手控可調四肢X線攝影輔助角度測量儀的設計

王詩鳴，金瑞，陸云峰，肖智博

重慶醫科大學附屬第一醫院 放射科，重慶 400016

引言

當人體四肢（如腕、踝、足等）出現骨折或關節損傷等病變時，臨床上的首選檢查方案多是X線攝影[1-6]。而豌豆骨側位[6-7]、踝穴位[8-9]、足內斜位[10-13]等體位要求在X線攝影檢查過程中必須對被檢部位或組織進行一定角度的傾斜或旋轉，需要有專門的輔助角度測量設備和特制的夾板來分別實現對其具體角度值的測量和對被檢部位或組織的固定。現有的常規角度測量設備（如量角器[14]等）主要應用于二維平面上的角度測量，而踝關節等是立體生理組織，常規量角器并不能對其進行準確測量，無法實現踝穴位等體位X線攝影檢查時踝關節等組織整體的旋轉角度值的準確測量和設置，從而使攝取的X線影像很難達到診斷要求，常常致使被檢者多次進行X線攝影檢查[15]。多次X線攝影不僅增加了放射技術人員的工作量，更加大了被檢者的受輻射劑量，加重了電離輻射的潛在傷害。因此，需要設計出可應用于人體四肢X線攝影的角度測量儀。本文介紹一項實用新型專利，其提供一種具有立體化測量和固定功能的X線攝影角度測量儀，不僅能減輕放射技術人員的工作量，也降低了被檢者的檢查配合難度，避免了多次曝光帶來的額外潛在輻射傷害。

1 材料與設計

1.1 材料

人體四肢X線攝影輔助角度測量儀主要由1塊矩形實木底板、1塊矩形實木內側固定板、1塊矩形實木外側固定板、1套嵌在一起的矩形實木測量板和2塊半圓狀鏤空角度盤面制成。每塊固定板的頭尾兩端各有1個可內縮的木質凸起，測量板的尾端也有一個可內縮的木質凸起。各主要部件均為木質結構，其在X線攝影檢查過程中對被檢部位或組織的影像質量幾乎不造成影響。

1.2 結構設計

X線攝影輔助角度測量儀，由底板、角度盤、內側固定板、外側固定板和測量板組成。該輔助角度測量儀設計圖如圖1所示。其底板是矩形實木板結構，角度盤為頭尾對應一致的鏤空板面結構，頭尾側兩刻度板面結構完全一致，均為類半圓形結構，外側沿半圓形均勻刻有-90°～90°的角度值，相鄰刻度值的差值為1°，內圈分別對應有沿半圓形均勻分布的小圓孔，可供固定板和測量板嵌入、固定。內、外側固定板為兩片結構完全相同的矩形實板，分別用于對被檢部位或組織向內側、外側旋轉時的固定，其頭尾兩端均有兩個可內縮的凸起，用于與角度盤刻度小圓孔的連接和固定。測量板是一套嵌在一起的矩形實板，尾端有一個可內縮的凸起，用于與角度盤尾端刻度小圓孔的連接和固定，同時其頭端可伸縮，以實現對不同的部位或組織的傾斜角度或旋轉角度值的測量和設置。

圖1 X線攝影輔助角度測量儀原理設計圖

1.3 功能和原理

（1）功能。應用于四肢（如足、踝、膝、腕、手等）部位的X線攝影檢查，可對被檢部位的傾斜角度進行測量，對被檢部位的旋轉角度進行設置，對被檢部位進行承托和固定。

（2）原理。X線攝影角度測量儀的測量板的頭端板面可伸縮，以適應不同長度部位的測量，其尾端凸起可內縮，將其旋轉到被檢部位處，讀出其與0點處的夾角，即為該部位的相對傾斜角度；將測量板旋轉至預設角度值處，松開凸起使測量板嵌套在角度盤上，然后將位于底板中心處的被檢部位旋轉至測量板處即可進行該部位在此旋轉（內旋或外旋）角度下的X線攝影檢查；同時，旋轉固定板使其貼近被檢部位，可對處于此體位的被檢部位進行承托和固定。

