C型臂X射线机在微创治疗不稳定性粗隆间骨折手术中的放射防护分析

宗治国1a,苏峰1a,刘肃1a,马朋朋1a,张志敏1b,赵一洁2,张鑫1a,李伟1a

1. 河北北方学院附属第一医院 a. 骨外科;b. CT中心,河北 张家口 075000;2. 河北北方学院,河北 张家口 075000

[摘 要] 目的 分析C型臂X射线机在微创治疗不稳定性粗隆间骨折手术中的放射剂量并提出防护策略。方法 使用X、γ射线剂量仪检测C型臂X射线机下手术室相关医务人员头部、颈部、胸部、腹部和手部辐射剂量水平,比较上位机型和下位机型C型臂X射线机对医务人员上述部位的辐射剂量差异;使用辐射剂量巡测仪分别测量有防护措施手术间和无防护措施手术间的门、窗、墙及楼下辐射剂量水平,并比较手术室放射的防护效果。结果 上位机型C型臂X射线机最大辐射剂量部位为手部;下位机型C型臂X射线机最大辐射剂量部位为腹部。使用上位机型手术时头部、颈部、胸部受到的辐射水平均明显(P<0.05)高于下位机型。无防护房间门外、窗外、墙体射线辐射剂量水平均明显(P<0.05)高于加防护的门外、窗外、墙体射线辐射剂量。结论 做好手术室防护是避免医务人员接受射线损害的关键措施,在条件允许的情况下尽量使用下位机型C型臂X射线机以减少射线对人体的伤害。

[关键词] C型臂X射线机;骨科;微创手术;放射防护分析

引言

C型臂X射线机作为当今放射学的产物越来越多的应用于临床诊疗中,对提高临床诊疗效果及保证手术安全性均具有重要意义[1]。C型臂X射线机作为微创手术的辅助工具之一,对提高手术效果具有重要作用,使用频率呈逐年升高趋势,但不得不引起临床重视的问题即为C型臂X射线机电离辐射对机体造成的影响,电离辐射对患者和医务人员的身体健康均造成严重威胁[2-3]。近年来,不稳定性粗隆间骨折患者逐年增加,C型臂X射线机在微创治疗不稳定性粗隆间骨折手术中应用越来越普遍,医务工作人员的工作量日益增加,因而放射防护显得更加重要。然而至今为止放射防护仍然缺乏具体的可操作性强的实验数据,在实际工作中测量并统计放射辐射剂量,计算出可靠的参考数据已成为广大工作人员提高防护水平及效率的突破点。本研究通过对骨科手术室的放射剂量测量统计,总结具体的医务工作人员防护措施,保证工作人员安全的前提下提高工作效率。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年1月至2018年6月河北北方学院附属第一医院骨外科收治的不稳定性粗隆间骨折患者54例,男性29例,女性25例,年龄(71.54±5.07)岁,年龄范围64~81岁。根据骨折部位及体位要求在手术过程中选择上位机型C型臂X射线机和下位机型C型臂X射线机,其中使用上位机型患者32例,使用下位机型患者22例。患者对本研究知情,经医院伦理委员会批准。

1.2 检测对象及检测仪器

检测对象为我院骨科使用的C型臂X射线机(型号:Arcadisv aric)3台,C型臂X射线机由X线球管、影像增强器、C型架、监视器、控制系统及图像处理系统等部分组成,机器投照的视野面积可根据患者手术的需求进行适当调节,曝光频率通过室内脚踏进行控制,机器曝光条件1.0 mA及70 kV则根据患者身体状况、体脂厚度进行自动调节。检测仪器主要包括:X、γ射线剂量仪(型号:RADEYE-B20)及辐射剂量巡测仪(型号:450P-DE-SI),检测仪器实验前经相关计量部门鉴定为合格且仪器在有效期内。

1.3 检测方法

C型臂X射线机使用时可根据球管所在位置分为上位机型及下位机型,球管与手术床面的位置关系分别为距离床上50 cm及距离床下50 cm,于机器工作位垂直于手术床方向,在手术操作中,C型臂X射线机曝光条件设置为1.0 mA、70 kV。使用X、γ射线剂量仪检测C型臂X射线机手术床旁术者身体各部位所受照射剂量水平,54例手术医务人员均为相同5名医务人员,手术时均正确佩戴铅衣、铅手套、铅围领等护具,术者全程站于手术台旁,使用X、γ射线剂量仪检测医务人员的头部、颈部、胸部、腹部以及手部受到的辐射总量,上述部位相当于距离地面高度的距离分别为160、150、130和90 cm,手部距离手术床20 cm,医务人员上述部位及上述所取位置均检测5次,取5次测量平均值作为最后结果。

