Entwicklung und experimentelle Verifizierung von C

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 22222 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines selbstgebauten C-Bogen-Kamera-Aufnahmeortungsgeräts und die Überprüfung seiner Genauigkeit und Vorteile. Insgesamt 60 Ärzte und Krankenschwestern des chirurgischen Systems des Sanmen-Volkskrankenhauses in der chinesischen Provinz Zhejiang wurden nach dem Zufallsprinzip als Kameraleute für die Dreharbeiten ausgewählt. Zur Messung der Mitte der kreisförmigen Platte wurden die C-Bogen-Maschine mit einem selbstgebauten Locator und eine C-Bogen-Maschine ohne Locator verwendet. Mit den Eisennägeln wurde geschossen. Als Schussabweichung wurde der Abstand zwischen dem Eisennagel und dem Mittelpunkt der ausgestellten kreisförmigen Anzeigefläche definiert. Bei weniger als 3 cm wurde die Aufnahme abgebrochen. Die Anzahl der Aufnahmen, die Gesamtaufnahmezeit und die Abweichung bei der ersten Aufnahme in den C-Bogen-Kamera-Aufnahmegruppen mit und ohne Ortungsgerät wurden statistisch analysiert und die Vor- und Nachteile der beiden verglichen. Die durchschnittliche Anzahl der Aufnahmen, die durchschnittliche Gesamtaufnahmezeit und die durchschnittliche Abweichung bei der ersten Aufnahme der C-Bogen-Kamera mit dem Ortungsgerät waren deutlich besser als in der Gruppe ohne Ortungsgerät, und die Unterschiede waren statistisch signifikant. Wenn die Schussentfernung (X) 30 cm und der Schusswinkel (Y) 0° betrug, waren die durchschnittliche Anzahl der Schüsse, die durchschnittliche Gesamtaufnahmezeit und die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss optimal. Der C-Arm-Kamera-Aufnahmeortungsgerät kann die Aufnahmegenauigkeit der C-Arm-Kamera verbessern und die Anzahl der Aufnahmen und die Gesamtaufnahmezeit effektiv reduzieren. Daher kann es in der klinischen und chirurgischen Praxis angewendet werden.

Ein C-Bogen-Röntgengerät (bezeichnet als C-Bogen-Gerät, Modell: Siemens PLX7000, wie in Abb. 1 dargestellt) ist ein mobiles Röntgengerät, das Licht-, Maschinen- und Bildverarbeitungstechnologien1 integriert für die dynamische Bildgebung in Echtzeit in der Chirurgie. Es ist ein häufig verwendetes chirurgisches Hilfsmittel in der klinischen Orthopädie. Zu den Hauptanwendungen gehören die Unterstützung bei der Frakturreposition und -fixierung bei orthopädischen Eingriffen, die Unterstützung bei der Implantation eines Herzschrittmachers, die Unterstützung bei der Entfernung von Fremdkörpern aus dem Körper, die Unterstützung bei Teilen von Angiographien und interventionellen Operationen, die Zusammenarbeit mit einem Ozongerät zur Schmerzbehandlung und die Zusammenarbeit mit kleinen Nadelmesserbehandlung, Unterstützung bei gynäkologischen Tubenführungsoperationen usw.2,3,4,5,6. Es bietet die Vorteile eines geringen Infektionsrisikos, eines geringen Platzbedarfs und einer einfachen Bewegung. Es wird häufig in der Orthopädie, der allgemeinen Chirurgie, der Gynäkologie und anderen Abteilungen eingesetzt. Um qualitativ hochwertige Bilder zu erhalten, ist es notwendig, die Linie zwischen dem Mittelpunkt des Bildverstärkers des C-Bogen-Geräts und dem Mittelpunkt des Röntgenstrahlers so einzustellen, dass sie genau durch den Mittelpunkt des Motivs verläuft Vorausrichtung erreichen7. Allerdings verfügen die aktuellen klinischen C-Bogen-Geräte grundsätzlich nicht über eine Vorausrichtungsfunktion und erfordern mehrere Einstellungen und wiederholte Aufnahmen, um zufriedenstellende Bilder zu erhalten1,7,8,9,10,11,12,13,20,21,22, 26,28.

C-Bogen-Maschine, Modell: Siemens PLX7000.

