自制椎弓根螺釘角度定位儀減少術(shù)中X射線輻射及并發(fā)癥的初步研究

羅小平LUO Xiaoping

陳瑞生2CHEN Ruisheng

李 基2LI Ji

翁新茫1WENG Xinmang

王東煜1WANG Dongyu

林華棒1LIN Huabang

自制椎弓根螺釘角度定位儀減少術(shù)中X射線輻射及并發(fā)癥的初步研究

羅小平1LUO Xiaoping

陳瑞生2CHEN Ruisheng

李 基2LI Ji

翁新茫1WENG Xinmang

王東煜1WANG Dongyu

林華棒1LIN Huabang

作者單位
1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬溫州中醫(yī)院放射科浙江溫州 325000
2.溫州市疾病預(yù)防控制中心 浙江溫州
325000

Department of Radiology， Wenzhou Traditional Chinese Medical Hospital Affiliated to Zhejiang Traditional Chinese Medical University， Wenzhou 325000， China

Address Correspondence to： LUO Xiaoping

E-mail： 17918570@qq.com

2016-02-17

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷 第7期：544-546，548

Chinese Journal of Medical Imaging

2016 Volume 24 （7）： 544-546， 548

目的 傳統(tǒng)徒手椎弓根螺釘置釘術(shù)中透視時(shí)間長(zhǎng)、輻射劑量大，且存在較大誤置率，通過(guò)自制椎弓根螺釘角度定位儀輔助進(jìn)釘，以減少術(shù)中輻射及并發(fā)癥。資料與方法 前瞻性地將40例胸腰段骨折患者隨機(jī)分成研究組和對(duì)照組，每組20例。研究組借助自制椎弓根螺釘角度定位儀輔助進(jìn)釘，對(duì)照組采用傳統(tǒng)徒手置釘，比較兩組術(shù)中透視時(shí)間、醫(yī)患所受輻射劑量及并發(fā)癥的差異。結(jié)果 研究組每枚螺釘植入過(guò)程中透視的平均時(shí)間為（5.06±0.68）s，對(duì)照組為（14.69±1.86）s，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=54.931，P＜0.05）。研究組患者術(shù)區(qū)所受輻射劑量為（65.31±5.52）uSv/釘，施術(shù)者手部及晶狀體所受輻射劑量為（58.59±6.48）uSv/釘、（8.82±0.84）uSv/釘；對(duì)照組分別為（199.37±15.36）uSv/釘、（164.18±11.25）uSv/釘、（27.37±2.52）uSv/釘，研究組均較對(duì)照組低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=92.824、91.755、78.904，P＜0.05）。研究組并發(fā)癥亦較對(duì)照組少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=183.158，P＜0.05）。結(jié)論 借助該自制椎弓根螺釘定位儀輔助進(jìn)釘能減少術(shù)中透視時(shí)間，從而有效減少醫(yī)患雙方的輻射劑量，并能有效減少術(shù)中并發(fā)癥。

腰椎；骨折；骨折固定術(shù)；骨釘；輻射劑量；手術(shù)后并發(fā)癥

【Key words】Lumbar vertebrae； Fractures， bone； Fracture fixation； Bone nails； Radiation dosage； Postoperative complications

椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)具有短節(jié)段固定、盡可能保留脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段以及良好的生物力學(xué)特性等優(yōu)點(diǎn)［1］，在胸腰椎內(nèi)固定術(shù)中得到廣泛應(yīng)用［2-4］。然而，傳統(tǒng)的手術(shù)方式是根據(jù)解剖標(biāo)志定位植入椎弓根螺釘，要經(jīng)過(guò)多次術(shù)中透視來(lái)引導(dǎo)置釘，術(shù)中患者及施術(shù)者所受的X射線輻射較大，且螺釘?shù)恼`置率高［5-6］。為此，本課題組自制了一種簡(jiǎn)易的椎弓根螺釘角度定位儀（專利號(hào)：ZL 2011 2 0340047.4）［7］，用以指導(dǎo)施術(shù)者在術(shù)中快速、準(zhǔn)確地把握椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘方向，減少術(shù)中透視時(shí)間，進(jìn)而減少醫(yī)患雙方在手術(shù)過(guò)程中所受的輻射，并減少手術(shù)并發(fā)癥。

