C型臂X線機對骨科創傷手術患者術中非手術部位的輻射研究

周小花, 殷國勇, 于婷婷, 王成躍, 石 磊, 韋金翠

(南京醫科大學第一附屬醫院, 1. 麻醉及圍術期醫學科, 2. 骨科, 3. 臨床工程處, 江蘇 南京, 210029)

C型臂X線機(簡稱C臂機)是一種X線影像設備，因外形與英文字母C相似而得名，近年來已被廣泛應用于各類骨科手術的術中定位及診斷，可顯著縮短手術時間，提高手術質量[1-3]。然而，C臂機在為骨科手術提供便利的同時，也給患者和醫護人員帶來了不可避免的電離輻射危害[4-5]。2002年7月1日中國衛生部頒布的《放射工作衛生防護管理辦法》[6]明確規定，對患者進行診斷治療時需嚴格控制其受照射劑量，且需對鄰近照射部位的敏感器官和組織進行屏蔽防護。本研究以術中接受C臂機定位及診斷的骨科手術患者為研究對象，監測其非手術部位輻射敏感區域，分析非手術部位輻射劑量的主要影響因素，設計并使用相應的防護護具，分析并比較防護前后輻射劑量差異，旨在為醫務人員加強骨科手術患者術中非手術部位的輻射防護和減少非手術部位的輻射損害提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年5月—2019年4月在骨科創傷病區行全身麻醉骨科手術治療的患者作為研究對象，術中使用C臂機定位及診斷，未使用鉛毯防護，比較患者非手術部位輻射劑量的差異，制訂重點部位防護策略，并分析照射次數對非手術部位接受的輻射劑量的影響。另選取2019年5月—2020年4月在骨科創傷病區行全身麻醉骨科手術治療的患者作為研究對象，術中使用C臂機定位及診斷，實施重點部位防護策略(鉛毯防護)，分析防護效果。納入標準: ① 行全身麻醉骨科手術，手術部位為肱骨或股骨或脛腓骨，且術中使用C臂機定位及診斷; ② 年齡≥18歲，性別不限; ③ 預計手術時間>1 h; ④ 非手術區域防護部位無皮膚疾病; ⑤ 臨床資料完整。排除標準: ① 合并惡性腫瘤; ② 有心、肺等重要臟器病變; ③ 有內分泌疾病及高血壓病; ④ 不能耐受防護器具重力壓迫。本研究最終共納入術中使用C臂機診治的骨科創傷病區擇期手術患者456例，其中未實施防護策略240例，實施重點部位防護策略216例; 男247例(54.17%)，女209例(45.83%); 年齡28～65歲，平均(44.89±17.21)歲; 手術部位為肱骨142例，股骨160例，脛腓骨154例。本研究經醫院倫理委員會審核批準，且患者自愿參加試驗并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 分組方法: 按是否采用鉛毯防護將患者分為未防護組240例和防護組216例，術中均使用同一品牌C臂機進行定位及診斷。未防護組患者術中不使用鉛毯，比較該組不同手術部位患者非手術部位輻射劑量的差異，并分析照射次數對非手術部位輻射劑量的影響。防護組患者術中使用鉛毯對非手術部位進行防護，與未防護組患者進行手術部位配對分析，比較2組非手術部位輻射劑量的差異。

1.2.2 輻射防護策略: 采用特制防護護具對防護組不同手術部位骨科手術患者輻射劑量最高的非手術部位進行防護，防護用具選用鉛防護品，厚度0.5 mm, 外部以防水布包裹，分別制成頭面部護具、頸部護具、胸腰部護具和會陰部護具4種。頭面部護具采用全防護面罩; 頸部護具尺寸為40 cm×5 cm, 前后盾設置為16 cm×10 cm, 覆蓋頜下腺、腮腺以及甲狀腺; 胸腰部護具尺寸為120 cm×100 cm, 背部設置備用缺口(6 cm×18 cm), 覆蓋胸腰部; 會陰部護具尺寸120 cm×20 cm, 襠部設置為60 cm×7 cm, 覆蓋會陰部。

1.2.3 監測方法: 2組術中均采用ARCADIS Orbic 3D移動式C形臂X射線機(德國，西門子)。術前由經過專業訓練并通過專科考核認證的骨科巡回護士將PDM-227射線劑量測試計(日本，ALOKA)分別放置于患者頭面部、頸部、胸腰部和會陰部4個部位，監測術前非手術部位放射線劑量讀數。未防護組術前不進行防護，術中使用C臂機時，由穿戴標準防護物品的巡回護士將PDM-227射線劑量測試計(日本，ALOKA)分別放置于患者頭面部、頸部、胸腰部和會陰部4個非手術部位，持續監測相應非手術部位累計放射線劑量讀數，并由配合人員記錄患者手術照射次數; 防護組術前使用特制的防護設備對手術患者重要部位進行防護，術前及術中操作者、操作方法、記錄者、記錄方法同未防護組。

1.2.4 資料收集: 收集患者相關資料，包括手術部位、C臂機透視次數和術中非手術部位放射劑量。

1.3 統計學分析

2 結 果

2.1 未防護組不同手術部位患者非手術部位輻射劑量比較

未防護組中，同一手術部位患者的不同非手術部位的輻射劑量比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。越靠近手術部位，非手術部位的輻射劑量越高，其中肱骨手術輻射劑量最高的非手術部位為胸腰部，股骨手術、脛腓骨手術則為會陰部。見表1。