Frühere Studien haben gezeigt, dass 80 % der Schießvorgänge eine Neupositionierung des C-Bogen-Geräts erfordern11. Ionisierende Strahlung kann eine Vielzahl menschlicher Gewebe schädigen. Außerdem kann eine übermäßige Röntgenstrahlung zu Tumoren, hämatopoetischen Erkrankungen, Katarakten, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und neurodegenerativen Erkrankungen führen14,15,16,17,18. Mehrfaches Filmen erhöht zwangsläufig die Röntgenbestrahlungszeit von Patienten und medizinischem Personal und erhöht auch die Schäden durch ionisierende Strahlung sowohl für Ärzte als auch für Patienten. Aus diesem Grund veröffentlichte die US-amerikanische Arzneimittelbehörde Food and Drug Administration im Jahr 2010 ein Weißbuch, in dem sie sich für eine Reduzierung der Belastung durch unnötige medizinische Bildgebung aussprach3. Darüber hinaus verlängern wiederholte radiologische Eingriffe die Operationszeit und erhöhen das Risiko chirurgischer Blutungen, postoperativer Infektionen und Thrombosen, was schwerwiegende Folgen für die Patienten hat1,7,8,9.

Um die Zeit der Röntgenexposition von Patienten und medizinischem Personal zu verkürzen, entwickelte das Team des Autors unabhängig einen C-Bogen-Kamera-genauen Aufnahmeortungsgerät und überprüfte die Aufnahmeeffizienz und -genauigkeit des Ortungsgeräts bei unterschiedlichen Aufnahmeabständen und unterschiedlichen Aufnahmewinkeln experimentell Methoden.

Bei Y = 0° waren die durchschnittliche Anzahl der Schüsse, die durchschnittliche Gesamtschießzeit und die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss in der Versuchsgruppe deutlich kleiner als in der Kontrollgruppe, und die Unterschiede waren statistisch signifikant (P < 0,001). Wenn X gleich 50 cm war, war der Unterschied am größten (P < 0,001) (Abb. 2). Wenn Y = 0°, zeigten die durchschnittliche Gesamtzahl der Schüsse, die durchschnittliche Gesamtschießzeit und die durchschnittliche Abweichung vom ersten Schuss in der Versuchsgruppe keinen signifikant zunehmenden Trend mit der Zunahme von X, und der Unterschied war statistisch nicht signifikant (P > 0,05). In der Kontrollgruppe zeigten die durchschnittliche Anzahl der Schüsse, die durchschnittliche Gesamtzeit der Schüsse und die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss einen deutlich steigenden Trend, und der Unterschied war statistisch signifikant (P < 0,05), wie in Abb. 3 dargestellt. Der Durchschnitt Die Gesamtschießzeit der Versuchsgruppe war bei X = 30 cm am niedrigsten. Die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss in der Kontroll- und Versuchsgruppe nahm mit zunehmender Schussentfernung zu (P < 0,05), aber die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss in der Versuchsgruppe lag innerhalb des qualifizierten Bereichs. Unter diesen war bei X = 30 cm und Y = 0° die Aufnahmezeit am kürzesten und am kürzesten, und die Aufnahmeabweichung war qualifiziert.

Vergleich der Anzahl der Schüsse, der gesamten Schießzeit und der Abweichung beim ersten Schuss zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe. (a) wenn X = 10 cm und Y = 0°, (b) wenn X = 30 cm und Y = 0°, (c) wenn X = 50 cm und Y = 0°.

Y = 0° und X = 10 cm, 30 cm und 50 cm. Der Änderungstrend der durchschnittlichen Anzahl an Schüssen, der durchschnittlichen Gesamtschießzeit und der durchschnittlichen Abweichung beim ersten Schuss zwischen der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe.

