DR全長拼接技術在下肢全長成像中的應用及其質量影響因素分析

彭 鵬 丁曉勇 薛 濤* 牛婷婷 時文虎 王義澤 武艷珍

隨著社會的進步和經濟的不斷發展，人口老齡化已成為中國嚴峻的社會現象，且風濕性關節炎、骨性關節炎等疾病在老年群體中的發病率逐年提高，嚴重影響老年患者生活質量[1]。關節炎等疾病常常危及髖、膝蓋及踝等關節，隨著生物材料的發現和創新，髖關節置換術、全膝關節置換術及膝關節單髁置換術等臨床應用率大幅提高，其中下肢全長成像對病情評估、治療方案制定及術后預后評估等方面具有重要的作用[2]。下肢全長成像可在同一張膠片上顯示髖關節至踝關節的整體圖形，可為臨床準確提供全下肢的角度、力線及長度測定[3]。

數字化X射線攝影(digital radiography，DR)技術與傳統膠片拼接方式相比，其可根據下肢厚度選擇適宜的曝光條件，并將攝取圖像專業化處理后拼接在一起，使下肢各部位無縫拼接，從而獲得清晰度和對比度高的全下肢圖像，具有方便快捷、電子信息化及患者依從性高等特點[4]。然而，DR全長拼接技術步驟復雜、專業要求高，同時需要患者密切配合，若不能完整、準確展現患者下肢成像，將會干擾臨床方案制定，影響手術成功率，甚至威脅患者生命安全[5]。為此，本研究探討DR全長拼接技術在下肢全長成像中質量控制的應用及其對圖像質量影響因素進行分析，為臨床中提高患者依從性、優化圖像質量提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月至2019年6月在阜陽市第五人民醫院行下肢全長拼接技術的76例患者，按照手術方法的不同，將其分為觀察組和對照組，每組38例，對照組患者接受常規手動拼接技術，觀察組在質量控制后行拼接技術。對照組中男性12例，女性26例；年齡35～69歲，平均年齡(57.34±7.16)歲；膝關節退行性病變14例，下肢骨折術后24例。觀察組中男性14例，女性24例；年齡36～70歲，平均年齡(56.84±7.89)歲，膝關節退行性病變18例，下肢骨折術后20例。兩組患者性別、年齡及手術類型等無統計學差異，具有可比性。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①圖像資料完整；②能配合攝片者；③對本研究知情同意。

(2)排除標準：①圖像資料不完整；②不能配合攝片者；③圖像質量差無法拼接者。

1.3 儀器設備

采用Axiom Aristos MX型雙層平板DR(德國西門子公司)；IMAGING uDR 780i型DR、全長站立支架、平板探測器、影像歸檔及傳輸系統(picture archiving and communication systems，PACS)系統(上海聯影公司)；DRYPRO MODEL 873型干式激光成像儀([柯尼卡美能達醫療印刷器材(上海)有限公司]，以及配套膠片。

1.4 攝影方法

所有患者均行站立前后攝影體位，患者面向球管站立在攝影支架上，握住扶手以穩定身體重心后，雙腿并攏，骨盆、膝關節及踝關節呈正位。選擇“全下肢前后站立位成像”菜單，根據患者體型選擇曝光次數，且曝光范圍為髂嵴上3 cm至踝關節3 cm。DR攝影結束后應用內置軟件拼接雙下肢成像，根據帶刻度標尺評估拼接效果，若自動拼接效果較差，可應用圖形拼接軟件適當調整，以達到理想狀態，同時調整適宜的窗寬和窗位以使圖像更加清晰，最終打印成膠片形式。

1.5 質量控制方法

成立監督質控小組，全方位監督病例選擇、拍攝過程、全長拼接處理及打印等，保證DR全長拼接技術的有效性和可靠性。根據既往文獻和對照組因素分析，影響全長拼接效果的影響因素主要為受檢者移動或不能長時間站立、體位不正、曝光范圍窄、技術人員操作偏差、設備原因、標尺位置不佳及拼接技術培訓不到位等[6]。針對上述諸因素，采取質量控制措施：①確保設備、儀表的穩定性，定期校驗探測器、中心線，調整全長攝影支架的安放和牢固性，確保儀器正常運行和患者的安全；②制定并及時更新全長攝影標準操作規程，結合Axiom Aristos MX型雙層平板DR和IMAGING uDR 780i型成像系統，根據其適應證和禁忌證，選擇適宜的擺位、曝光條件、球管傾斜角度、攝影距離及標尺擺放等；③制定拼接圖像標準化方案，所有技術人員均經培訓并合格，并按照軸線完整性、清晰度、連續性、對比度及拼接線等評價圖像。

1.6 觀察與評價指標

圖像評估由主治醫師和骨科醫師雙盲評估，若二者意見不合，則由科室主任最終評定。

(1)圖像質量：拼接圖像質量等級評估主要分為甲級、乙級和丙級3級[7]。①甲級，圖像清晰度和對比度均較高，體位合適，拼接處無痕跡或運動偽影等，且圖像能符合術前、術后需求；②乙級，圖像基礎清晰，對比度尚可，體位部分合適，拼接處有輕微痕跡或偽影，拼接成像基本滿足臨床要求；③丙級，圖像清晰度差，對比度不佳，體位不合適，拼接痕跡和偽影明顯，影響臨床正常需求。記錄兩組患者圖像質量分級，并計算優良率。優良率=(甲級+乙級)÷總例數×100%。

