髕骨軸位X線檢查輔助裝置的設計與臨床應用

郭哲， 張祖卓， 李玉清， 吳文娟， 洪革， 孟輝

·影像技術學·

髕骨軸位X線檢查輔助裝置的設計與臨床應用

郭哲， 張祖卓， 李玉清， 吳文娟， 洪革， 孟輝

目的設計一套髕骨軸位X線檢查輔助裝置，以滿足膝關節(jié)不同程度屈曲受限患者髕骨軸位X線攝影及其臨床應用價值。方法髕骨軸位輔助裝置制作材料均使用不銹鋼材質，由膝部定位組件和探測器支撐組件兩部分組成。本研究納入100例膝關節(jié)髕股關節(jié)炎患者，膝關節(jié)均有不同程度屈曲受限，使用輔助裝置進行髕骨軸位攝影，由2名擅長骨關節(jié)影像診斷的高年資影像醫(yī)師觀察髕骨軸位圖像，并對其主要解剖結構顯示能力及圖像質量進行評價。結果使用髕骨軸位輔助裝置首次攝影成功率為98%，優(yōu)級片率為93%，圖像質量符合診斷要求；能夠在膝關節(jié)屈曲不同角度(15°～90°)下拍攝髕骨軸位，并清晰顯示髕骨運行軌跡情況以及準確測量髕骨溝角、適合角等相關參數。結論使用髕骨軸位X線檢查輔助裝置簡單、易行、攝影成功率高，圖像質量符合影像診斷學要求。對于髕股關節(jié)炎、髕骨習慣性脫位、髕骨骨折的診斷有一定的臨床價值。

髕骨； 軸面； 自助裝置； 放射攝影術

髕骨骨折、髕股關節(jié)炎和習慣性髕骨脫位是臨床常見病、多發(fā)病，常規(guī)首選X線平片檢查即膝關節(jié)正側位和髕骨軸位，以觀察髕骨病變及骨折等情況，而髕骨軸位又是評估髕股關節(jié)對應性關系效價比較高的檢測手段及簡單實用的影像學檢查方法之一[1]。攝影體位常規(guī)為俯臥位[2,3]，膝關節(jié)需盡量屈曲，由于外傷骨折患者膝關節(jié)屈曲受限或髕股關節(jié)炎患者需在膝關節(jié)屈曲不同角度下觀察髕骨的運行軌跡情況，故不適宜采用常規(guī)體位檢查，而采用仰臥位攝影[4,5]，如果膝關節(jié)沒有輔助裝置支撐、固定，會致使膝關節(jié)屈曲角度不精確以及在屈曲狀態(tài)下穩(wěn)定性差。本研究設計了一套髕骨軸位X線檢查輔助裝置(中國國家專利號ZL 2015 2 0783013.0)，以滿足髕骨軸位X線攝影。

材料與方法

1.髕骨軸位輔助裝置的選材及制作

材料均使用不銹鋼材質制作，包括膝部定位組件和與之配合使用的成像板支撐組件兩部分組成。膝部定位組件包括底座、固設于底座上的立柱、套裝在立柱外的滑套以及頂板(圖1a)，其中頂板長8 cm、寬18 cm、厚0.1 cm；頂板兩側對稱鉸連有托板，托板前后各一個，長25 cm、寬18 cm、厚0.1 cm，通過撐桿與滑套的外壁鉸連，其中滑套上安裝有頂絲與立柱相抵。成像板支撐組件包括升降架、左底架和右底架(圖1b)，左底架和右底架上分別固定設置有導向柱和豎柱，升降架兩側分別設置有用于插置豎柱的豎柱安裝孔和用于插置導向柱的導向孔，升降架和導向柱滑動配合，豎柱安裝孔內設置有用于固定豎柱的旋轉頂絲，升降架上固設有面板，并且面板上設有成像板固定架。

圖1 a) 膝關節(jié)固定支架。①頂板，②托板，③立柱，④滑套，⑤支撐桿； b) 成像板支撐組件。①成像板固定架，②升降架，③導向柱。

2.輔助裝置使用方法

通過調節(jié)滑套在立柱上的位置,調整兩個托板張開適宜的角度(范圍60°～180°)，然后通過頂絲將滑套固定在立柱上，然后被檢查者將膝關節(jié)放置在頂板上，大腿和小腿分別放置在前、后兩個托板上，使膝關節(jié)保持檢查所需屈曲的角度(15°、30°、60°)。將成像板放在升降組件的固定架上，根據患者胖瘦調整升降架的高度，并將升降架固定在被檢查者髖部上方，盡量靠近髕骨側，避免了檢查者手持所產生的不舒適感及不穩(wěn)定所造成的幾何學失真和模糊。