1　資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選擇2013年3月—2015年3月于浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬溫州中醫(yī)院行椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)的患者40例，男23例，女17例；年齡23～67歲，平均（42.40±11.31）歲。按隨機(jī)數(shù)字表法將其分成研究組和對(duì)照組，每組20例。研究組男12例，女8例，平均（42.50±12.89）歲；體重指數(shù)（21.10±2.22）kg/m2；T12骨折9例，L1骨折11例。對(duì)照組男11例，女9例；平均（42.30±9.83）歲；體重指數(shù)（20.55±2.04）kg/m2；T12骨折12例，L1骨折8例。兩組患者在性別（χ2=1.0，P＞0.05）、年齡（t=0.055，P＞0.05）、體重指數(shù)（t=0.816，P＞0.05）及手術(shù)固定節(jié)段（χ2=1.0，P＞0.05）方面差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽屬知情同意書。

1.2 測(cè)量?jī)x器及劑量元件 測(cè)量裝置采用北京光潤(rùn)意通輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的TLD-469型熱釋光劑量盒，熱釋光探測(cè)器型號(hào)為GR-200A，規(guī)格φ4.50 mm× 0.85 mm，LIF（Mg，Cu，P）熱釋光劑量粉末，探測(cè)閾值為1×10-7Gy。

1.3 手術(shù)方法 所有患者均采用俯臥位，全身麻醉，腰椎后正中入路，暴露棘突、椎板、上下關(guān)節(jié)突及橫突根部等后柱骨性結(jié)構(gòu)。對(duì)照組采用傳統(tǒng)術(shù)式，以上關(guān)節(jié)突基底、橫突及椎板外側(cè)緣的交匯點(diǎn)即“人字嵴”為進(jìn)釘點(diǎn)，術(shù)中以探針定位，并根據(jù)C形臂X線機(jī)透視來(lái)確定進(jìn)釘位置是否正確。研究組在傳統(tǒng)術(shù)式基礎(chǔ)上，術(shù)中借助自制椎弓根螺釘角度定位儀輔助進(jìn)釘，進(jìn)釘前根據(jù)術(shù)前所測(cè)得的椎弓根水平位角、椎弓根矢狀位角［8］調(diào)整椎弓根螺釘角度定位儀的角度并固定，將擴(kuò)孔器套入定位儀上的引導(dǎo)套筒內(nèi)擴(kuò)孔，釘?shù)罍?zhǔn)備后再植入椎弓根螺釘，見(jiàn)圖1。術(shù)中透視均采用Siemens Siremobil Compact L型C形臂X線機(jī)。

圖1　自制椎弓根螺釘角度定位儀。1：固定螺母；2：卡槽；3：支撐桿；4：滑槽；5：水平角度盤；6：滑槽；7：矢狀位角度盤；8：導(dǎo)針套筒

1.4 觀察項(xiàng)目與方法

1.4.1每枚螺釘植入過(guò)程中的透視時(shí)間 術(shù)中記錄每枚椎弓根螺釘植入過(guò)程中的透視時(shí)間，術(shù)中多次透視者則將每次透視時(shí)間累計(jì)相加得出總的透視時(shí)間。

1.4.2患者、施術(shù)者各部位的輻射劑量 采用熱釋光計(jì)量?jī)x分別測(cè)量患者術(shù)區(qū)、施術(shù)者手部及晶狀體的輻射劑量，每個(gè)位置并排放置5個(gè)熱釋光探測(cè)器，注明組別、部位、序號(hào)等，取其平均值作為該部位的輻射劑量。每植入一枚螺釘后，各部位均換新的熱釋光探測(cè)器重新測(cè)量。術(shù)后將所有劑量計(jì)送相關(guān)部門檢測(cè)。

1.4.3椎弓根螺釘相關(guān)術(shù)中并發(fā)癥 包括因椎弓根螺釘位置偏差造成穿破椎弓根皮質(zhì)、椎體前壁皮質(zhì)。術(shù)后復(fù)查CT觀察螺釘位置，記錄各組中完全位于椎弓根內(nèi)的螺釘數(shù)以及穿破椎弓根壁、椎體前壁的螺釘數(shù)量。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0軟件，計(jì)量資料比較采用成組資料t檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1 每枚椎弓根螺釘植入過(guò)程中的透視時(shí)間 研究組共植入128枚椎弓根螺釘，每枚螺釘植入過(guò)程中透視的平均時(shí)間為（5.06±0.68）s；對(duì)照組共植入125枚椎弓根螺釘，每枚螺釘植入過(guò)程中透視的平均時(shí)間為（14.69±1.86）s。兩組螺釘植入過(guò)程中透視時(shí)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=54.931，P＜0.05）。