分别对有防护手术间与无防护手术间的门、窗、墙、楼梯进行辐射检测,检测时手术床上放置自制硅胶250 mm×300 mm×150 mm的体模,模拟人体的散射条件[4],曝光条件为 70 kV、1.0 mA。检测时C臂机球管位于手术床面上方50 cm处,模拟正常工作状态,使用辐射剂量巡测仪检测C臂机工作时手术间外侧墙壁及相应门窗外侧30 cm处的辐射剂量,每个位置检测5次,求出5次检测值的平均值,作为该位置的辐射剂量率。在同一房间的周围放置0.5 mm当量铅屏风进行模拟防护,在同等条件下对手术间外侧墙壁及相应门窗外侧30 cm处辐射量进行测试,得到相应数据,作为防护的检测结果。

实验检测操作及标准均根据《医用X射线诊断卫生防护监测规范》(GBZ 138-2002)[5]及《便携式X射线检查系统放射卫生防护标准》(GBZ 177-2006)[6]中要求进行。

1.4 统计学分析

应用SPSS 18.0统计学软件处理实验数据,用均数±标准差(±s)来表示计量资料,t值检验,检验水准α=0.05,P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 上位机型和下位机型手术相关指标比较

54例手术病人中,使用上位机型C型臂X射线机患者32例,使用下位机型C型臂X射线机患者22例。两组间在手术时间、辐射时间、透视次数方面比较差异均无统计学意义(P>0.05),两组间具有可比性,见表1。

表1 两种C型臂X射线机手术相关指标比较(±s

images/BZ_89_1284_1582_2240_1635.png手术时间 (min) 32.41±12.59 30.62±10.34 0.11辐射时间 (s) 46.68±15.15 42.46±19.03 0.40透视次数 (次) 11.50±0.79 12.90±0.31 0.37

2.2 统计床边相关医务人员所受辐射剂量水平

结果显示上位机型C型臂X射线机最大辐射剂量部位为手部,其次为胸部、腹部、颈部、头部;下位机型C型臂X射线机最大辐射剂量部位为腹部,其次分别为手部、胸部、颈部、头部;两种C型臂X射线机手部受到辐射剂量均较高,且结果显示使用上位机型手术时头部、颈部、胸部受到的辐射水平均明显高于下位机型,其差异具有统计学意义,见表2。

2.3 统计手术室不同部位辐射剂量水平

由表3可见,两类房间楼下辐射剂量无明显差异,无防护房间门外、窗外、墙体射线辐射剂量水平均明显高于加防护的门外、窗外、墙体射线辐射剂量,两组比较差异具有统计学意义。

表2 手术时相关医务人员所受辐射剂量水平的统计(×10-5 Gy/h)

images/BZ_89_236_2728_2254_2830.png头部 160 3.67~82.23 45.31 0.11~29.90 15.97 19.33 0.00颈部 150 2.51~97.38 49.64 1.57~31.15 21.08 17.76 0.00胸部 130 17.34~110.51 52.38 11.22~59.84 38.24 10.59 0.02腹部 90 10.75~109.36 50.45 19.33~117.41 58.81 0.09 0.74手部 20 11.34~105.80 57.97 14.22~61.59 52.90 0.06 0.99

表3 手术室相关部位辐射剂量水平的统计(×10-5 Gy/h)

images/BZ_90_236_332_1180_385.png门42.5~897.3 10.1~29.7 13.63 0.00窗33.6~482.2 10.5~22.1 19.35 0.00楼11.7~19.8 14.3~17.2 0.07 0.94墙27.3~710.5 17.2~25.5 18.02 0.00

3 讨论

近年来随着医疗设备的不断发展、升级换代,X射线技术在医疗领域的应用越来越广泛,尤其在微创手术领域,它将C型臂X射线的特点发挥到临床,在骨科微创手术领域可避免开放式手术给患者带来的诸多影响,能有效辅助医者进行手术,提高手术效率及手术效果,帮助医者了解患者机体内部结构,引导医者顺利完成手术,C型臂X射线对骨科微创手术技术的提高具有重要意义。但随着C型臂X射线机在临床中的广泛应用,它对人体辐射影响也越来越为人们重视,长时间、高频率接触C型臂X射线机会导致机体不同程度发生病理生理学等方面的改变[7-9],长期的累积作用会对机体的各个系统造成放射性损伤影响,引起腹泻、恶心、呕吐等不良反应[10-11],严重时可引起皮肤癌、白血病等问题[12-13]。研究发现,长期频繁使用C型臂X线机手术的医务人员接受的辐射更多,更多的研究已从患者转移至参与临床手术的非放射学专业医务工作者,如护士、手术医生等,做好骨科手术室放射剂量的测量和医务人员的防护,是保证医、护、患三方安全的重要保障。