3.攝影方法

患者仰臥于攝影床上，患側膝關節(jié)屈曲放在膝關節(jié)角度支架上，使用量角器測量膝關節(jié)真實屈曲的角度(15°、30°、60°)，再調整前后兩個托板并旋轉頂絲進行固定，探測器放在膝關節(jié)外側，中心線對準髕骨后緣與腘窩折線之中點水平方向入射，攝影距離為115 cm，濾線柵(-)(圖2a)。根據膝關節(jié)側位圖像測量髕骨后關節(jié)面與水平面夾角，確定拍攝髕骨軸位時中心線傾斜角度[5，6](圖2b)。然后患者保持不動，拍攝髕骨軸位，將平板探測器固定于支撐組件的固定架上，盡量靠股骨遠端近髕骨的一側，以減少圖像放大、失真，中心線向頭側傾斜且平行于髕骨后關節(jié)面水平方向入射(圖2c)，攝影距離為115 cm，濾線柵(-)。

4.臨床資料

本研究納入100例膝關節(jié)髕股關節(jié)炎患者，其中男40例，年齡50～70歲，平均年齡63.5歲，女60例，年齡52～75歲，平均年齡65.3歲，均經MRI明確診斷，膝關節(jié)有不同程度屈曲受限，采用常規(guī)髕骨軸位不能完成檢查，均使用髕骨軸位輔助裝置進行攝影。

5.圖像評價標準

髕股關節(jié)面完整顯示且沒有重疊為優(yōu)；髕股關節(jié)面少部分重疊，髕骨未有明顯變形為良；髕骨大部分與股骨重疊，且髕骨有明顯變形為差。通過PACS影像工作站調取圖像，由2名擅長骨關節(jié)影像診斷的高年資影像醫(yī)師對圖像進行評價。

結 果

使用此輔助裝置拍攝髕骨軸位，首次攝片成功率為98%，優(yōu)級圖像為93幅(占93%)，良級圖像為3幅(占3%)，差級圖像為4幅(占3%)?；颊唧w位舒適，可以實現膝關節(jié)屈曲不同角度(15°～90°)下進行拍攝，尤其是小角度(15°)攝影，能夠精確測量髕骨軸位相關角(如髕骨溝角、適合角等)，符合影像學診斷要求(圖3)。

討 論

1.髕骨軸位X線攝影輔助裝置的材料特點

膝關節(jié)可調角度支架和成像板支撐組件均選用不銹鋼材質，支撐膝關節(jié)的托板和頂板為0.1 cm厚鋼板，立柱為圓形鋼管，其特點是機械強度高、穩(wěn)定性好、不易變形，患者舒適性好，方便制作。

2.應用髕骨軸位X線攝影輔助裝置相比傳統攝影體位的優(yōu)勢

髕骨軸位傳統攝影體位的缺陷：①患者為俯臥位，體位不舒適，對于膝關節(jié)屈曲受限的患者(如髕骨骨折和髕股關節(jié)炎患者)無法完成檢查；②體位穩(wěn)定性差，易造成運動模糊；③膝關節(jié)屈曲角度不精準，且無法保持穩(wěn)定狀態(tài)，圖像質量差，不能準確測量髕骨相關角等參數。

髕骨軸位X線攝影輔助裝置的優(yōu)點：①膝關節(jié)可調角度支架和成像板支撐組件均選用不銹鋼材質，硬度高、穩(wěn)定性好，簡單、實用、科學、方便，首次攝影成功率高，圖像標準且符合診斷要求。②本裝置有兩部分構成，包括膝關節(jié)可調角度支架和成像板支撐組件。

圖2 a) 膝關節(jié)側面X線攝影體位; b) 膝關節(jié)側面X線圖，測量髕骨后緣延長線與水平面夾角，確定拍攝髕骨軸面時球管所傾斜的角度； c) 髕骨軸面X線攝影體位，拍攝髕骨軸面時，中心線向頭側傾斜5°角。 圖3 a) 髕骨軸面(15°); b) 髕骨軸面(30°)； c) 髕骨軸面(60°)。