2.2 照射次數對未防護組患者重點防護部位輻射劑量的影響

未防護組中，照射次數≥4次患者的重點防護部位(各部位手術中的輻射劑量最高的非手術部位)輻射劑量均高于照射次數<4次患者，差異有統計學意義(P<0.05), 見表2。

2.3 防護組與未防護組重點防護部位輻射劑量比較

防護組對各部位手術患者的輻射劑量最高的非手術部位進行重點防護，結果顯示，防護組重點防護部位輻射劑量均低于未防護組，差異有統計學意義(P<0.05), 見表3。

表1 未防護組不同手術部位患者非手術部位輻射劑量比較 μGy/h

表2 照射次數對未防護組患者重點防護部位輻射劑量的影響 μGy/h

表3 防護組與未防護組骨科創傷手術患者重點防護部位輻射劑量比較 μGy/h

3 討 論

ARCADIS Orbic 3D移動式C形臂X射線機的組成部分包括X線管、高壓發生器、顯示器和操作控制系統，是一種集光、機、圖像處理技術為一體的X光機，具有圖像清晰、三維成像等優勢，可顯著提高術中診斷和治療的精確性，現已被廣泛用于各類骨科手術[7]。然而，C臂機會對人體造成一定的電離輻射，使機體細胞、分子發生結構性變化，尤其可對甲狀腺、性腺等敏感器官造成一定損傷[8-9]。受到無菌操作、手術區域、體位、鉛防護后圖像清晰度不佳的影響以及防護設備短缺等因素的限制，既往C臂機輻射防護對象主要為醫護人員[10-11], 臨床研究人員對患者防護措施的關注較少，且未對骨科不同部位手術患者防護前后輻射劑量進行比較分析。本研究探討C臂機對不同骨科手術患者術中非手術部位的輻射劑量及其影響因素，以期在加強骨科手術患者術中電離防護和保障患者安全方面起到促進作用。

本研究中，肱骨手術輻射劑量最高的非手術部位為胸腰部，股骨手術、脛腓骨手術則為會陰部，提示距離骨科手術部位越近的非手術部位輻射劑量越高。NASERI Y等[12]指出，采用C臂機進行腰椎掃描時，距離該部位較遠的眼睛晶狀體和甲狀腺部位輻射劑量較低; 蔣智穎等[13]以60例椎體成形術患者作為研究對象，指出術中使用C臂機會對患者腺體器官及組織產生影響，且輻射量隨著與C臂機X射線球管距離的縮短而增加，故需對手術部位鄰近處實施重點防護，與本研究結論一致。

為減輕術中C臂機對患者眼睛、甲狀腺、乳腺和性腺等輻射敏感器官所造成的損傷，本院骨科手術室專科護理組為骨科手術患者設計了4種非手術部位防護護具。鉛膠皮是防輻射的主要材料，對X射線、γ射線等有害射線具有吸收和屏蔽的效果，本研究選取鉛膠皮作為防護護具制作材料，發現防護后不同骨科手術患者重點防護部位輻射劑量均較防護前顯著降低。景元明等[14]以30例肝惡性腫瘤患者作為研究對象，發現不同厚度的鉛膠皮對于X射線、γ射線均具有較好的防護效果，這是由于輻射是微觀粒子流，物質的密度越高，阻擋輻射能力越強，鉛的密度為11.3 g/cm3, 具有密度高、耐蝕性高等特點，X射線和γ射線等不易穿透，且材料成本相對較低，是需接受X射線照射的患者及醫護人員的首選防護材料[15]。然而這些防護用品存在不能清洗的缺點[16], 而人體的頸部是高溫、高濕部位，戴上鉛圍脖后經常將其汗濕，防護用品作為公用物品，容易引起交叉感染，因此后續需通過一些措施對鉛膠皮護具進行改進。

國際標準《國際電離輻射防護和輻射源安全的基本安全標準(IAEA No. 115)》和中國國家標準《電離輻射防護與輻射源安全基本標準(GB18871-2002)》規定，公眾年平均有效劑量限值為1 mSv。相關研究[17-19]報道，四肢手術平均單次輻射劑量為0.328 75 mSv。當照射次數≥4次時，輻射劑量將超過基本安全標準限值，故本研究定義照射次數對輻射劑量影響的分組標準為照射次數是否≥4次。本研究分析防護前數據后發現，骨科手術患者非手術部位輻射劑量隨著暴露于電離輻射中的次數增多而升高。C臂機單次、短時間內照射所產生的X射線劑量較低，一般不會對患者及醫護人員造成照射影響，但隨著照射次數的增加，X射線劑量逐漸累積，提示采用防護護具進行距離防護、屏蔽防護的同時，還應注意次數防護，這就對骨科手術室醫護人員提出了新的要求，即必須熟悉手術及C臂機操作流程，減少透視次數，最大限度降低對患者的輻射損害，保障患者安全[20-23]。

綜上所述，骨科創傷手術中，非手術部位在C臂機照射下所接受的輻射劑量與距離手術部位遠近、照射次數均存在相關性。醫務人員術前應充分評估手術患者病情，對于手術配合復雜、定位困難及術中需增加放射次數的手術，應采取相應防護措施保護患者鄰近手術部位的重要部位，以避免放射性損害。