随着老龄化社会的来临,退行性腰椎管狭窄症、骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折等脊柱疾病发病率逐年增加[1]。此类疾病往往需要在X线透视下进行外科治疗,如经皮穿刺腰椎硬膜外注射术、经皮穿刺椎体成形术、经皮椎弓根螺钉置入骨折椎体撑开复位内固定术、各种方式的减压术和椎体间融合术[2]。X线透视主要用于术中定位穿刺针的位置,判断骨水泥在椎体中的弥散形态,了解椎弓根螺钉的位置及长度。近年来,C型臂X线透视在脊柱外科手术中广泛应用,缩短了手术时间,减轻了患者的损伤,提高了手术质量[3]。
1 C型臂X线透视C型臂X线机是根据固定、支持X线球管和探测器的支持臂的形态命名的,因其形态像英文字母的“C”,故称为C型臂X线机。根据C型臂的大小和功能配置,一般将C型臂X线机分为小型C型臂X线机、中型C型臂X线机和大型C型臂X线机。大型C型臂X线机是进行放射介入检查和治疗的固定设备,其软、硬件配置很高,价格昂贵,一般不在手术室配置。小型C型臂X线机相对小巧、运动灵活,占用空间不大,功能专一,便于对外科手术的动态透视观察,在骨折复位治疗过程中可以帮助外科医师判断骨折对位、对线的情况,了解手术植入物的方位、大小、长短。在脊柱外科手术中C型臂X线透视主要用于术中定位穿刺针的位置,判断骨水泥在椎体中的弥散形态,了解椎弓根螺钉的位置及长度。C型臂X线透视在脊柱外科及创伤外科手术中的应用,可显著提高手术精准度,减少手术创伤,缩短手术时间,是外科医师手术中不可或缺的“眼睛”[4]。
2 脊柱外科手术中C型臂X线透视图像的成像特点C型臂X线透视图像是三维被检体的二维影像,它不具备X线方向上的空间分辨力,X线穿透方向上前后组织、结构的图像存在重叠现象。目标椎体X线透视图像的形态、大小、与相邻结构的位置关系与患者的体位、目标椎体的生理解剖形态以及X线中心线的入射方向都有密切关系[5-6]。当脊柱手术患者的手术椎体平行于探测器且入射中心线垂直于手术椎体时,手术椎体的X线透视图像除有一定的放大外,形态失真最小。如X线中心线的入射方向不垂直于手术椎体,则手术椎体的形态、手术定位针、空心螺钉与椎体的位置关系将发生较大改变,这将给手术医师带来判断上的困难,甚至导致判断错误,从而影响手术的精准度,还可能影响手术质量和手术效果。因此,在脊柱手术中透视时应将X线中心线垂直对准病变和手术椎体,并调整探测器平行于病变和手术椎体,而不要使探测板平行于整个腰椎或胸椎。如此病变和手术椎体的透视图像才不会变形失真,才能获得满足要求的标准腰椎图像。
脊柱外科手术患者的体位是根据手术需要设计的,术中C型臂X线透视要适应手术体位,根据手术体位调整X线中心线入射方向,不同手术、不同患者,X线中心线的入射方向是不同的,没有统一投照标准。脊柱手术患者一般是俯卧体位, 手术中透视,正位常用俯卧后前位,侧位则是俯卧水平侧位,这与放射科门诊患者常规前后位是不同的;手术患者体位因术中麻醉、无菌要求等不便于调整,且常因为个体解剖、生理原因存在体位不标准的情况;手术部位及周围都被无菌单覆盖,透视时既看不到体表定位点,更不能用手触摸定位点,与门诊普通摄影相比存在明显的定位困难;因手术部位或无菌限制,术中透视的肢片距一般较大,图像放大明显,并且C型臂探测器面积较小(GE Healthcare Brivo CEC 715影像增强器的有效直径是23cm),故有效视野小;一般C型臂模拟定位器是选配件,通常未配置,与放射科X线设备相比,也缺少模拟定位指示;术中透视因手术床下的支柱和床边的锁扣等附件也影响术中C型臂的角度调整。上述因素是术中透视与普通摄影的主要不同之处,也是术中透视定位不精准的客观原因。透视定位不准确会造成透视次数增多,给患者和参与手术的工作人员增加辐射剂量。技师在操作C型臂进行透视定位前要充分考虑以上因素,采取有效措施,争取一次定位成功,把患者和参与手术工作人员的辐射剂量降到最低水平。