Wenn X = 30 cm und Y die Variable war, waren die durchschnittliche Anzahl der Schüsse, die durchschnittliche Gesamtschießzeit und die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss in der Versuchsgruppe deutlich kleiner als in der Kontrollgruppe. Insbesondere bei Y = 45° war der Unterschied am größten und statistisch signifikant (P < 0,001), wie in Abb. 4 dargestellt. Bei X = 30 cm wurde kein signifikanter Unterschied in der durchschnittlichen Anzahl der Schüsse und der durchschnittlichen Gesamtschießzeit festgestellt und durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss in der Versuchsgruppe mit der Zunahme von Y zwischen den Gruppen (P > 0,05). Auch die durchschnittliche Anzahl der Schüsse in der Kontrollgruppe stieg mit der Veränderung von Y, der Unterschied war jedoch statistisch nicht signifikant (P > 0,05). Darüber hinaus nahm die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss mit der Zunahme von Y zu, und der Unterschied war statistisch signifikant (P < 0,05). Die durchschnittliche Gesamtaufnahmezeit war am kürzesten, wenn Y = 30°. Die durchschnittliche Gesamtzahl der Schüsse in der Versuchsgruppe stieg mit zunehmendem Schusswinkel leicht an, der Unterschied war jedoch statistisch nicht signifikant (P > 0,05). Der Änderungstrend der durchschnittlichen Gesamtschießzeit in der Versuchsgruppe mit Y war statistisch nicht signifikant und das Maximum lag bei Y = 30°. Die durchschnittliche Erstschussabweichung in der Kontrollgruppe nahm mit der Zunahme von Y zu (P < 0,05), und die durchschnittliche Erstschussabweichung in der Versuchsgruppe zeigte keinen signifikanten Änderungstrend mit der Zunahme von Y und war bei Y = 30 minimal °, wie in Abb. 5 dargestellt.

Vergleich der Anzahl der Schüsse, der gesamten Schießzeit und der Abweichung beim ersten Schuss zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe. (a) wenn X = 30 cm und Y = 15°, (b) wenn X = 30 cm und Y = 30°, (c) wenn X = 30 cm und Y = 45°.

Änderungstrends der durchschnittlichen Anzahl von Schüssen, der durchschnittlichen Gesamtschießzeit und der durchschnittlichen Abweichung beim ersten Schuss zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe, wenn X = 30 cm und Y = 15°, 30° und 45°.

Die oben genannten Ergebnisse zeigten, dass unabhängig von der Aufnahmehöhe und dem Aufnahmewinkel die Anzahl der Aufnahmen, die Aufnahmezeit und die Aufnahmeabweichung des C-Bogen-Maschinenbedieners in der Versuchsgruppe stark reduziert wurden, um den verschiedenen Anforderungen des C gerecht zu werden -Armmaschine im tatsächlichen klinischen Einsatz. Es könnte die Strahlenexpositionszeit von Ärzten und Patienten wirksam verkürzen.

Die Experimente bestätigten, dass die C-Arm-Kamera mit dem von der Forschungsgruppe des Autors entwickelten Aufnahmeortungsgerät die folgenden Vorteile hatte: (1) Sie konnte fast nur einmal eine genaue Aufnahme erzielen; (2) Die durchschnittliche Gesamtschießzeit war deutlich kürzer als die der Kontrollgruppe; und (3) die durchschnittliche Abweichung beim ersten Schuss war deutlich geringer als in der Kontrollgruppe. Dies zeigte, dass der Locator die Leistung des C-Bogen-Geräts verbessern konnte.

Gleichzeitig ergab das Experiment auch, dass die Anzahl der Aufnahmen, die Aufnahmezeit und die Abweichung beim ersten Schuss mit zunehmendem Abstand zwischen dem C-Bogen-Bildverstärker und dem Ortungsgerät, wenn das Ortungsgerät nicht zum Fotografieren verwendet wurde, allmählich zunahmen das Objekt. Im Gegensatz dazu stiegen die oben genannten Indikatoren beim Schießen mit einem Ortungsgerät nicht mit zunehmender Schussentfernung an. Mit zunehmendem Aufnahmewinkel änderte sich jedoch die vom Positionierungslaserpunkt eingeschlossene Form allmählich von einem Kreis zu einer Ellipse, was die Schwierigkeit für den Fotografen bei der Beurteilung des Mittelpunkts erhöhte und den Positionierungseffekt des Objekts verringerte. In einigen Sonderfällen war es notwendig, die Mittelpunktpositionierung des Ortungsgeräts als zusätzliche Verwendung hinzuzufügen. Die Forschungsgruppe des Autors hat einen ergänzenden Entwurf für diesen Defekt erstellt und ein Patent angemeldet19.