随着我国不稳定性粗隆间骨折发生越来越普遍,C型臂X线机在该手术中的应用也日益普遍,本实验分析54例老年人髋部不稳定性粗隆间骨折患者使用C型臂X射线过程中医务人员接受的辐射剂量,结果显示上位机型C型臂X射线机最大辐射剂量部位为手部,其次为胸部、腹部、颈部、头部;而下位机型C型臂X射线机最大辐射剂量部位为腹部,其次分别为手部、胸部、颈部、头部;换言之当管球在上位时,我们应当要重点防护手部及胸部,而管球在下位时应重点防护手部及腹部。同时实验结果显示尽管手术过程中给予手部辐射防护,但不论上位机型C型臂X射线机还是下位机型C型臂X射线机医务人员手部受到辐射剂量均高,如何改善和减低手部接受的辐射剂量仍需要进一步解决和改善。在本实验中还发现下位机型C型臂X射线机手术中医务人员头部、颈部、胸部接受的辐射剂量均低于上位机型C型臂X射线机,这一结果提示在今后微创手术中若手术条件允许在可多选择下位机型C型臂X射线机,可能会减少手术过程中对医务人员的辐射损伤。

本研究通过对骨科手术室门、窗、墙壁和楼下相关位置的射线剂量测量,根据GB18771-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》[14]的规定,发现无防护手术室的X射线辐射剂量明显超过了国家职业卫生标准规定《医用X射线诊断卫生标准》的规定,连续5年内平均有效量不应超过20 mSv,任何一年内有效剂量不应超过50 mSv[15]的照射量率最高限值,而加装铅屏风防护后,门外、窗外、墙体射线辐射剂量水平均显著降低,两者比较差异具有统计学意义。两类房间楼下辐射剂量无明显差异,分析原因可能为水泥对辐射具有较好的防护作用。因此在骨科手术室的建造中,应充分考虑手术室在X射线环境中的使用要求,按照国家标准骨科手术室,从而进一步减少医护人员的辐射损伤,更好的降低辐射剂量。

总之,随着C型臂X射线机在临床诊疗的普及,辐射问题已成为目前不可回避的危害之一,既往研究表明远距离的遥控如使用脚闸、手闸[15-17]、减少曝光时间及次数、通过存储再现等功能,避免全程曝光[18-19]等方法均可以降低医务人员的辐射剂量,但手术过程中医务人员仍不可避免手术辐射损伤,除传统的辐射防护外,如何更好地降低医务人员手部辐射剂量需要进一步研究,选择何种手术方式也需要进一步探索,从而进一步确保医务人员及患者的职业安全及身体健康。

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Radiological Protection Analysis of C-arm X-ray Machine in Minimally Invasive Surgery for Unstable Intertrochanteric Fractures

ZONG Zhiguo1a, SU Feng1a, LIU Su1a, MA Pengpeng1a, ZHANG Zhimin1b, ZHAO Yijie2, ZHANG Xin1a, LI Wei1a
1. a. Department of Orthopeadic Surgery; b. CT Center, The First Affiliated Hospital of Hebei North University,Zhangjiakou Hebei 075000, China; 2. Hebei North College, Zhangjiakou Hebei 075000, China

Abstract: Objective To study and analyze the radiation problems of C-arm X-ray machine in minimally invasive surgery for unstable intertrochanteric fracture and to propose the protective strategy. Methods The radiation dose level of head, neck, chest,abdomen and hand of the medical personnel in the operating room under the C-arm X-ray machine was measured by X-ray and γ-ray dosimeters. The radiation dose difference between the upper and the lower C-arm X-ray machine was compared. The radiation dose levels of doors, windows, walls and downstairs of the operating room with and without protective measures were measured by radiation dose patrol instrument, and the radiation protection effects of the operating room were compared. Results The upper C-arm X-ray machine caused the maximum radiation dose in the hand; the lower C-arm X-ray machine caused the maximum radiation dose in the abdomen. The radiation level of the head, neck and chest of upper C-arm X-ray machine was significantly higher than that of the lower model (P<0.05). The radiation dose level outside the door, window and wall of unprotected room was significantly higher than that of protected room (P<0.05). Conclusion To protect the operating room is the key measure to avoid the radiation damage of medical staff. If conditions permit, the lower model C-arm X-ray machine shall be used as much as possible to reduce the harm of radiation to human body.

Key words: C-arm X-ray machine; orthopedics; minimally invasive surgery; radioprotective analysis

收稿日期:2019-07-01

基金项目:河北省卫生和计生委员会2017年医学科学研究重点课题计划(20170186)。

作者邮箱:doctor4567@163.com

[中图分类号] R318;R144;R146

[文献标识码] A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2020.03.021

[文章编号] 1674-1633(2020)03-0080-04