韓瑞，董進(jìn)，蔣鴻，孫秋，梅海清，蔣宇宏

（湖北省武漢市第一醫(yī)院 放射科，湖北 武漢 430022）

隨著影像技術(shù)的發(fā)展和臨床需求，雙下肢全長攝影技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于臨床。但以往雙下肢攝影主要采用計算機X射線攝影（computered radio graphy，CR）或數(shù)字化X射線攝影（digital radio graphy，DR）分段攝影，后經(jīng)拼接而成[1]，然而這種拼接往往存在一些拼接偽影，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量，近年來，狹縫攝影技術(shù)（Slot radiography）雙下肢全長攝影已經(jīng)應(yīng)用于臨床，其較以往技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢，本研究將從Slot雙下肢成像技術(shù)、圖像質(zhì)量及其在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的臨床應(yīng)用進(jìn)行全面探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年11月-2017年3月本院89例以膝關(guān)節(jié)疼痛進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者，手術(shù)膝關(guān)節(jié)99個，年齡46～89歲，平均68.1歲。所有患者手術(shù)前后均行Slot雙下肢全長攝影術(shù)。

1.2 方法

所有檢查通過Sonialvision safire動態(tài)平板透視攝影系統(tǒng)（日本島津公司）完成，選擇Slot中的高質(zhì)量正位片（high quallty front，HQF），掃描參數(shù)如下：管電壓85 kV；管電流400 mA；掃描采取分段進(jìn)行，一般掃描24～26段，每段長度約80～100 mm。檢查方法如下：患者直立于攝影床的腳踏板上，背部緊靠床面，雙下肢伸直，兩腳稍分開，腳尖向前，呈標(biāo)準(zhǔn)前后位體位，雙手扶穩(wěn)兩側(cè)扶手，胸、腹可用固定帶固定，焦片距150 cm。體位擺好，用脈速率為3.75幀/s脈沖模式進(jìn)行快速透視定位，定位像：先定下緣，下以踝關(guān)節(jié)下緣2 cm為準(zhǔn)，透視下雙踝關(guān)節(jié)位于視野正中，然后定上緣，上以股骨頭髖臼上緣3 cm為準(zhǔn)，透視下雙髖關(guān)節(jié)位于視野正中。透視下機器自動設(shè)定曝光參數(shù)，然后松開透視腳閘，按下曝光按鈕，球管自動從上至下攝影，當(dāng)顯示屏上出現(xiàn)踝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)影像時，松開按鈕停止曝光。

1.3 圖像處理

將采集的分段圖像（約24～26分段圖像）傳輸至Syngo（X VB20D）Workplace，選中分段圖像，點擊工作站中的Slot，選擇Slot HQF，其他選項采用默認(rèn)值，對圖像進(jìn)行自動拼接及相關(guān)的后處理，得到患者雙下肢全長攝影圖像。

1.4 圖像質(zhì)量評分

22位具有＞20年的放射診斷醫(yī)師分別對圖像質(zhì)量進(jìn)行獨立評分。評分方法，該研究采取0～2分的主觀評分辦法：0分：圖像模糊不清，拼接偽影嚴(yán)重，部分關(guān)節(jié)存在拼接錯位；1分：圖像質(zhì)量尚可，部分區(qū)域存在少許拼接偽影，部分骨皮質(zhì)欠清晰；2分：圖像質(zhì)量清晰，無拼接偽影，骨皮質(zhì)顯示清晰。0分表示圖片質(zhì)量差不能用于診斷；1分表示圖像中等，勉強可用；2分圖像質(zhì)量優(yōu)良，可以完全滿足診斷需求，每位患者的圖像質(zhì)量最終得分最終以2位放射科醫(yī)師的評分均分作為圖像質(zhì)量的最終得分。