C-Bogen-Geräte sind in der Chirurgie in verschiedenen klinischen Abteilungen weit verbreitet, aber in der Praxis ist die Aufnahmegenauigkeit nicht hoch genug und es sind mehrere Aufnahmen erforderlich, um Aufnahmeabweichungen zu reduzieren, was zu einer übermäßigen Röntgenbelastung für Patienten und medizinisches Personal führt. Wenn mehr Zeit in Anspruch genommen wird, verringert sich die Erfolgsquote der Operation. Einige Wissenschaftler versuchten, die Schussgenauigkeit des C-Bogen-Geräts durch eine Änderung der Schussmethode zu verbessern: Die „+“-Positionierungsmethode auf dem Boden des C-Bogen-Geräts könnte die Zeit für Wirbelsäulenoperationen effektiv verkürzen20. Die Auswirkungen der femoralen Trochanterchirurgie wurden verglichen und es zeigte sich, dass die Verwendung der Dammsäule als Referenzmaterial die Anzahl der Aufnahmen erheblich reduzieren und die Röntgenbestrahlungszeit von Patienten und medizinischem Personal effektiv verkürzen könnte21. Allerdings waren die oben genannten Methoden in der klinischen Anwendung nur auf wenige Fälle beschränkt. Die meisten Gelehrten versuchten, die Schussgenauigkeit durch die Verbesserung der Schießausrüstung zu verbessern. Beispielsweise wurde kürzlich berichtet, dass das künstliche Röntgensystem in Echtzeit simulierte Röntgendurchleuchtungsbilder erzeugte, um die Aufnahme zu steuern, die Gesamtaufnahmezeit reichte jedoch aufgrund des Problems der simulierten Bildverzögerung im System nicht aus . Außerdem wurde keine Verkürzung festgestellt22. Ein weiteres Beispiel ist das minimalinvasive chirurgische Positionierungs- und Navigationssystem der C-Bogen-Maschine. Gemäß dem intraoperativen Durchleuchtungsbild wird ein einzelner Laserpunkt angewiesen, auf die Haut zu zeigen, die dem In-vivo-Ziel entspricht, um die Körperoberflächenpositionierung des In-vivo-Ziels zu erreichen23. Allerdings ist das Positionierungssystem teuer und blockiert den perspektivischen Bereich. Es dient hauptsächlich der Führung der Entfernung von Fremdkörpern aus dem Körper und nicht der Führung des C-Bogen-Geräts für eine präzise Aufnahme. Darüber hinaus bringt die Verbesserung der beiden oben genannten Schießinstrumente mehr Zwischenkonvertierungsverbindungen, viele Einflussfaktoren und hohe Kosten mit sich.

Laserlichter werden im täglichen Leben häufig eingesetzt und sind leicht erhältlich und kostengünstig. Daher wurden sie von Wissenschaftlern verwendet, um die C-Bogen-Maschine und damit die Schussgenauigkeit zu verbessern24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39 ,40. Sie weisen jedoch in den folgenden zwei Aspekten zwei Mängel auf. Erstens wird in den Forschungsberichten das „Mittelpunkt“-Prinzip des Objekts durch einen einzelnen Laserpunkt oder eine aus mehreren Laserlinien gebildete Kreuzlinie zur Führung des Schießens angezeigt. Dieser Mittelpunkt ist häufig der Mittelpunkt des Motivs und nicht der Mittelpunkt, den wir benötigen, da das Ziel normalerweise die Knochen des menschlichen Körpers sind und sich die Knochen innerhalb der Weichteilbedeckung der Körperoberfläche befinden. Zwischen dem Mittelpunkt des Knochens und dem mit bloßem Auge sichtbaren Mittelpunkt des Objekts besteht eine gewisse Lücke. Fotografen, die mit der anatomischen Struktur nicht vertraut sind, betrachten fälschlicherweise den Mittelpunkt des Motivs als Mittelpunkt des Aufnahmeziels, was zu Abweichungen beim Fotografieren führt. Der Mittelpunkt des Motivs wird ebenfalls durch Schätzung beurteilt, wobei keine eindeutige Markierung des Mittelpunkts des Motivs vorliegt. Harris et al. beobachteten in einer randomisierten prospektiven klinischen Studie, dass die Laserlokalisierung die Bildgebungszeit und die Strahlendosis nicht reduzierte24. Zweitens kann der vorhandene Laserortungsapparat die folgenden beiden Ziele nicht gleichzeitig erfüllen: (1) dauerhaft und effektiv am C-Bogen befestigt und (2) kompatibel mit C-Bögen verschiedener Marken und Spezifikationen. In früheren Berichten wurde erwähnt, dass Laserlicht zur exzentrischen Positionierung auf den Rand des Bildverstärkers geklebt und fixiert wurde25. In einigen Fällen wurde der Laserpointer während der Operation auch am Mittelpunkt des Bildverstärkers angebracht und der Laserpunkt wurde verwendet, um den Aufnahmebereich, den Mittelpunkt, vorherzusagen26. Die oben genannten Methoden hatten die folgenden Probleme: (1) Der Laserpointer war nicht fest fixiert und konnte aufgrund der Schwerkraft oder Kollision abgelenkt werden, was zu einer Abweichung der Vorpositionierung führte. (2) Der Laserpointer blockierte den Röntgenstrahl und das Zielbild war unvollständig. (3) Der Laserpointer muss vom Bediener sterilisiert und eingestellt werden; außerdem besteht ein Infektionsrisiko. Xu Kewei et al.27 berichteten über ein Laser-Dual-Positionierungssystem, bei dem zwei Laser auf der Bildverstärkerseite und der Senderseite der C-Bogen-Kamera installiert wurden und das von den Lasern gebildete „+“ zur Vorpositionierung verwendet wurde . Allerdings wurde im Design nicht erwähnt, wie das Laserlicht effektiv auf verschiedene Modelle von C-Bogen-Geräten fixiert werden könnte, und es wurde keine klinische Validierungsstudie durchgeführt. Kürzlich haben Salih et al. speziell für das Modell OEC 9900 der Marke GE28 einen Reifensucher angepasst; Es gab jedoch die folgenden Probleme: (1) Die lange Antenne des festen Rings kollidierte leicht mit den umgebenden Objekten und verursachte den festen Versatz. (2) Die freiliegenden elektronischen Komponenten und Leitungen verursachten leicht den Ausfall und beeinträchtigten das Erscheinungsbild. (3) Der Locator war nicht mit verschiedenen Arten von C-Bogen-Geräten kompatibel.

