C臂X光机是骨科手术中常用的辅助检查工具，尤其在创伤骨科，它主要被用于微创手术或骨折术中定位。随着使用频率的增加，骨科医生及术间护士经常暴露于术中辐射。有研究指出，手术者如果在无防护条件下进行操作，其身体主要部位所接受的射线辐射量将大大超过国家标准规定的剂量限值。但目前针对以上人群，正确安全的使用方法、辐射对健康的长期影响、辐射暴露的干预以及相关知识岗位培训研究是局限的。最近一项针对91名骨科医生的调查中，92.3%没有意识到术中实时X线照射暴露为病人带来的辐射，92.1%认为他们需要进行额外的辐射暴露相关教育。因此，有必要对骨科术中射线暴露的基础、健康风险的现状及干预措施进行综述，为医护人员更好的职业防护提供建议。

1、辐射的基本原理

荧光透视装置由电子源、真空管、目标电极和外部电源组成。阴极作为电子的来源，阳极是电子的目标，外部电源在真空管中产生电位差，从而使电子在真空中加速从阴极到达阳极。x射线是由电子相互作用产生，在这个过程中将电子的动能转化为电磁辐射。C臂机由x射线管、图像增强器、瞄准仪和显示器4部分组成。X射线管是X射线的来源，图像增强器捕获x射线束并将它们转换成在显示器上显示的图像，瞄准仪上有各种孑L径，从而决定X射线束的尺寸和形状。X射线是一种波长介于紫外线辐射和伽马射线之间的电磁辐射，它在人体中被穿透、吸收或分散取决于其能量和机体相应组织的衰减系数。由于钙的高衰减系数，骨组织中X射线的吸收占主导地位，从而显示成像。

在术中成像时，手术人员和病人均暴露于直接和散射辐射中。直接辐射是指直接吸收X射线管的垂直照射束，它是医生和病人手术部位的主要辐射源。散射辐射是指偏离组织表面和主要照射途径的其他辐射，它是病人非手术部位以及手术室其他人员的主要辐射源。由于医护人员很少在X射线辐射的直接路径上，散射是职业暴露的主要来源。散射辐射取决于拍片时间、与被成像组织的距离、被成像组织的衰减系数以及发射源的千伏电压设定。辐射暴露与有效距离遵循平方反比定律，基于医护人员距放射源的距离，辐射暴露成平方的比例降低。辐射暴露的影响又可分为确定性效应和随机效应。确定性效应发生在单次高剂量或多次低剂量累积辐射暴露达到一定阈值后，包括白内障、脱发和不孕等。而随机效应正好相反，它随机发生于每次的光子辐射后，不一定超过对健康造成影响的阈值，癌症是一个典型随机效应导致的例子，因为每一次对DNA的辐射损伤都增加了致癌基因突变的可能。

基于以上内容，国际上量化每一单位质量的组织所接收的辐射剂量，提出了吸收剂量的概念，用D表示，其国际单位是戈瑞(Gy)，即每千克物质1焦耳辐射能的实际物理量。它是用在表达吸收剂量，但不能反映能量类型或暴露的组织类型。然而关于低剂量暴露后的随机效应，必须考虑到能量和暴露的组织类型，因此，辐射防护还提出了剂量当量(H)的概念，H=DW(W为辐射权重因子)，其国际单位是希弗特(Sv)，代表了每千克物质的辐射能带来的生物等效或有效剂量。Sv代表了一个特定的组织的生物效应，从Gy到Sv的转化需要能量类型的无单位权重和暴露的组织类型。X线的不同组织权重用小数表示，全身的总和相加为1，骨表面、大脑、唾液腺、皮肤的权重是0.01，膀胱、肝、食管、甲状腺的权重是0.04；生殖腺的权重是0.08；骨髓(红色)、结肠、肺、胃、乳房及剩余的组织权重是0.12；权重越大，癌症诱导和遗传性疾病发生风险的敏感性越高。一个有效剂量(Sv)指的是全身所有的等效剂量总和。由于剂量当量概念本身包含了辐射的生物效应，辐射防护上一般用它来预测辐射对人体危害风险的高低。国际放射防护委员会建议每年身体最大的职业辐射暴露为20mSv，甲状腺和眼睛150mSv，手部500mSv，而职业暴露在5年内每年平均最高不超过20mSv，在单独1年内暴露不超过50mSv。