1.5 下肢力線及脛股角的測量及假體植入效果評估

1.5.1 在Syngo（X VB20D）Workplace對所有患者質(zhì)量優(yōu)良的雙下肢圖像進(jìn)行下肢應(yīng)力線及脛股角的測量具體測量標(biāo)準(zhǔn)：下肢力線為由髖關(guān)節(jié)中點至膝關(guān)節(jié)中點再至踝關(guān)節(jié)中點的連線，膝關(guān)節(jié)外翻畸形，下肢力線位于膝關(guān)節(jié)的外側(cè)，膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形，下肢力線位于膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)，正常下肢力線與重心垂直線夾角為3°左右；脛股角：應(yīng)用MORELAND等提出的方法[2]，股骨軸線與脛骨軸線相較于脛骨髁中點所形成的向內(nèi)側(cè)的夾角，正常組（182°～184°），外翻畸形（＞184°），內(nèi)翻畸形（＜182°），并對比手術(shù)前后下肢力線和脛股角。

1.5.2 人工膝關(guān)節(jié)假體植入效果的X射線評估主要從以下進(jìn)行評估：①假體對位、對線是否良好，上下假關(guān)節(jié)面有無錯位；②假體周圍有無骨折；③置換膝關(guān)節(jié)下肢力線與脛股角是否恢復(fù)正常范圍[3]。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，術(shù)前術(shù)后應(yīng)力線、股脛角采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

89例患者Slot雙下肢全長攝像一次成功率100%，成像時間短，操作簡便、快捷，每位患者圖像質(zhì)量評分均為2分，質(zhì)量優(yōu)良，完全滿足診斷及臨床的要求。

圖1 患者，女性，72歲右側(cè)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后Slot雙下肢全長攝影圖

89例患者術(shù)前均得到全面準(zhǔn)確的評估，80例為骨性關(guān)節(jié)炎，9例為創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎，其中，合并膝內(nèi)翻畸形17例，下肢力線均位于膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)，平均脛股角（171.28±5.55）°；膝外翻畸形患者8例，下肢力線均位于膝關(guān)節(jié)的外側(cè)，平均脛股角（189.34±3.48）°；無合并內(nèi)外翻畸形者64例，下肢力線與重力垂線夾角（2.86±0.18）°，脛股角（183.08±0.81）°。典型病例見圖1～3。

圖2 患者，女性，71歲，右側(cè)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后Slot雙下肢全長攝影圖

圖3 患者，男性，59歲，左膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后Slot雙下肢全長攝影圖

術(shù)后所有患者假體對位、對線良好，假體周圍無骨折，所有患者下肢力線和脛股角均為正常范圍，17例膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形患者，術(shù)后下肢力線與重力垂線夾角（3.01±0.21）°，脛股角（183.09±0.60）°，脛股角較術(shù)前比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=-6.59，P=0.015）；8例膝外翻畸形患者，術(shù)后下肢力線與重力垂線夾角（3.00±0.18）°，脛股角（183.08±0.72）°，脛股角較術(shù)前比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=5.597，P=0.001），膝內(nèi)外翻畸形較術(shù)前均得到良好的校正；無合并內(nèi)外翻畸形64例患者術(shù)后下肢力線與重力垂線夾角（2.97±0.05）°，脛股角（182.88±0.53）°，兩者與術(shù)前比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（t前者=0.725，P=0.487，t后者=-2.090，P=0.070）。

3 討論

膝關(guān)節(jié)是人體最大的關(guān)節(jié)之一，其解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易受到外傷和多重病變的困擾，導(dǎo)致其功能受損，嚴(yán)重影響到患者的日常生活質(zhì)量，近年來隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)已經(jīng)成為膝關(guān)節(jié)病變患者有效的治療手段，并具有很好的安全性和有效性，但其手術(shù)精確度要求高，特別對一些合并膝內(nèi)外翻畸形患者，所做的手術(shù)計劃也不盡相同，稍有偏差可能會影響患者的手術(shù)效果，因此在術(shù)前及術(shù)后都要對其進(jìn)行全面的評估[4-6]，限于影像技術(shù)的發(fā)展，以往膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者僅能通過拍攝雙膝關(guān)節(jié)正位來觀察患膝關(guān)節(jié)的局部情況，無法對整個下肢（如下肢力線、脛股角等）進(jìn)行有效的評估，因而不能對手術(shù)患者術(shù)前手術(shù)方案制定及術(shù)后療效評估提供有用的參考。

