自制攝影架和鉛板框在下肢全長攝影中的應用

傅賢方 胡海菁 李春芳 朱明欣

下肢全髖、全膝、全踝的人工置換術，行負重位下肢全長X線片是首選的檢查方法[1]。負重位下肢全長片是從髖關節到踝關節的超長片，近年來利用CR、DR等數字化影像設備完成下肢全長投照的報道較多，部分生產商已配備專用下肢全長IP板或專用全下肢全脊柱自動拼接軟件[2]，但其價格昂貴。本文旨在探討自制下肢全長攝影架和鉛板框在負重位下肢全長數字化攝影技術的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧我院2009年7月至2011年4月間擬行人工全膝關節表面置換術的患者34例，其中男16例，女18例，年齡53～89歲，平均年齡（68±11）歲。經所有患者同意同時采用傳統方法和改良方法攝影，所得各34例圖像分為對照組和改良組。

1.2 儀器設備 GE公司全數字X射線攝像系統definium 6000，自制的下肢全長攝影架，兩塊不同設計厚2mm的鉛板框，圖像拼接標記兩個，Alert手持式α、β、γ和X多功能輻射沾污儀，金盤PACS系統，Adobe公司Photoshop7.0軟件，HP LaserJet M1005 MFP打印機。

1.3 改良方法 患者背向站立于下肢全長攝影架，攝影架放置于GE definium6000 16×16in立式胸部探測器前，在患者股骨中下段及脛腓骨中上段位置黏貼圖像拼接標記，標準站立位站立，再將攝影架兩側的捆扎繩系上，患者雙手輕放于鋼柱上的扶手（見圖1）。利用球管自動追蹤技術，將中心點定在雙膝關節的中點，焦片距為2m，再解除球管的Key Switch取消自動追蹤。采用固定球管3次分段曝光：第1次曝光將1號鉛板框插于球管準直器導軌（下簡稱導軌）（見圖3b），探測器移至患者的雙股骨后，上包髖關節，下包股骨的圖像拼接標記；第2次曝光換成2號鉛板框插于球管導軌（見圖3c），探測器移至患者雙膝關節后，上下分別包股骨及脛腓骨的圖像拼接標記；第3次曝光將1號鉛板框倒轉插于球管導軌(見圖3d)，探測器移至患者雙脛腓骨后，上包脛腓骨的圖像拼接標記，下包踝關節。三次攝影采用FIXED手動條件，分別為：85kV、10mAs；80kV、8mAs；75kV、6mAs。將3次曝光所得圖像根據圖像拼接標記利用Adobe公司Photoshop7.0軟件進行人工拼接[3]，再用HP LaserJet M1005 MFP打印機將拼接成的下肢全長圖像打印在A4紙上供臨床測量。

1.4 兩種方法的比較（見表1）。

1.5 對比及分析標準 對比兩種攝影方法拼接圖像的臨床診斷符合率，用Alert手持式α、β、γ和X多功能輻射沾污儀測量患者一次檢查其甲狀腺平均吸收的X線輻射劑量率。臨床診斷符合率由圖像拼接結果決定，拼接結果分為符合和不符合兩種類型，符合即為雙下肢肢體及圖像拼接標記拼接完整，圖像密度、對比度、視覺連貫性良好，可進行臨床測量；不符合即為雙下肢一側或雙側骨干圖像拼接時出現對位偏差而造成拼接失敗，無法達到臨床測量要求。

1.6 統計學方法 相關數據采用SPSS13.0統計學軟件進行處理，計數資料采用 χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

使用傳統方法攝影的對照組中，符合23例，不符合11例，臨床診斷符合率為67.7%（23/34）；使用改良方法攝影的改良組中，符合32例，不符合2例，臨床診斷符合率為94%（32/34）。改良方法的臨床診斷符合率明顯比傳統方法的高，具有統計學意義（P＜0.05）。傳統方法患者一次檢查其甲狀腺平均吸收劑量為2.269μSv/hr，而改良方法其平均吸收劑量為1.401μSv/hr，具有統計學意義（P＜0.05）。

3 討論

人工全膝關節表面置換術在術前通常需要知道股骨解剖軸線及脛骨解剖軸線與力學軸線之間的夾角等參數[4]，負重位下肢全長X線攝影能較真實地反映這些參數，為骨科醫生制訂手術方案和術后的評估提供重要的參考價值。為了使測量的參數更加真實準確，筆者對傳統的負重位下肢全長攝影方法進行了改良，借助自制的下肢全長攝影架及鉛板框進行攝影。

下肢全長攝影架的制作與應用：在長80cm、寬50cm、高15cm的長方體木框架長邊上垂直固定兩根高120cm的鋼柱，鋼柱間間隔為60cm，分別在鋼柱的上端與中下端安裝捆扎繩，兩根鋼柱之間是一塊厚2mm、長60cm、高120cm的透射線透明有機板?；颊哒玖⒃谀究蚣苌?，下肢背面盡量貼近透明有機板，擺好攝影體位后，患者雙手輕放在兩側鋼柱上的扶手。纖維板與探測器之間間隙為能使探測器上下移動的最少距離以縮小物片距。將兩側鋼柱上的捆扎繩扣上捆綁固定患者，防止患者在攝影過程中因移動體位而造成最后圖片拼接失敗。

