DR雙下肢全長攝影在臨床中的應用現狀

王 芳 綜述，馬麗文，張國勇，黃小莉，尹艷林，盛金平 審校

(西部戰區總醫院放射診斷科，四川 成都 610083)

隨著信息化技術的飛速發展，臨床醫師對骨骼的影像檢查要求也越來越高，成像清晰且層次分明的數字化攝影(DR)對下肢疾病的治療和預后都有著重要的意義。本文對DR雙下肢全長攝影的應用現狀進行了綜述。

1 下肢手術參考指標

下肢力線等指標的精確測量對于下肢骨關節各類疾病的觀察和治療療效評估至關重要[1-3]。(1)股骨機械軸：股骨頭圓心與股骨髁間窩中點的連線。(2)脛骨機械軸：脛骨髁間嵴中點與內外踝中點的連線；(3)下肢機械軸：由股骨頭中心點至距骨中點的連線[4]。(4)機械軸偏距(MAD)：下肢機械軸與脛骨髁間嵴的中點之間的距離。MAD一般位于膝關節中心點內側(9.7±6.8)mm，若偏膝關節中心內側大于15 mm則考慮膝內翻，若位于中心外側則考慮膝外翻。(4)股脛外翻角：即下肢力線，為股骨機械軸與脛骨機械軸的夾角，是正常的膝關節中股骨和脛骨之間存在的生理角度。在我國，一般男性為(2.2±2.7)°，女性為(2.2±2.5)°[5]。(5)脛骨平臺內翻角(PT角)：脛骨內側平臺線與脛骨機械軸的夾角，脛骨內側平臺線為沿脛骨內側平臺的直線，需要采用非負重位的膝關節X線片進行測量。(6)股骨遠端外翻角：股骨內外髁遠端切線與股骨長軸垂線的交角，正常為8°～10°，對于評估遠端股骨外翻有著重要意義。(7)FT角：小腿機械軸垂直線與雙側股骨髁遠端切線的夾角，正常約5°，可以反映脛骨平臺的內翻情況。在術中放置股骨假體時需要參考FT角。(8)股四頭肌角(Q角)：即髕骨力線，為股骨解剖軸延長線與髕骨中點和脛骨結節連線之間的夾角，關節面的形狀和軟組織共同維持髕股關節的穩定性。Q角增加髕骨的側方移位力增大，會導致髕骨半脫位或完全脫位[6]。

2 DR雙下肢全長攝影介紹

目前，以平板探測器為拍攝方式的DR系統正蓬勃發展，其基本原理是將非晶硒涂于薄膜晶體管陣列上，經X線照射后在晶體管陣列上產生正比于X線強度的電荷，由電子設備讀出再經模/數轉換形成數字化信號[7]。目前，DR設備采用的探測器感光靈敏度高、像素尺寸小，可利用較低的X線劑量獲得高質量的圖像，且配有自動跟蹤功能，在垂直方向球管組件和探測器同步運動，從而實現全自動大范圍的攝片[8]。圖像拼接技術可將多幅圖像識別重疊，利用人工或計算機拼接成一幅完整的高分辨率圖像，為臨床醫生選擇治療方案和手術計劃提供更多信息[9-10]。在X線球管與平板探測器同步的狀態下，X線球管自動調整光柵，在選定曝光范圍內的中心位置相對靜止，而平板探測器在垂直運動時，球管也配合探測器調整角度上下轉動，對下肢分段連續曝光，最后利用自帶的軟件將采集到的圖像信息自動拼接[11]，可以完整顯示下肢全長的解剖結構，為測量下肢力線等下肢手術提供精準的影像依據。

DR雙下肢全長負重位和非負重位攝影均可測量下肢力線等下肢參考指標，部分醫生傾向于采用非負重位。多數學者認為，負重位攝影更能真實、準確地顯示雙下肢骨骼在生理功能狀態下的情況，提供雙下肢的病變程度[12-13]。靳巖偉等[14]在對400例患者的對比研究中發現，年齡小于50歲的患者負重位與非負重位攝影檢查結果無明顯差異，但大部分年齡大于50歲的患者負重位攝影在內、外側關節間隙間的差異較明顯。因此，負重位與非負重位攝影在下肢疾病顯示方面的偏差與聯系有待進一步探究。在臨床實際工作中，僅依靠雙下肢全長的負重位影像資料來判斷下肢疾病的嚴重程度有失偏頗，對于術前計劃和術后療效的評估也需慎重[15]。負重位攝影方法：患者站立在下肢調節固定器上，雙上肢自然下垂，挺胸抬頭，起始位定位于髂嵴，終點位定于足底下方3 cm，雙下肢盡量伸直，雙足尖朝向前方，踝關節略內旋10°～15°。非負重位攝影方法：患者平臥攝影床上，伸直雙腿，腳尖向上雙足并攏，雙上肢放于身體兩旁，X線球管定位范圍為髂嵴到足底。2種方法均在擺好體位后均按住曝光手閘不松，球管依據掃描范圍自上而下調整曝光角度和次數，攝影結束后設備自動進行全長拼接處理，對圖像質量適當調整后即可在圖像存貯及傳輸系統工作站進行精準測量和量化判斷。