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)YANIV等人[7]提出X射線圖像拼接技術(shù)理論，使得重構(gòu)人體長骨全景圖像的愿望成為現(xiàn)實。但是在模擬X射線成像時代，因為沒有相對長的暗盒及膠片，只能拍攝骨盆、股骨中上段、股骨中下段、膝關(guān)節(jié)、脛腓骨及踝關(guān)節(jié)片，然后從上到下依次將照片進(jìn)行重合拼接和測量相關(guān)數(shù)據(jù)，該技術(shù)耗時長，射線劑量高，圖像質(zhì)量不佳。上世紀(jì)80年代，X射線攝影進(jìn)入數(shù)字化攝影時代，許多CR廠家都開發(fā)長骨拼接軟件，但獲得的圖像在“IP板”交界處拼接處痕跡明顯，多次拼接也可導(dǎo)致整體密度不均勻[8]，不能完全滿足臨床的需求。DR的臨床應(yīng)用，使得雙下肢全長攝影得到一定的改善[9]，許多DR生產(chǎn)廠家并為之提供相應(yīng)的硬件和軟件支持系統(tǒng)[10]，但大都是采用分段、分次曝光攝影技術(shù)，由于拍攝角度的不完全相同、曝光條件的不同，患者在拍攝過程中堅持不久會有細(xì)微或較大的晃動等原因，可導(dǎo)致拼接時存在誤差、出現(xiàn)重疊過多過少或拼接不上等問題。為避免該問題，也有醫(yī)院采用多層螺旋CT或MR雙下肢掃描后再進(jìn)行圖像后處理獲得下肢骨全長的圖像，但存在輻射劑量較高，掃描時間長，且價格昂貴等缺點[11-14]。

動態(tài)平板系統(tǒng)的狹縫拼接攝影技術(shù)彌補以上各種方法的缺陷和不足，是在整個影像系統(tǒng)滑動的同時X射線做狹縫狀攝影，成像速度更快，檢查床和球管在成像過程中可以任意角度進(jìn)行投射，保證X射線的垂直攝入，在一定程度上消除因體位方向上的放大效應(yīng)，其探測器采集數(shù)據(jù)敏感性高，加入多重提高圖像質(zhì)量的功能，如最少脈速率為3.75 FPS的脈沖透視功能、自動透視濾波器、自動格式準(zhǔn)直系統(tǒng)、自動劑量率控制功能等，使圖像更加精確。同時在射線劑量方面，X射線的垂直攝入、探測器采用多重降低輻射劑量的功能在一定程度上減少患者的輻射劑量[15-17]。

89例使用狹縫全景技術(shù)雙下肢全長攝影，檢查時間快，部分相對較重的患者也很容易掃描成功，同時成像時球管與平板同步運動，床面保持不動，保持患者和床面的相對穩(wěn)定，再加上掃描前使用固定帶將患者的胸部及腹部固定，進(jìn)一步減少因晃動而產(chǎn)生的偽影，保證采集的每段圖像質(zhì)量，杜絕后期圖像拼接過程中的錯位現(xiàn)象。所有患者檢查前均嚴(yán)格擺好體位，在極短的時間內(nèi)透視確定自動設(shè)定曝光參數(shù)，患者所受的輻射劑量也大大減低。在圖像后處理方面，掃描的原始分段（24～26段）的圖像傳輸至工作站，通過點擊Slot軟件進(jìn)行拼接，拼接時間一般在3 s左右，同時可對圖像的窗寬、窗位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，進(jìn)一步保證圖像的質(zhì)量，計算機自動拼接有效地避免一些人為的錯誤。