In den letzten Jahren hat die Forschungsgruppe des Autors die oben genannten Schlüsselthemen verbessert und 10 Gebrauchsmusterpatente29,30,31,32,33,34,35,36,37,38 und 1 inländisches Erfindungspatent39 erhalten. Einige Patente wurden in Prototypen umgewandelt. Da die oben genannte neue Version des Locators mit einigen C-Bogen-Geräten in einigen wenigen Krankenhäusern nicht kompatibel war, entwickelte und gestaltete die Gruppe des Autors zusätzlich eine maßgeschneiderte Version des Locators und erhielt ein chinesisches Gebrauchsmusterpatent40. Allerdings wies der von der Forschungsgruppe des Autors entwickelte C-Bogen-Kamera-Aufnahmeortungsgerät Merkmale wie eine nicht hohe Ästhetik und einen Mangel an Mensch-Computer-Interaktion auf. Die Forschungsgruppe wird weitere Upgrades und Verbesserungen vornehmen, um den Locator vollständiger und praktischer zu machen. In Zukunft werden wir den automatischen Ortungsgerät unter der Bedingung der Technologie der künstlichen Intelligenz erforschen, um ihn intelligenter und genauer zu machen.

Das in dieser Studie verwendete Ortungsgerät kann die Anzahl der Schüsse, die Aufnahmezeit und die Abweichung beim ersten Schuss erheblich reduzieren. Daher wird erwartet, dass die Schäden durch ionisierende Strahlung sowohl für Ärzte als auch für Patienten minimiert und das Auftreten chirurgischer Komplikationen bei Patienten verringert werden.

Das Sanmen People's Hospital genehmigte die Experimente einschließlich aller relevanten Details. Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den relevanten benannten Richtlinien und Vorschriften durchgeführt und die Einwilligung aller Teilnehmer an diesem Experiment wurde nach Aufklärung eingeholt.