2.2 患者、施術(shù)者術(shù)中所受的輻射劑量 研究組患者術(shù)區(qū)、施術(shù)者手部及晶狀體所受的平均輻射劑量均較對(duì)照組低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1。

2.3 椎弓根螺釘相關(guān)術(shù)中并發(fā)癥 研究組共植入128枚椎弓根螺釘，其中125枚螺釘完全位于椎弓根內(nèi)，3枚穿破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)；對(duì)照組共植入125枚椎弓根螺釘，其中108枚螺釘完全位于椎弓根內(nèi)，17枚穿破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)或椎體前壁。兩組椎弓根螺釘相關(guān)術(shù)中并發(fā)癥差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=183.158，P＜0.05）。

表1　行椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)患者、施術(shù)者術(shù)中各部位所受的輻射劑量（uSv/釘）

3　討論

傳統(tǒng)椎弓根螺釘置釘技術(shù)強(qiáng)調(diào)術(shù)前仔細(xì)讀片（X線、CT、MRI等），術(shù)中依靠透視了解椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘情況，然而，反復(fù)透視雖可減少手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，但術(shù)中要遭受更多的X射線照射［9］，增加了施術(shù)者和患者的放射性損傷風(fēng)險(xiǎn)［6，10］。長(zhǎng)期暴露在低劑量電離輻射下不但會(huì)對(duì)施術(shù)者的眼晶狀體造成不良影響［11］，而且會(huì)顯著增加外周血淋巴細(xì)胞染色體畸變率和微核細(xì)胞率［12］，因此應(yīng)加強(qiáng)術(shù)中醫(yī)患雙方的輻射防護(hù)。

輻射防護(hù)方法主要有時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)及屏蔽防護(hù)，但術(shù)中操作者不可能遠(yuǎn)距離進(jìn)行手術(shù)，手部、眼部也因操作靈活性的需要而無(wú)法佩戴相應(yīng)的防護(hù)護(hù)具，因此，時(shí)間防護(hù)成為最可行的術(shù)中輻射防護(hù)方法。時(shí)間防護(hù)的原理：在輻射場(chǎng)內(nèi)的人員所受照射的累積劑量與時(shí)間成正比，在照射率不變的情況下，縮短照射時(shí)間即可減少所接受的劑量［13］。本研究中，對(duì)照組采用傳統(tǒng)術(shù)式即解剖定位并術(shù)中透視法輔助置釘，研究組在傳統(tǒng)術(shù)式基礎(chǔ)上，借助自制椎弓根螺釘角度定位儀輔助置釘，其置釘過(guò)程中的透視時(shí)間較對(duì)照組明顯減少，其原因可能為研究組術(shù)前對(duì)每個(gè)目標(biāo)椎體的椎弓根參數(shù)均進(jìn)行了測(cè)量，術(shù)中僅需根據(jù)椎弓根水平位角及椎弓根矢狀位角調(diào)整定位儀的角度即可確定進(jìn)釘方向，在透視下確定方向準(zhǔn)確后再旋緊定位儀上的旋鈕以固定方向，然后可以在定位儀引導(dǎo)下一次性完成釘?shù)罍?zhǔn)備。而對(duì)照組術(shù)中僅憑施術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)在透視引導(dǎo)下進(jìn)釘，釘?shù)罍?zhǔn)備過(guò)程及螺釘植入過(guò)程中需反復(fù)多次在透視下調(diào)整進(jìn)釘方向才能保證其植入的準(zhǔn)確性，在內(nèi)固定完全植入后還需再次透視確定螺釘位置，這些均延長(zhǎng)了透視時(shí)間。