3 C型臂X线透视在脊柱外科手术中的应用C型臂X线透视在脊柱外科手术过程中发挥着重要作用。在脊柱外科术中定位透视时,应当深刻理解中心线入射方向的改变对图像形态的作用,术中透视往往只能依靠改变中心线的入射方向来调整椎体的图像形态[7]。术中透视技师应在患者消毒铺无菌单前到达手术室,观察手术台上患者的体位情况,如患者有无轻度倾斜或旋转,有无头高足低等变化。术前应仔细观察手术患者术前正侧位腰椎平片,注意脊柱有无侧弯及侧弯程度,侧弯的脊柱将影响侧位透视时椎体的形态,根据侧弯的程度调整中心线的入射角度可以有效纠正椎体的透视图像,使其显示为标准的侧位图像。还需注意脊柱生理弯曲度的大小,脊柱生理弯曲度会影响椎体正位的透视图像,应根据生理弯曲度调整中心线的入射角度使中心线垂直于病变和需要手术椎体的冠状面,以获得手术椎体标准的正位图像[8-9]。理解后前位和前后位(右侧位和左侧位)要获得同样效果的图像,中心线倾斜方向相反,因为在同一台手术中,根据手术需要,有可能在前后位和后前位之间调换。把需要定位的椎体投影到探测器的中央位置,尽量减少斜射线效应;调整C型臂取得满意图像后,记录C型臂绕各旋转轴的旋转角度、C臂高度(手术台高度尽可能固定不动)、标注C型臂相对于手术台的位置,即选择C型臂X线机某一轮作为定位轮,并在地板上用胶带标注其位置,这样使手术过程中的多次定位透视位置相同,不仅成功率高而且图像形态也会相同,便于手术医师前后对比,这既减少了术中透视次数,降低患者和手术参与者的辐射,同时也缩短了手术时间,提高手术效率[10-11]。
近年来一些新的技术不断涌现,如三维C型臂X线机透视、双C型臂X线机透视、混合现实技术等,相比单纯使用传统C型臂X线机透视具有明显的优势。
三维C型臂X线机透视是近年来兴起的技术,可以快速为手术医师提供三维影像,对于提高脊柱外科手术精准度具有重要意义。骨水泥渗漏是经皮椎体成形术治疗单节段骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折最常见及最严重的并发症,严重者可导致瘫痪或者死亡[3]。研究表明,在经皮椎体成形术中,三维C型臂透视组患者手术用时、术中失血量、骨水泥渗漏率,以及住院时间均短(少)于常规透视组[4]。经皮椎体成形术等脊柱外科手术往往需要相对较长的透视引导,这可能会导致患者或操作者受到大量辐射。双C型臂X线机透视与传统单透视技术相比,可以明显缩短手术时间,同时减少患者的辐射暴露[5]。混合现实技术将真实世界和虚拟世界进行融合,以产生新的环境和可视化效果。混合现实技术的使用使医疗专业人员能够虚拟地重建真实世界的解剖结构图像,然后可以将增强的信息实时投射到患者的身体上,并覆盖在外科医生的视野中[12-13]。陈重罡等[14]发现,在经皮椎间孔镜腰椎间盘切除术中,混合现实技术导航下经椎间孔定位穿刺准确、有效,相比X线透视引导具有更高的安全性和更小的创伤。
4 小结与展望C型臂X线机具有良好的操作性与临床应用性,在脊柱外科手术中发挥着重要的作用。C型臂术中透视能显著提高脊柱外科及其他骨科手术的精准度并能明显缩短手术时间,成为骨科医师手术中不可缺少的“眼睛”。同时,应注意应用新技术与传统C型臂X线透视相结合,以达到更好的手术效果。
利益冲突:作者申明不存在利益冲突。
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