2、职业风险

2.1 癌症风险

基于对寿命的研究中，辐射效应研究基金会报告在暴露于1Sv的辐射后，发生实体肿瘤的相对风险是健康人的1.6倍。也就是说对于任何年龄，在暴露累计1Sv后都会增加60％发生实体肿瘤的概率。听起来很遥远，对于个人来说，按照ICRP建议每年最大的职业辐射暴露为20mSv来算，需要50年辐射量才能达到1Sv。然而对于骨科医生，如果没有铅保护的话，单个病例中就很容易达到20mSv。在一个意大利的骨科医院回顾性的自我报告数据中，在25年间暴露于辐射的骨科医生癌症发生率是29%，而与其匹配的没有辐射暴露的工人癌症发生率为4%，与上述研究一致，辐射暴露后最常见的是结肠癌和肺癌。也有其他研究指出，85%的甲状腺乳头状癌被认为是辐射诱导引起。虽然骨科关于辐射的文献多关注腰部和颈部暴露，然而生殖腺和甲状腺都不是对辐射最敏感的组织，骨髓(红色)、结肠、肺、胃和乳房才是，另外，外科医生和器械护士的手接触到射线束的风险更高，在临床中更应引起重视。

2.2 白内障风险

慢性辐射暴露后，眼睛会以白内障的形式表现出来。暴露于单一剂量2Sv或多次剂量暴露累计5Sv，能使晶状体浑浊，被认为能够诱发白内障，也有研究认为能够诱发白内障的辐射阈值其实更低，甚至0.5Sv。尽管职业性辐射暴露与白内障之间的联系日益密切，但目前还没有相关研究把骨科医生术中的辐射暴露与白内障发生联系在一起。但多项研究发现介入手术的心脏病专家白内障发生的概率增高。

2.3 下一代的危害

产前辐射暴露对胎儿的风险很大，尤其是孕期前3个月，此时胎儿正在形成，它可以导致产前死亡、畸形或神经系统受损。对于骨科医生来说，少量多次的辐射暴露对胎儿的影响是无法察觉的。基于产前诊断成像的研究，产前辐射暴露10mGy时儿童癌症发生的风险是健康儿童的1.4倍，而这些则更容易发生于骨科职业的辐射暴露，因此，ICRP推荐怀孕期间辐射暴露最大值为1mSv。

3、骨科手术间术中射线辐射

虽然辐射暴露对人体有害，但它的流行病学调查很难做到，首先，必须要求是生存分析；其次，必须是大样本人群，尽管骨科手术过程中暴露很常见，但由于很少使用放射量测定器，且不同原理的放射量测定器的灵敏度也不一致，所以，准确的定量分析很难做到；最后，这种职业辐射对人体的影响在暴露后数年甚至数十年都很难被观察到。

尽管不可能每个骨科医生都会穿戴放射量测定器，但是有研究提出基于某个研究的准确测量，可根据手术类型来推测此类术中的暴露剂量，如果不使用铅保护，股骨干髓内钉股骨的平均术中胸水平的暴露剂量每台为0.080~0.108mSv；粗隆间骨折额髓内钉固定每台是0.10mSv；如果不戴铅眼睛，眼睛的暴露每台0.04~0.05mSv，当然也要取决于医生的手术熟练度和X线透视时间。一般对于骨科手术间来说，股骨髓内钉固定和骨盆骨折固定散射的辐射量最大，按此推算，至少每年需要做200台股骨髓内钉固定才能达到ICRP制定的每年20mSv的阈值，而眼睛暴露此时才是阈值的一半。但有研究调查x射线对手术室护理人员的心理具有负面影响。因此，在做好自身防护的基础上，应加强正确的宣传教育和心理干预，消除人们的恐惧和焦虑心理，提高其防护依从性和工作积极性，也使C臂X光机更好地为骨科手术服务。

