作人員要有防護措施，遠離透視房間，把有害輻射暴露的風險降到最低。關于防護屏蔽，ICRP 和電離輻射條例規定，職業輻射防護人員必須佩戴圍裙[21]。一個標準的0.25 mm 鉛皮圈可以吸收平均96%的輻射，孕婦圍裙上有1 層0.5～1.0 mm 厚的鉛，能吸收99%以上的輻射，但是圍裙非常沉重。考慮經濟因素和社會因素，以手術室醫護人員的健康為本，購置一些新型、輕型的防輻射裝備，鼓勵醫護人員積極使用。

3.2.1 設立標準專用手術間 合理安置手術室設備，減少射線影響；手術間門口應有警示圖片或者警示燈[22]。骨科手術間應設在手術室的最外層，房間的使用面積不少于24 m2；實心磚墻厚度大于24 cm，如厚度不夠，在墻壁上加貼鉛皮或者可加抹1 層5～10 mm厚的含鋇、鉛、鐵等金屬元素的混凝土防護涂料。手術間門窗及墻壁厚度、天花板、室內面積等指標均要符合國家醫用X 光機防護設施的標準。

3.2.2 選擇符合防護要求的X 光機并對其位置進行規范管理 X 光機是集光、機、圖像處理技術為一體的可移動式設備，提高了手術效率，減輕了病人的負擔，但是對手術室醫護人員和病人也產生了不同程度的暴露危害[23]。在正當化與最優化的前提下，選擇分辨率高、劑量低、技術指標超前、操作時間短、安全的機器設備；嚴禁在設備異常情況下使用，排除可能故障，定期檢測和維修。圖像增強器與外科醫生應在手術臺的同一側，以增加放射源與手術室工作人員之間的距離[24]。水平位置使用X 光機時，為了避免反向散射，手術室醫護人員應盡量站在X 光機圖像增強器一側。工作人員應熟悉各種體位的投照方法，使用解剖標志、調整光圈大小瞄準X 射線、盡可能靠近成像肢體[25]。在脊柱或者髖部手術中，水平位置攝片時醫護人員站在X 光機發射器一側的散射暴露量是站在圖像增強器一側的4～8 倍[26]。

3.2.3 注意距離防護 手術室工作人員可以通過增加X 射線和成像部位的距離，減少輻射暴露風險。距離X 射線0.3 m 輻射量是直接在X 線束下強度的0.3%[27]。基于平方反比定律，增加醫護人員和X 光的距離能夠進一步降低輻射暴露[28]。美國國家輻射防護與測量委員會(National Council on Radiation Protection & Measurements，NCRP)建議，手術室醫護人員應該站在距X 射線束直接距離2 m 遠的位置比較安全。Baumgartner 等[25]研究提出，手術進展過程中護士運用實時可視化的放射量測定器讀數能夠降低總體平均60% 的輻射量，實時反饋可以提醒醫護人員改變行為。

3.2.4 配備充足的防護用物 需要透視的手術通知單中應提前告知要使用X 光機及其照射部位和預計照射次數。除了鉛墻進行屏蔽，鉛衣/圍裙也能減少散射輻射。其防護程度隨著鉛的厚度逐步增高，確切的輻射劑量衰減取決于千伏電壓設置和鉛衣材質[29]。常用的0.25 mm 和0.50 mm 的鉛衣可衰減90%和99%的輻射量，有效降低輻射暴露的風險，但需注意的是：鉛衣最好360°覆蓋甲狀腺[30]。晶狀體是對放射敏感的解剖結構，鉛眼鏡能夠減少骨盆和髖關節手術中醫護人員90%的眼部輻射暴露[31]，考慮到輻射與骨科手術的關系，使用鉛眼鏡會減少輻射照射，理論上會消除白內障風險。張容等[32]對大型綜合醫院的輻射防護能力現狀進行調查，結果發現醫院管理者投入了巨大資金在輻射屏蔽設施方面，但對個人防護設備的重視程度不夠，學歷較低的醫護人員防護意識和知識不足，醫院應進一步加強高風險人群尤其是護士的防護培訓與管理，提高防護用具的使用頻率。

3.2.5 重視防護用具消毒 手術治療存在傷口感染的風險，防護用品盡管有預防措施，但是仍有感染的風險，防輻射服、圍裙、帽子、護脖均是細菌污染的潛在來源，故要定期檢查防護用具是否有裂紋或其他方面的破損，每次使用后要進行清潔[33]。有文獻指出，防護用具定期清潔、用消毒劑擦拭后細菌會明顯減少，但是6 h 后細菌會復發。建議定期消毒擦拭防輻射用具，最好在每臺手術前進行[34]。

3.3 時間防護 手術室護士與病人的受照劑量與照射時間呈正相關[35]。所以，在不影響影像質量的前提下，要求技術人員掌握好曝光條件，熟練掌握透視方法和技巧，盡量縮短X 射線曝光的次數和時間，使用低劑量輻射選項、將連續成像改為脈沖成像。通過直接留片存檔的方法，提高手術效率、節約手術時間、減少透視重復的次數從而進行診斷和影像導向。健全和完善手術室各項規章制度，通過輪班配合透視骨科手術是減少累計照射時間的有效方法[36]。

3.4 心理防護與人文關懷 手術室工作強度及壓力大，護士要學會自我調節；管理者應給予護理人員更多的關懷，為護士提供更好的工作環境。采用科學、人性化的排班法，耐心傾聽護士的合理化建議，采納正確的意見，持續改進護理工作，提高護理質量，考慮時間、場合等因素，防止發生錯誤[37]。手術室護士應注意營養，增強體質，定期體檢。

4 小結

X 光機在提高手術質量的同時，給工作人員帶來的電離輻射危害不可忽視，醫護人員應嚴格將《放射衛生監督法規》中規定的個人劑量監測要求，作為手術室工作人員接受輻射劑量的科學評價依據，在發生誤照、裝置故障時，作為回顧性劑量估算的重要依據；遵守設備操作規程和人員防護規定，在設備工作狀態下，操作人員應盡好射線防護告知義務，其余工作人員應撤退到鉛屏風后，避免因為手術時間、主治醫生要求等因素而直接站在受檢者周圍，受到不必要的輻射；設備操作人員應避免射線發生器主束照射工作人員及其屏蔽位置[38]；鼓勵參與手術醫護人員佩戴個人輻射劑量計，定期進行個人輻射劑量監測[39]，嚴格按照相關規定控制個人劑量限值，及時發現隱患和風險，采取針對性防護對措施，在X 光機在骨科手術中發揮最大的潛能的同時，確保病人和醫護人員安全[1]。