投照體位的擺放決定了DR雙下肢全長攝影測量結果的準確性和圖像質量的優劣度，標準影像要求軀干無傾斜旋轉，骨盆及下肢諸骨的正位影像顯示于照片正中，兩側髂前上棘基本處于同一水平面，左右閉孔大小相等，股骨髁輪廓對稱，髕骨置于膝關節正中，脛骨棘輪廓呈筆架樣，腓骨小頭被脛骨遮擋1/3～1/2，雙下肢諸骨骨小梁和周圍軟組織清楚顯示[16]。圖像質量評價標準:(1)甲級片。攝影位置正確，對比度好，圖像中無異物偽影或其他偽影，下肢力線測量效果佳。(2)乙級片。攝影位置正確，解剖結構成像較清晰，對比度較好，無相關偽影干擾或影響較小，下肢力線測量誤差較小。(3)丙級片。患者攝影位置差，各解剖結構顯示較差，下肢伸展不足，兩側髂嵴高低不平，髕骨未置于膝關節正中，腓骨小頭被脛骨上端遮擋大于或小于1/2，因運動偽影或其他金屬異物偽影導致圖像模糊，無法滿足診斷要求。

3 DR雙下肢全長攝影在臨床中的應用

隨著生活水平提高和醫療技術的不斷發展，股骨頭壞死、骨性關節炎、膝關節內外翻畸形、風濕病和外傷骨折等無法繼續保守治療的患者，選擇關節置換來減輕痛苦、改善生活質量的越來越多，因此臨床對于下肢影像技術的需求也越來越迫切[17]。下肢力線恢復至正常狀態是全膝關節置換術的主要目標之一，國內外骨科醫生一致認為將下肢力線內外翻角控制在0°位是全膝關節置換術的“金標準”[18-19]，而術后下肢力線的良好控制和截骨角度方案的設計與術前下肢全長攝影測得的數據密切相關[20]，因此DR雙下肢全長攝影成為評價人工膝關節置換術的重要指標。云青等[21]對89例髖關節置換術患者進行長時間隨訪時發現，人工髖關節術后會隨著時間的推移出現雙下肢不等長、假體無菌性松動脫位、假體周圍的骨溶解、骨折等種種關節形態及功能的改變，提示DR雙下肢全長攝影在判斷人工髖關節的功能、術后下肢的恢復情況及并發癥發生情況等方面具有重要意義。

邵曉麗等[22]對60例全膝關節置換術患者手術前后資料分析后發現，DR雙下肢全長攝影可以實現無縫拼接，可比較清晰地顯示患者負重位下肢力線情況和關節畸形程度，同時也可清晰顯示術后患者人工膝關節放置的實際位置。劉九保等[23]收集行膝關節置換術的45例患者術前和術后DR雙下肢全長攝影圖像，對患者膝關節形態學結構改變及下肢力線、脛股角對比分析后發現，DR雙下肢全長攝影圖像質量優良，術后患者膝關節形態結構均得到了一定改善，達到臨床預期要求。周美亞等[24]回顧性分析了實施膝關節置換術的151例患者DR雙下肢全長攝影圖像資料時發現，圖像能夠清晰顯示關節置換術后患者下肢全長，且骨骼部位密度均勻，無偽影，其合格率為100.00%，優良率為92.72%。