4、降低辐射暴露的方法

ICRP在辐射防护上提出了合理可行、尽量低(aslow as reasonably achievable，ALARA)原则，即正当化、最优化和剂量限量，具体可表述为只要一项实践被判定为正当的，就需考虑如何以最优化的方案去使用它，降低它对人体的辐射危害。ALARA原则认为某些辐射是可以避免的，防护措施可以从控源防护、屏蔽防护、距离防护和时间防护等几个方面进行以获得合理的低剂量辐射。

4.1 手术间的要求

手术间墙壁厚度、天花板、门窗、室内面积等要符合国家医用X线机防护设施要求。一般手术间应设在手术室层面的最外端，房间的使用面积应不少于24m2。房间墙壁应为不低于24cm厚的实心砖墙，如厚度不够，可加抹1层5~10mm厚的含钡、铅、铁等金属元素的混凝土防护涂料或在墙壁上加贴铅皮。手术间门窗厚度应有0.3mm铅当量，即不低于4cm。另外，室内布局合理，以减少散射线的影响；需要有效的通风设备，减少有害气体对人体的损害。

4.2 C臂机的选择、位置及管理

C臂X光机是集光、机、图像处理技术为一体的可移动式X光机，在骨科手术中广泛应用，主要在术中定位、手术复位和内固定等方面给手术治疗带来了极大的便利，但同时也给骨科手术术前准备、术中无菌操作、相关人员的配合、安全防护等方面提出了更高的要求。遵循正当化与最优化的原则，选择剂量越低、防护条件好、技术指标超前、操作时间短、安全的机器设备对辐射防护是十分重要的。

定期检查射线装置和防护设备的性能，发现问题及时维修，严禁在设备异常情况下照射。水平位置使用C臂机时，为了避免反向散射，如果可以的话，外科医生和手术室工作人员应站在C臂机增强器一侧。在髋部或脊柱手术中，在水平位置外科医生站在C臂机发射器的一侧散射量是站在增强器一侧的4-8倍。除了C臂机的位置外，对其进行有效的管理也能够降低辐射散射，如使用解剖标志和调整光圈大小瞄准X射线、使用低剂量辐射选项、最大化减少透视时间、放置图像增强器与被成像肢体尽可能的近、将连续成像改为脉冲成像、用防护用品遮挡病人非手术部位尤其甲状腺、胸腺及性腺等敏感部位等。

4.3 铅墙、铅衣与铅眼镜屏蔽防护

在需要透视的X线手术中，术前手术通知单中应标明术中要使用C臂机及其照射部位和预计照射时间。根据预计值，除了使用铅墙进行屏蔽后，个人防护用品中铅衣/围裙也是减少散射辐射的最有效途径，它的防护程度随着铅或类似物的厚度逐步增高，确切的辐射剂量衰减取决于千伏电压设置和铅衣材料。一般来说，常用的0.25mm和0.50mm的铅衣能够衰减90%和99%的辐射量，有效降低辐射暴露的风险，但需要注意的是铅衣最好是360。覆盖且应覆盖甲状腺。眼睛的晶状体是一种放射敏感的解剖结构，研究指出铅眼镜能够减少骨盆和髋关节手术中外科医生的90%眼部辐射暴露，考虑到辐射与骨科手术的关系，持续使用铅眼镜会减少辐射照射，而且理论上消除任何额外的白内障风险。

另外，对于这些防护用品，一定要定期检查是否有裂纹有其他存储方面的破损，每次使用后也要进行清洁，因为它不仅会影响防护效果也是经常容易被忽视的感染源。张容等对大型综合医院介入放射防护能力现状进行调查，结果发现医院管理者对辐射屏蔽设施方面投入较大，但对个人防护设备的重视不足，且学历较低的医务人员防护意识相对淡薄，防护知识缺乏。因此，医院应进一步加强低学历高风险人群尤其是护士的防护培训与管理，提高防护用具的使用频率。