Das in dieser Studie verwendete Modell des C-Bogen-Geräts war Brivo OEC 785 (Beijing General Electric Huatuo Medical Equipment Co., Ltd.). Der selbstgebaute Ortungsempfänger ist in Abb. 6 dargestellt (Taizhou Dingchuang Intelligent Technology Co., Ltd). Es bestand aus einem „C“-förmigen Halbkreis A und einem Halbkreis B, die an beiden Enden durch Bolzen verbunden waren. Das Ganze war ein kreisförmiger Reifen, der nach dem Festziehen auf dem zylindrischen Bildverstärker befestigt werden konnte. Im Gehäuse des Ortungsgeräts befanden sich insgesamt 10 Laserlichter, Batterien und Fernbedienungsempfänger. Die 10 Laserlichter waren im gleichen Abstand angeordnet und strahlten 10 Laserpunkte aus, um einen Kreis zu bilden. Der Effekt ist in Abb. 6a dargestellt. Das Ortungsgerät war mit einem Hauptnetzschalter, einer Leistungsanzeige, einer Ladeöffnung und einem Fernbedienungsempfänger ausgestattet. Das Öffnen und Schließen des Laserlichts wurde mit einer Punktfernbedienung gesteuert, die am Bedienende des C-Bogens angebracht war.

(a) Auf dem Bildverstärker montierter Locator, der 10 Laserlinien abfeuert. (b) Draufsicht des Ortungsgeräts. (c) Unteransicht des Locators. (d) Seitenansicht des Locators.

Der Mittelpunkt des kreisförmigen Anzeigebereichs auf dem Monitor wurde durch einen schwarzen Punkt dargestellt. Zur Beurteilung der Schussabweichung wurde der Abstand zwischen der Entwicklung des angezeigten Eisennagels und dem Mittelpunkt des Anzeigebereichs gemessen. Je kleiner der Abstand, desto geringer die Schussabweichung. Wenn der Abstand zwischen den beiden 3 cm betrug, betrug die genannte Schussabweichung 3 cm, und wenn kein Nagel erfasst wurde, war die registrierte Schussabweichung der Radius des kreisförmigen Entwicklungsbereichs der Anzeige (14,2 cm). Diese Studie legte fest, dass die Aufnahme qualifiziert und abgebrochen wurde, wenn die Aufnahmeabweichung kleiner oder gleich 3 cm war (eine frühere Studie der Forschungsgruppe ergab, dass die Bilder, die aufgenommen wurden, wenn die Aufnahmeabweichung kleiner oder gleich 3 cm war, durchaus möglich waren). den Anforderungen der Chirurgie genügen). Auf einer Seite des Mittelpunkts der kreisförmigen Platte wurde ein Bolzen und auf der anderen Seite eine Mutter als Referenz für das Schießen in der versetzten Richtung angebracht. Das angezeigte Bild stimmte mit der Position des Objekts überein, sodass die Position des C-Bogens durch Beurteilung der Aufnahmeversatzrichtung bei der Simulation realer Arbeiten angepasst werden konnte.

Das Markierungswarnband wurde am Boden befestigt, um die Ausgangsposition des C-Bogens zu fixieren, und der Bildverstärker des C-Bogens wurde so eingestellt, dass er sich direkt über dem Röntgenstrahler befand. Die Ebene des Bildverstärkers und die Ebene der kreisförmigen Platte auf dem Operationsbett wurden so eingestellt, dass der Winkel zwischen ihnen Y° betrug. Bei Y = 0° befanden sich beide Ebenen im horizontalen Zustand. Der vertikale Abstand vom Mittelpunkt der Bildverstärkerebene zur ursprünglichen Plattenebene wurde auf X cm eingestellt. Die Werte von X und Y wurden entsprechend den klinischen Erfahrungswerten der Hochfrequenz festgelegt, die bei routinemäßigen intraoperativen Röntgenaufnahmen verwendet werden. Die Längsachse der C-Bogen-Maschine (die Konsole der C-Bogen-Maschine befand sich im Süden und der C-Bogen befand sich im Norden) war senkrecht zur Längsachse des Operationstisches (das Kopfende des Bettes befand sich). im Westen und das Ende des Bettes war im Osten). Die Ausgangsposition des C-Bogen-Bildverstärkers lag 50 cm nordöstlich über der kreisförmigen Platte.

Das in dieser Studie verwendete fotografische Objekt war ein rundes Holzbrett mit einem Durchmesser von 38 cm und einem in der Mitte befestigten Eisennagel mit einem Durchmesser von 1,5 mm. Das runde Brett wurde flach am Ende des Operationsbetts platziert und die Bettoberfläche wurde horizontal gehalten. Unter dem Bett befanden sich keine Hindernisse, sodass der Röntgenstrahler des C-Bogen-Geräts ungehindert ein- und ausfahren konnte. Ein OP-Abdecktuch wurde auf den Operationstisch gelegt und die Unterkante befand sich 40 cm über dem Boden, um den Röntgenstrahler des C-Bogen-Geräts zu blockieren. Ziel war es, zu verhindern, dass der Fotograf die Aufnahmeposition anhand der Position des Röntgenstrahlers des C-Bogen-Geräts beurteilt.