術(shù)中醫(yī)患雙方均會(huì)受到不同程度的X射線照射，尤其是施術(shù)者，要長(zhǎng)期接受小劑量輻射照射，防護(hù)工作顯得尤為重要。本研究中，研究組施術(shù)者手部的輻射劑量為（58.59±6.48）uSv/釘，晶狀體的輻射劑量為（8.82±0.84）uSv/釘；對(duì)照組相應(yīng)部位的輻射劑量分別為（164.18±11.25）uSv/釘、（27.37±2.52）uSv/釘。國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)發(fā)布的118號(hào)推薦書［14］規(guī)定，晶狀體年劑量當(dāng)量限值為連續(xù)5年的年平均有效劑量不超過(guò)20 mSv，5年中任何1年的有效劑量不超過(guò)50 mSv。按此規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，在借助自制定位儀的情況下，每位外科醫(yī)師每年植入超過(guò)2267（20 000/8.82）枚螺釘才會(huì)超出規(guī)定的輻射限值，而傳統(tǒng)術(shù)式中每位外科醫(yī)師每年植入少于730（20 000/27.37）枚螺釘才不會(huì)超出規(guī)定的輻射限值，在不超過(guò)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)推薦的有效劑量的情況下，研究組能植入螺釘?shù)臄?shù)量約為對(duì)照組的3倍。本研究中，研究組患者術(shù)中所受的X射線輻射劑量也較對(duì)照組患者明顯減少，雖然兩組患者所受的輻射劑量均不會(huì)帶來(lái)確定性輻射損害，但因研究組患者術(shù)中的透視時(shí)間減少，輻射劑量減小，可減少患者受隨機(jī)性輻射損害的概率。

椎弓根螺釘進(jìn)釘準(zhǔn)確性的關(guān)鍵在于進(jìn)釘點(diǎn)的確定及進(jìn)釘方向的把握。本研究中兩組均以人字嵴為進(jìn)釘點(diǎn)，進(jìn)釘點(diǎn)確定后，進(jìn)釘方向就顯得尤為重要，研究組借助自制椎弓根角度定位儀使得術(shù)中能快速準(zhǔn)確把握進(jìn)釘方向，術(shù)后復(fù)查97.66%的椎弓根螺釘完全位于椎弓根內(nèi)，這使得與椎弓根螺釘相關(guān)的并發(fā)癥大大降低。

總之，借助自制椎弓根螺釘角度定位儀置釘能減少術(shù)中透視時(shí)間，從而有效減少醫(yī)患雙方在術(shù)中所受的輻射劑量；并能幫助施術(shù)者在術(shù)中快速準(zhǔn)確地把握進(jìn)釘方向，提高置釘準(zhǔn)確率，減少與椎弓根螺釘相關(guān)的并發(fā)癥。

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（本文編輯周立波）

Reduction of X-ray Radiation and Complication in Operation with A Self-designed Localizer

Purpose Conventional freehand pedicle screw placement has long fluoroscopy time， high radiation dose and low accuracy. The aim of this study is to evaluate a new selfdesigned localizer used in conventional technique in order to decrease intraoperative X-ray radiation and postoperative complications.Materials and Methods In this prospective study， 40 patients with thoracolumbar spinal fractures were randomly divided into study cohort and comparison cohort， each group with 20 patients. Patients in the study cohort were treated by self-designed localizer during operation. And the comparison cohort received freehand anatomic landmarks by doctor without new technique. Fluoroscopy time，intraoperative radiation dose and complications related to pedicle screw were compared between two groups respectively.Results The average intraoperative fluoroscopy time of each pedicle screw was （5.06±0.68） s in self-designed group compared to （14.69±1.86） s in freehand group， there was significant difference between the two groups （t=54.931，P＜0.05）. The average radioactive dose of the patients was （65.31±5.52） uSv and （199.37±15.36） uSv per screw in study and control groups， respectively. Differences in the average radiation dose between the two groups were marked （t=92.824， P＜0.05）. The average radiation dose of hands and eyes was （58.59±6.48） uSv and （8.82±0.84） uSv per screw in experimental group， with corresponding in control group （164.18±11.25） uSv and （27.37±2.52） uSv per screw， respectively， which was significantly different from that in experimental group （t=91.775 and 78.904， P＜0.05）. The complications of each group were also different significantly （χ2=183.158， P＜0.05）.Conclusion The study demonstrates that the self-designed localizer can shorten fluoroscopy time and decrease the patients' and doctors' radiation dose exposed to vertebrae internal fixation operation， and also reduce postoperative complications related to the pedicle screw.

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.07.018

羅小平

2015-12-06

浙江省溫州市科技局科技計(jì)劃項(xiàng)目（Y20120170）。

R681.5；R814.2