(2)圖像重復攝影率和下肢力線測量準確率：記錄兩組患者重復攝影和下肢力線準確例數等，并計算相應的比率。下肢力線測量方法：下肢力線是指股骨頭和踝關節中心連線，在負重狀態下，下肢力線與踝關節中心處于同一條直線上，若下肢力線在膝關節中點內側則稱為膝關節內翻，否則為膝關節外翻，同時根據臨床可用性等判斷下肢力線測量準確的例數。

1.7 統計學方法

采用SPSS25.0軟件進行數據處理，計數資料以(%)表示，比較行x2檢驗，等級資料行秩和檢驗；計量資料均呈正態分布，以均值±標準差(±s)表示，比較行獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組圖像質量比較

(1)圖像質量：觀察組患者圖像質量優良率為100.0%(38/38)，明顯高于對照組的89.47%(34/38)，兩組比較其差異有統計學意義(x2=4.222，P＜0.05)，見表1。

表1 兩組圖像質量比較(例)

(2)拼接成像質量：觀察組患者拼接成像質量甲級為29例，乙級為9例；對照組患者拼接成像質量甲級為20例，乙級為14例。兩組患者甲級和乙級的拼接成像質量見圖1和圖2。

圖1 甲級拼接成像質量圖像

圖2 乙級拼接成像質量圖像

2.2 兩組重復攝影率和下肢力線測量準確率比較

觀察組患者重復攝影率和下肢力線測量準確率分別為5.26%和97.37%，對照組分別為31.58%和78.95%，兩組比較差異有統計學意義(x2=8.756，x2=6.176；P＜0.05)，見表2。

表2 兩組重復攝影率和下肢力線測量準確率比較[例(%)]

3 討論

圖像拼接技術是指將具有重疊部分的圖像通過計算機軟件或人工經驗等拼接成完整、清晰及無縫的圖像處理技術。醫學拼接技術經歷模擬X射線圖像、暗盒匹配成像及數字化拼接技術等階段，已成為影像學常見的手段和方式[8]。邢棟等[9]報道，CT和磁共振等掃描技術可拼接全脊柱成像，但其受制于投射條件、散射線及成像介質等因素，且其技術本身費用昂貴，輻射劑量高，臨床依從性較低，因而操作簡單、價格低廉及輻射低的DR拼接技術逐步被臨床使用并推廣。現階段臨床下肢攝影主要分為負重位和非負重位方式，從技術準確度來看，負重位可更加真實、準確反映膝關節等病變情況，但臨床需綜合評估患者病情，當患者出現屈曲畸形、髕骨脫位等情況時，則優先選擇非負重方式[10-11]。本研究納入病例均能耐受負重方式攝影，但DR下肢成像技術是分段攝影，存在角度不完全、照射時間長等缺點，因而降低重復拍攝次數，提高技術人員專業程度等質量控制手段，對成像質量、患者依從性等方面的改善具有重要的意義。

本研究結果表明，觀察組患者圖像質量優良率為100.0%，明顯高于對照組的89.47%；觀察組患者重復攝影率為5.26%，明顯低于對照組的31.58%；觀察組患者下肢力線測量準確率為97.37%，明顯高于對照組的78.95%，提示質量控制可有效改善雙下肢成像質量，降低重復攝影率，提高下肢力線測量準確率。通過既往文獻和對照組的病例分析，總結圖像質量低、重復攝影率高的因素，主要分為設備、技術人員及患者等3個維度，設備方面要確保探測器、照射野及支架放置等穩定性和可靠性[12]。本研究成立質量控制小組后，加強人員的培訓，并根據技術人員的臨床經驗，不斷更新和調整拍攝的操作流程。DR攝影技術應用電離室技術，技術人員需根據實際投射部位選擇適宜的電離室，以調整不同曝光圖像的密度值，使其更加符合拼接要求[13]。全下肢DR成像技術需要多次曝光，成像時間往往較長，拍攝過程中需充分考慮患者呼吸和肢體不自覺運動情況，且臨床經驗顯示，患者在術前配合度較高，而術后因麻醉藥物和固定物的影響，患者不能長時間站立，在拍攝過程中會發生移位等現象而造成拼接錯誤或失敗等不良事件而增加重復攝影次數。因此，根據每例患者的情況，若遇到內翻、外翻或先天性畸形等病例，需合理設計患者拍攝擺位，對于配合度低的患者可應用束帶固定，而針對不能站立者需考慮其他非負重方式等[14-15]。

4 結論

針對DR全長拼接技術進行質量控制干預，可明顯改善圖形拼接成像質量，提高下肢力線準確率，降低重復攝影次數，對醫師制定合適治療方案及改善患者依從性等均具有重要的臨床意義。