Die Installation und das Debuggen des Laserlichts müssen die folgenden Anforderungen erfüllen: Wenn der Mittelpunkt des von 10 Laserpunkten umgebenen Kreises den Mittelpunkt des kreisförmigen Bretts überlappt, ist das Schießergebnis, dass die Entwicklung der Eisennägel den Mittelpunkt überlappt des kreisförmigen Anzeigebereichs auf dem Monitor.

Die Bleiabschirmung befand sich 3 m südlich des Operationstisches, in Ost-West-Richtung und parallel zur Seite des Operationstisches. Der Fußschalter der C-Bogen-Maschine wurde auf der Westseite hinter dem Bildschirm platziert. Der C-Bogen-Monitor wurde auf der südöstlichen Seite des Bildschirms platziert und der Bildschirm war nach Westen ausgerichtet. Die oben genannten Standorte verfügten über Orientierungspunkte für eine einfache Orientierung (Abb. 7).

Schematische Darstellung der Anordnung des Bleischutzes, des Röntgenfußschalters, des Monitors, des Sitzes des Radiologen und des Sitzes des Zeitnehmers.

Ein Arzt für diagnostische Bildgebung saß auf einem Hocker vor dem Monitor hinter dem Bildschirm und blickte auf den Monitor, um jederzeit Aufnahmeabweichungen beurteilen zu können. Ein Zeitnehmer, der auf einem Hocker in der Mitte hinter der Leinwand saß, beobachtete die Schießszene durch das Bleiglas. Zur leichteren Orientierung wurden die oben genannten Positionen am Boden markiert (Abb. 7).

Für Fotografen wurde eine einheitliche Schulung durchgeführt. Die Fotografen wurden über die klinische Bedeutung und die experimentellen Vorsichtsmaßnahmen dieser Studie informiert. Sie durften den Schießvorgang gemäß dem experimentellen Verfahren durchführen und konnten die Versatzrichtung der C-Bogen-Maschine anhand der Schießabweichung beurteilen.

Die intraoperativen Fotografen in Primärkrankenhäusern sind in der Regel chirurgische Ärzte oder OP-Schwestern und keine professionellen Radiologietechniker. Daher wurden insgesamt 60 Ärzte und Krankenschwestern aus dem chirurgischen System des Krankenhauses, in dem sich die Forschungsgruppe befand, nach dem Zufallsprinzip als Schießführer ausgewählt. Sie alle bedienten zwei Arten von Instrumenten: C-Bögen mit selbstgebauten Locatoren und C-Bögen ohne selbstgefertigte Locatoren. Die Gruppe, die das C-Bogen-Gerät mit dem selbstgebauten Ortungsgerät zum Aufnehmen des Mittelpunkts der kreisförmigen Platte verwendete, war die Versuchsgruppe, und die Gruppe, die das C-Arm-Gerät ohne das Ortungsgerät zum Aufnehmen des Mittelpunkts der kreisförmigen Platte verwendete, war die Gruppe die Kontrollgruppe. Die Aufnahmemodi der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe sind in den Abbildungen dargestellt. 8 bzw. 9. Die drei Schusshöhen und Schusswinkel der Versuchsgruppe sind in den Abbildungen dargestellt. 10, 11 bzw. Tabelle 1.

(a) Eine C-Arm-Kamera mit dem Locator wurde verwendet, um die kreisförmige Platte aufzunehmen (X = 30 cm, Y = 0°). (b) Der mittlere Nagel der kreisförmigen Platte des Displays überlappte den Mittelpunkt des Displays.

(a) Eine C-Arm-Kamera ohne Ortungsgerät hat die kreisförmige Platte aufgenommen (X = 30 cm, Y = 0°). (b) Positionsbeziehung zwischen dem Mittelnagel der kreisförmigen Displayplatte und dem Mittelpunkt des Displays.

Drei Schussentfernungen (X) in der Versuchsgruppe. (a) X = 10 cm. (b) X = 30 cm. (c) X = 50 cm.

Drei Aufnahmewinkel (Y) in der Versuchsgruppe. (a) Y = 15°. (b) Y = 30°. (c) Y = 45°.