通過筆者從成像技術(shù)、圖像質(zhì)量，以及在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的臨床應(yīng)用對Slot雙下肢全長攝影全面的探討。筆者認(rèn)為，與傳統(tǒng)的雙下肢成像技術(shù)比較，其具有操作簡單、成功率高、畸變率低、測量精度高、圖像質(zhì)量好以及無拼接痕跡等優(yōu)點，對患者術(shù)前評估及術(shù)后復(fù)查具有重要的臨床價值。但是在檢查中要求技師必須熟練掌握其性能，嚴(yán)格擺位，在圖像拼接完成后必須標(biāo)有相應(yīng)的比例刻度標(biāo)尺，以利于膠片打印長度的測量計算。而且對嚴(yán)重“X”形或“O”形腿患者，由于掃描部位不在視野范圍內(nèi)，不能進(jìn)行檢查。同時全景影像涉及到圖像拼接技術(shù)和后處理方法，設(shè)備的可靠性及效準(zhǔn)很重要，需要定期進(jìn)行質(zhì)控和調(diào)試。

[1] 陳漢忠, 徐向東. 與在下肢全長攝影中的應(yīng)用比較[J]. 放射學(xué)實踐, 2009, 24(2): 209-211.

[2] MORELAND J R, BASSETT, L W, HANKERG J. Radiographic analysis of the axial alignment of the lower extremity[J]. Bone Joint Surg Am, 1987, 69(5): 745-749.

[3] SIKORSKI J M. Alignment in total knee replacement[J]. Bone Joint Surg Br, 2008, 90(9): 1121-1127.

[4] 李玉安, 谷長躍, 王佳音. 膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及假體的研究進(jìn)展[J].中國老年學(xué)雜志, 2013, 33(6): 1462-1464.

[5] 童培建. 復(fù)雜全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的手術(shù)策略[J]. 中醫(yī)正骨, 2013,25(1): 3-6.

[6] 譚基明, 吳偉康, 黃培春, 等. 外科病理生理學(xué)[M]. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2009: 1019.

[7] YANIV Z, JOSKOWICS L. Long bone panoramas from fluoroscopic X-ray images[J]. IEEE Trans Medical Imaging, 2004,23(1): 26-36.

[8] 白亞妮, 賀洪德, 鄧振生, 等. CR在雙下肢全長投照技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 實用放射學(xué)雜志, 2006, 22(9): 1141-1142.

[9] 付貝, 王敏杰, 汪軍, 等. DR全脊柱成像技術(shù)應(yīng)用探討[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進(jìn)展, 2008, 29(1): 32-33.

[10] 陳華平, 蔣書情, 杜云, 等. Foto Canvas軟件在全脊柱攝影中的應(yīng)用[J]. 放射學(xué)實踐, 2009, 24(9): 1044-1046.

[11] 羅志鴻, 陳勝利, 謝琦, 等. CR雙下肢全長圖像拼接的攝影參數(shù)探討及其臨床應(yīng)用價值[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2009, 30(6): 71-73.

[12] 宋維通, 李忠, 李旭明, 等. 全脊柱DR與CR成像質(zhì)量的對比分析[J]. 實用放射學(xué)雜志, 2008, 24(7): 973-975.

[13] SAMEI E, FLYNN M J. An experimental comparison of detector perform-ance for direct and indirect digital radiography systems[J]. Med Phys, 2002, 29(4): 447-459.

[14] 范志剛, 許波, 潘林鑫, 等. 圖像拼接軟件在數(shù)字化攝影中的應(yīng)用[J]. 中國醫(yī)學(xué)影技術(shù), 2010, 2(4): 782-783.

[15] 付麗媛, 梁永剛, 陳自謙, 等. Slot雙下肢全長負(fù)重位X線攝影在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前的應(yīng)用[J]. 中國介入影像與治療學(xué),2011, (6): 480-482.

[16] NOTO, K, et al. [Optimization of X-ray conditions for full spine X-ray examinations in slot-scan digital radiography[J]. Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi, 2011., 67(11): 1438-1442.

[17] LEE K H, et al. Slot-scan digital radiography of the lower extremities: a comparison to computed radiography with respect to image quality and radiation dose[J]. Korean J Radiol, 2009,10(1): 51-57