表1 傳統方法與改良方法的攝影方法比較

圖1 患者站立在自制下肢全長攝影架上，由捆扎繩捆扎患者雙手輕放在鋼柱的扶手。

圖2 2a和2b為同一患者分別用改良方法和傳統方法拍攝拼接的下肢全長片，2a符合臨床診斷要求；2b雙股骨和雙脛腓骨拼接時出現對位偏差，不符合臨床診斷要求。

圖3 3a為傳統方法未用鉛板框一次曝光的光柵大小。3b、3c、3d分別為改良方法3次曝光鉛板框插于球管準直器導軌的示意圖。

鉛板框的制作與應用：將厚2mm的鉛板裁剪成與GE definium6000球管導軌相同尺寸的長方形（長22.9cm,寬17.4cm），在鉛板的中間分別挖空切割出一小塊鉛板，使切割后的鉛板框套在球管導軌后投照燈在探測器的照射野剛好是16×16in。第一次曝光時插上1號鉛板框，第二次曝光時插上2號鉛板框，第三次曝光時就將1號鉛板框倒轉插上。曝光時射線只從鉛板框中間的小窗口射出照射到探測器，其余射線由球管光柵和鉛板框的共同遮擋。

改良組改良方法由于有下肢全長攝影架的使用，病人在攝影過程中有捆扎繩的捆扎以及扶手對患者上身的固定，使病人在攝影過程中不易移動體位，從而提升拼接圖像的臨床診斷符合率。改良組圖像拼接的臨床診斷符合率明顯比對照組高。改良組34例圖像中有32例達到臨床測量要求，拼接處左右對位準確，不存在拼接點的模糊，拼接處骨質呈連續性，密度均勻性、視覺連貫性好；2例由于患者關節嚴重變形，肢體彎曲，不能直立，造成三次曝光圖像放大率不一致，導致拼接失敗。而對照組傳統方法由于沒有捆扎繩的捆綁，長時間的站立使患者容易因各種因素的影響而移動體位，使攝影圖像在拼接時出現接口的對位偏差。對照組34例圖像中，9例由于病人體位移動導致圖像對接偏差過大而無法進行臨床測量，2例患者也是三次曝光圖像放大率不一致，導致拼接失敗。

GE definium6000立式胸部探測器大小為16×16in。對照組攝影時球管光柵是盡量放大(圖3a)，每次曝光都使投照燈照射野能包全患者下肢全長（約16×34in），在這樣大范圍的照射野下曝光3次，每次曝光探測器只接收16×16in的有效數據，其余的射線都為多余射線，因此患者接受的X線輻射劑量大。制作鉛板框的鉛板厚2mm，它相當于一般攝影用X線機房的主防護墻的防護厚度[5]。改良方法攝影時由于有鉛板框對射線的遮擋，使每次曝光投照燈照射野面積恰為探測器的大小16×16in，3次曝光只有圖像拼接標記處是重疊攝影，即3次曝光照射野的總面積不到前者的一半。同一患者完成一次下肢全長攝影經三次X線曝光，由于改良方法有鉛板框對多余射線的遮擋。本研究結果表明改良方法患者所接受的X線輻射劑量明顯比傳統方法的少。

為了減少圖像的放大失真以及提高圖像的攝影質量，有研究表明焦片距為2m則球管到達人體的X線近乎于平行射線，使對骨盆、踝關節變形失真的影響降至最少。改良方法采用球管固定而探測器移動的方法，與專用下肢全長IP板一次曝光攝影相似，不同的是改良方法分3次曝光分別根據患者下肢分段組織不同厚度的攝影要求而設定3組不同的曝光條件。數字化攝影曝光寬容度大，動態范圍廣，并且有強大的圖像后處理功能，避免了專用下肢全長IP板一次曝光攝影患者股骨段曝光不足而脛腓骨段曝光過度的問題，加之手動拼接軟件Photoshop的后處理，使圖像在拼接合成后對比度更加一致，拼接圖像的視覺連貫性和密度均勻性更加明顯提高。

筆者根據我院實際情況進行負重位下肢全長攝影技術的改良，以其優質的拼接圖像為臨床提供精確測量；同時自制下肢全長攝影架和鉛板框的制作簡單、制作成本低，也解決了大多基層醫院由于設備資金投入少，無法購買超長下肢全長專用IP板和專用自動拼接軟件等困難，使基層醫院也能拍攝出優質的負重位下肢全長片，所以改良的負重位下肢全長數字化攝影優于傳統攝影方法值得推廣應用。

[1]李霏霰,吳齊英.人工膝關節表面置換260例臨床分析[J].現代醫藥衛生,2007,23(15)：2255-2256.

[2]秦民益,蔣青,胡毓亮,等.負重位全下肢成像技術研究及臨床應用價值[J].中華放射學雜志,2002,36(9)：845-846.

[3]自亞妮,賀洪德,鄧振牛.CR在雙下肢全長投照技術中的應用[J].實用放射學雜志,2006,22(9)：1141-1142.

[4]張子齊,王龍華,桂鑒超,等.Photoshop在數字化全下肢X線攝影圖像后處理中的臨床應用[J].中華放射學雜志,2006,40(12)：1326-1329.

[5]于進祥.全膝人工關節置換術（下）[J].西北國防醫學雜志,1999,20(1)：78-80.