Die Software SPSS 25.0 (IBM, NY, USA) wurde zur statistischen Analyse der Anzahl der Schüsse, der Gesamtschusszeit und der Abweichung beim ersten Schuss verwendet. Kolmogorov-Smirnov-Tests wurden verwendet, um zu testen, ob unsere Daten einer Normalverteilung entsprachen. ANOVA und T-Test wurden für die Normalverteilung der Daten verwendet. Der nichtparametrische Test wird für nicht normalverteilte Daten verwendet. ANOVA wurde verwendet, um drei verschiedene Schussbedingungen zu vergleichen. Der T-Test wurde verwendet, um die Gesamtschusszeit der beiden verschiedenen Schussmuster zu vergleichen. Nichtparametrische Tests wurden verwendet, um die Anzahl der Schüsse und Abweichungen beim ersten Schuss für zwei verschiedene Schussmuster zu vergleichen. Ein P-Wert < 0,05 deutete auf einen statistisch signifikanten Unterschied hin.

Die während der aktuellen Studie generierten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

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Sanmen Volkskrankenhaus. Ein neuer Typ einer Laserleuchte für C-Bogen-Maschinen: China, ZL201821339759.2 (2019).

Yang J. Ein zusätzliches C-Arm-Präzisionsschießgerät: China, ZL201920820835.X (2020).

Yang J. Ein zusätzliches C-Arm-Präzisionsschießgerät: China, ZL201920819154.1 (2020).

Yang J. Ein zusätzliches C-Bogen-Präzisionsschießgerät: China, ZL201920814432.4 (2020).

Yang J, Sanmen Volkskrankenhaus. Ein kombinierter Positionierungslaserlampenkopf: China, ZL201921673464.3 (2020).

Yang J, Sanmen Volkskrankenhaus. Ein zusätzliches C-Arm-Präzisionsschießgerät: China, ZL201921368200.7 (2020).

Yang J, Sanmen Volkskrankenhaus. Eine zusätzliche C-Arm-Präzisionskamerahalterung: China, ZL202022081721.3 (2021).

Yang J, Sanmen Volkskrankenhaus. C-Bogen-Kamera-Aufnahmeortung: China, ZL202122757787.4 (2021).

Yang J, Sanmen Volkskrankenhaus. Ein zusätzliches C-Arm-Präzisionsschießgerät: China, ZL201910470550.2 (2022).

Yang J, Sanmen Volkskrankenhaus. Ein Laser-Locator am Bildverstärkerende einer C-Bogen-Maschine: China, ZL202122757787.4 (2022).

Referenzen herunterladen

Diese Studie wurde vom Zhejiang Province Medicine and Health Science and Technology Program Project: Technical Achievement Project, Nr. 2018PY080 und dem Sonderforschungsfonds des „Taizhou Degenerative Osteoarthropathy Prevention and Treatment Consortium“ der Taizhou Medical Key Discipline Group, Zhejiang Province, Nr. ZDXK202010150027 finanziert .

Sanmen Volkskrankenhaus, Taizhou, 317100, Zhejiang, China

Jun Yang, Zejun Fang, Peng Jin und Fei Ye

Fakultät für Forensische Medizin, Guizhou Medical University, Guiyang, 550004, Guizhou, China

Lin Yang und Jiawen Wang

Erstes angegliedertes Krankenhaus der Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou, 310000, Zhejiang, China

Tae Gyong Jon

Taizhou Krankenhaus der Provinz Zhejiang, Taizhou, 317000, Zhejiang, China

Zhenghua Hong

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JY, FY und ZF stellten den Prototyp des C-Arm-Kamera-Aufnahmeortungsgeräts her und führten Experimente durch. JY und LY haben das Manuskript geschrieben. FY und JW haben die Experimente entworfen. FY, JW und ZH haben das Manuskript überprüft. TGJ und PJ führten statistische Analysen durch. JW, LY und JY haben das Manuskript eingereicht und überarbeitet.

Korrespondenz mit Fei Ye oder Jiawen Wang.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Yang, J., Yang, L., Jon, TG et al. Entwicklung und experimentelle Überprüfung eines C-Bogen-Kamera-Aufnahmeortungsgeräts. Sci Rep 12, 22222 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26286-9

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Eingegangen: 21. Juni 2022

Angenommen: 13. Dezember 2022

Veröffentlicht: 23. Dezember 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26286-9

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