2 使用方法

2.1 對被檢部位的旋轉角度的設置和體位的固定

以足內斜位X線攝影檢查為例。足內斜位常規要求足部在前后正位的基礎上向內側旋轉約30°角，因此需要在X線攝影前先將足部置于此體位處。首先，把X線攝影角度測量儀（圖2）平放于探測器平面中心處，各固定板和測量板的矩形長軸與探測器平面長軸平行，底板的中線與探測器長軸重合。然后，按照以下步驟進行X線攝影檢查：① 用手把嵌套在尾端角度盤面上的測量板的凸起縮回、移出，旋至60°刻度處，使其與底板成30°夾角，松開測量板的凸起使其嵌套入60°刻度對應的內圈小圓孔內；② 把測量板頭端的嵌套實木板縮回部分，以留足空間放置足部；③ 將小腿適度屈曲，足部以標準前后正位置于底板上中間部位靠外側，使足底的內側緣對準底板正中線；④ 內旋足部，使足底平面對準測量板，此時足部即處于30°內斜位（圖3）；⑤ 移動內、外側固定板，使其分別緊貼內踝和足底，以實現對被檢側足內斜位的體位固定；⑥ 進行被檢側足內斜位的X線攝影檢查。在該儀器的輔助下攝取到的足內斜位X線片（圖4a），與常規經驗法所得的X線片（圖4b）相比，足內斜位X片的影像質量得到明顯提高。

圖2 X線攝影輔助角度測量儀實物圖

圖3 X線攝影輔助角度測量儀在足內斜位X線攝影中的應用圖

圖4 使用X線攝影輔助角度測量儀攝取的足內斜位X線片（a）和采用經驗法攝取的足內斜位X線片（b）

2.2 對被檢部位的傾斜角度的測量

以外翻畸形足外翻角度的測量為例。把X線攝影角度測量儀平放于探測器平面中心處，各固定板和測量板的矩形長軸與探測器平面長軸平行，底板的中線與探測器長軸重合。按以下步驟進行X線攝影檢查：① 把測量板頭端的嵌套實木板縮回部分，以留足空間放置足部和踝部；② 小腿伸直，對準底板中線，將踝部以標準的前后正位置于底板中線處；③ 用手把嵌套在尾端角度盤面上的測量板的凸起縮回、移出，外旋至足底內外兩側緣中線處，松開測量板的凸起使其嵌套入尾端角度盤面內圈的小圓孔內；④ 讀出與小圓孔對應的外圈的刻度值，即為被檢側畸形足的外翻角度值。

3 討論

四肢是人體的重要組成部分，是臨床X線攝影中除胸部以外被檢次數最多的部位之一，而四肢X線片的影像精準程度決定了能否實現對其進行精準診斷和治療，因此我們應保證精準影像的重要前提條件——四肢X線攝影檢查時的體位精準，而X線攝影輔助角度測量設備是其中很多體位所必需的。陶銘勇等[16]在1993年設計出一種應用于人體組織X線攝影檢查的體位角度測量器，能夠實現對X線攝影體位角度的測量，但無法對患者的被檢部位進行完全固定，檢查過程中對被檢者的配合度要求往往較高，臨床實際應用時較難實現。李勤篤等[17]在2001年設計出一款應用于人體五官的X線攝影定位器，可實現對顱骨、頜面部的體位固定，但無法進行四肢X線攝影體位角度的測量和固定。本設計是一款面向人體重要組織——四肢的X線攝影輔助角度測量儀，其結構設計科學，測量結果精準而可靠，測量出的角度值可精確到1°。整個儀器的操作簡單、方便，僅需一名放射技術人員即可輕易完成全部操作。本設計不僅具有對四肢等主要部位X線攝影體位的角度測量和預置功能，而且可對多種病癥的畸形角度進行測量，其內、外側固定板的獨特設計更可對被檢部位進行體位的固定，使得檢查過程中對被檢者的配合度要求降低，多數情況下無需被檢者行受限體位。其鏤空角度盤面的設計不僅方便被檢部位的放置，而且使得對攝影體位和測量角度的觀察更為直觀。

總之，面向人體的手控可調四肢X線攝影輔助角度測量儀的設計為臨床放射技術人員和被檢患者提供了極大的幫助，也從很大程度上助力了X線攝影技術的進一步發展和完善。該設計還存在一些不足之處，其未能實現根據被檢者部位特征進行全自動角度調整的智能化，未來可在這方面對其進行進一步的優化研究。