4 不同攝影方式、曝光模式對DR雙下肢全長攝影圖像的影響

廖煜勝等[25]以138例膝關節置換術患者為研究對象，以骨盆正中和髕骨正中兩種體位分別行DR雙下肢全長攝影，通過股骨脛骨機械軸夾角等數據評估2組圖像質量，并比較手術前后膝關節功能。研究結果顯示，兩種體位下患者攝影圖像質量無顯著差異，患者術后疼痛、功能、活動度、屈曲畸形和穩定性等評分較術前均顯著上升，骨盆正中體位的DR雙下肢全長攝影可正確展示患者本身該有的下肢力線，非負重位的測量結果可能會低估下肢畸形程度。X線片檢查具有電離輻射，對人體有害且可引起多種放射性疾病。因此，在保證影像質量的同時減少輻射效應、降低患者吸收劑量成為了眾多學者研究的熱點和努力的方向。劉新麗等[26]將60例DR雙下肢全長攝影患者隨機分為2組，一組用自動曝光控制(AEC)模式曝光，另一組則用手動曝光控制(FIXED)模式曝光。結果顯示，AEC模式甲級片率為93.3%，而FIXED模式為96.7%；AEC模式輻射劑量為(1.567±0.287)mGy，而FIXED模式為(2.28±0.003)mGy；2組患者的圖像質量無顯著差異。對于O型腿患者，FIXED模式圖像質量明顯優于AEC模式，不過FIXED模式下患者接受的輻射劑量會明顯增加。因此，在曝光時應注意結合患者具體情況選擇更適當的模式。

除了攝影方式、曝光模式的不同會對DR雙下肢全長攝影圖像產生影響，攝影技術不足引起的圖像質量的降低更需要引起重視。彭濤等[27]采用PDCA管理模式對DR雙下肢全長攝影的現狀及影響圖像質量的因素進行分析時發現，圖像質量不佳的主要表現為異物偽影、錯層偽影、機器偽影、圖像曝光過度或不足、下肢攝影解剖體位不標準等。PDCA管理模式在質量管理活動中會把沒有解決的問題轉入到下一次PDCA循環解決[28]。PDCA管理模式在DR雙下肢全長攝影中具有一定的效果。

5 DR雙下肢全長攝影優缺點

DR雙下肢全長攝影相對于傳統膠片攝影、CR單次曝光攝影及CT全下肢三維重建等方式有一定優勢[29]。DR雙下肢全長攝影操作簡單且成像速度快，圖像分辨率和信噪比均優于傳統膠片攝影和CR單次曝光攝影。另外，CR拼接的圖像是由多個IP板拼接獲得，在交界處可能存在一定拼接痕跡，從而導致整體圖像密度不均勻，直接影響臨床下肢疾病手術方案制定和術后療效評估。而DR雙下肢全長攝影能夠分次曝光、分段攝片，可根據肢體厚度依次選擇合適的曝光條件，后期軟件自動拼接，生成一幅完整的下肢全長圖像。有學者采用多層螺旋CT掃描全下肢定位像，再采用表面遮蓋重建獲得最終影像。這種方法性價比不高，且會使受檢者接受較高的輻射劑量。相對而言，DR雙下肢全長攝影具有價格便宜、輻射劑量低及負重位成像的優勢。

DR雙下肢全長攝影同樣會受到不可控因素的影響，如肌肉攣縮、病理屈曲患者體位不正和站立困難者產生的移動偽影，而且由于雙下肢全長攝影是分段拍攝拼接合成的，角度不完全相同，拼接圖像時可能存在誤差。DR雙下肢全長攝影大多為雙下肢正位片，并不能完全反映與膝關節各平面的角度，因而有時需要結合其他特殊體位或CT掃描三維重建進行綜合評估[30]。如膝關節負重側位像可觀察負重狀態下臏股關節的狹窄情況，判斷關節內是否存在游離體；膝關節負重前后屈曲位比一些傳統的體位能更早反映軟骨病變，且有助于對半月板切除手術的預后做出更準確的判斷；膝關節負重屈曲45°位可更好地顯示髁間窩骨贅增生引起的狹窄、游離體、剝脫性骨軟骨炎及骨壞死；雙膝關節負重后前屈膝位可了解脛骨嵴后緣骨刺生長情況，觀察脛股關節面軟骨磨損程度及膝關節股骨髁間窩的受損程度；雙髕骨負重屈膝軸位可觀察髕骨是否脫位、髕骨兩側支持帶張力是否平衡，以及髕股關節軟骨的損傷與退變情況。

DR雙下肢全長攝影操作方法簡單，但能較為全面地反映下肢各關節病變情況，實現對下肢力線等指標的精準測量，在臨床下肢畸形矯正、膝關節和髖關節置換等手術計劃中具有重要價值。臨床需要根據不同患者制定不同的攝影方案，在按照標準的攝影技術規范操作的同時也要囑咐患者配合，必要時也可結合其他特殊體位和攝影方式進行綜合評估。DR雙下肢全長攝影可在保證圖像質量的同時提高診治效率，為臨床提供更全面更有價值的信息。