4.4 距离防护

手术室工作人员可以通过增加X射线和被成像肢体的距离，减少辐射暴露的风险。在距离X射线0.3m的地方辐射量是直接在X线束下强度的0.30/6。基于平方反比定律，增加医护人员和X线光的距离能够进一步降低辐射暴露。美国国家辐射防护与测量委员会建议所有相关手术室的医务人员应该站在距X射线束直接路径2m远的位置比较安全。Baumgartner等研究提出，手术进展过程中个人实时可视化的放射量测定器读数能够降低医生总体平均60%的辐射量，可归因于实时反馈可以提醒医生改变行为，包括增加距离和减少透视时间。

4.5 时间防护

医务人员与病人的受照剂量与照射时间呈正相关。因此，要求技术员具有熟练的业务技能，掌握好曝光的条件，在满足影像质量的前提下，尽量缩短X射线曝光的时间与次数。工作人员应熟知C臂机的性能，利用C臂机可调节数字图像存储再现的功能，采取间断透视法，控制全程曝光的时间，禁止采用长时间、连续曝光。通过直接留片法存档，可以节省时间、不重复地完成导向效果及诊断。健全手术室管理制度，手术室护士可通过轮流配合透视手术减少累计照射时间，加强营养摄人，严格体检制度，发现异常及时处理。

5、小结

综上所述，C臂X射线机在明显提高手术质量的同时，给手术室医护人员带来的电离辐射危害也不可忽视。因此，一定要提高辐射安全相关认识，遵循ALARA最低剂量原则，掌握正确的防辐射方法，鼓励手术时佩戴个人辐射剂量计，以便定期进行个人剂量监测，严格按相关规定对个人剂量限值进行控制，不仅是外科医生，而是针对手术问内的所有人员，及时发现风险，采取针对性防护对策，使C臂机在骨科手术中发挥最大的潜能。

参考文献:

[1]张王莹.浅析C型臂x光机在手术室的应用及防护[J].护理研究,2009,23(S1):210-211.

[2]范国鑫,扶青松,顾广飞,等.脊柱微创手术的辐射危害及其防护进展[J].中国脊柱脊髓杂志,2014(3):275-278.

[3]周红菊,邓瑞文,饶忠.x射线对手术室护士心理状态的影响及护理对策[J].护理学杂志,2010,27(20):78-79.

[4]王雅丽,刘素芳.手术室使用C臂机的X线安全防护的现状及对策[J].中华现代护理杂志,2011,17(11):1358-1360.

[5]朱卫萍,朱华勇,潘葵芬,等.C形臂x线机对手术室护士辐射剂量和防护措施的探讨[J].现代中西医结合杂志,2007(14):1986-1987.

[6]吴勤,张薏,陈燕,等.C一臂X线机术中应用电离辐射的防护[C].全国第十一届手术室护理学术交流会论文集,南宁:中华护理学会,2007:2.

[7]曾佳兴.C臂X光机在骨科手术中的应用[J].中国临床新医学,2012,5(11):1083-1086.

[8]张容,赖敏华,冯惠强,等.大型综合医院介入放射防护能力现状及管理对策[J].护士进修杂志,2016,31(19):1757-1759.

[9]赵雅斐,张鹏,郭伟,等.C形臂X射线机辐射防护状况分析[J].医药论坛杂志,2008(8):41-42.

[10]王少敏.C型臂X射线机在手术应用中的辐射剂量监测结果分析[J].世界最新医学信息文摘,2017(21):112.

[11]张为华,倪卫东,易光兆.C形臂X射线机术中应用的放射防护探讨[J].激光杂志,2011(4):70-71.

[12]周翠玉,王哲慧,孙利萍,等.手术室护士的c形臂x射线辐射及防护探讨[J1.中国辐射卫生,2012(4):435-436.

[13]韦丹.脊柱微创手术中医护人员遭受的X线辐射损害及应对措施[J1.实用临床医药杂志,2017(4):118-120.

[14]张宏霞.骨科手术室C臂机对医护人员辐射剂量和防护策略研究[D1.长春:吉林大学,2010.

陈慧娟,李燕,张艳.骨科手术间射线暴露和辐射防护研究进展[J].护理研究,2019,33(7):1194-1197.