③可調角度支架的調整范圍在60°～180°，且通過前后兩個托板固定小腿和大腿，保持下肢的穩(wěn)定性，能在膝關節(jié)屈曲不同角度下(15°、30°、60°)觀察髕骨運行軌跡情況，尤其可進行小角度(15°)攝影，對臨床診斷更有意義[7]。一般情況下支架所成角度比膝關節(jié)實際屈曲角度約大10°，使用骨科量角器測量膝關節(jié)屈曲角度更為精確。④成像板不需患者手扶而是放在支撐架上，保持平板的穩(wěn)定性，根據患者腹部高低及膝關節(jié)屈曲角度可上下調整成像板的高度，使其達到合適的位置，保持X線中心線平行于髕骨后關節(jié)面，以保證髕骨軸位圖像標準。⑤角度支架的頂板是一平臺，在髕骨軸位攝影時，避免金屬支架與膝關節(jié)重疊。

3.專利輔助裝置在髕骨軸位攝影中的應用

通過對100例髕股關節(jié)炎患者的髕骨軸位攝影，僅4%髕骨軸位圖像不能達到診斷學要求，主要是因為髕股關節(jié)炎患者膝關節(jié)屈曲受限并且伴有嚴重變形導致。膝關節(jié)置換后髕骨不穩(wěn)患者，需觀察髕骨運行軌跡情況，如果采用CT、MRI影像學檢查均因受假體影響產生嚴重偽影而影響診斷，此種情況可以使用專利輔助裝置拍攝多角度髕骨軸位X線片，能夠準確測量髕骨溝角、適合角等相關參數，圖像質量均能滿足診斷要求，為臨床提供有一定價值的信息[7-11]。

4.適應癥

適用于髕骨縱行、橫行或粉粹骨折、習慣性髕骨脫位、髕股關節(jié)炎和膝關節(jié)置換后髕骨不穩(wěn)患者的X線檢查。

5.髕骨軸位X線攝影輔助裝置應用的局限性

頂板上下不能移動，有一定不足，但是可以在兒童、身高矮小的患者身體下方墊一厚方墊或把立柱變短。下一步將把立柱進行改良，以能夠進行升降調整。只有少數平板探測器固定于攝影床下的DR系統不能拍攝，所有CR系統和配備無線或有線便攜平板探測器的DR系統均能使用此裝置拍攝髕骨軸位。

[1] 馬秀山,徐英杰,王利民,等.髕骨軸位X線攝片方法改進及多種測量方法綜合評價的臨床應用[J].中華放射學雜志,2007,41(8)：862-864.

[2] 余建明，高劍波，李真林，等.實用醫(yī)學影像技術[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2015:433-434.

[3] 余建明,于群,高振龍,等.醫(yī)學影像技術學3版[M].北京:科學出版社,2009:141.

[4] 于茲喜,崔崔.髕股關節(jié)切線位新攝影術的研究[J].中華放射學雜志,2001,35(8):613-616．

[5] 陳榮生,曾勇明,劉志宏,等.髕骨改良軸位的體位設計與臨床應用[J].重慶醫(yī)科大學學報，2010,35(6):920-922.

[6] 宋玉全,陳志遠,鄧宇,等.髕骨軸位攝影角度與屈膝角度的相關性[J].中國醫(yī)學影像技術，2010,26(10):1957-1959.

[7] 馬偉,董天華,姚飛榮.屈膝15°髕骨軸位X線片在髕骨排列異常中的診斷價值[J].中華骨科雜志,2003,23(4):226-229.

[8] 蘇學濤,趙棟,王景貴.髕骨軟化癥與髕骨軌跡異常改變相關性調查[J].中國醫(yī)藥,2012,7(8):1016-1018.

[9] 鄭卓肇.髕股關節(jié)不穩(wěn)的影像學評價[J/CD].中華關節(jié)外科雜志(電子版),2012,6(2):280-281.

[10] 隋金頗,葛幫榮,楊文鋒,等.膝關節(jié)參數在膝前疼痛中的意義[J].中國組織工程研究,2013,17(9):1633-1640.

[11] 馬洪亮,周殿閣.膝關節(jié)骨關節(jié)炎內翻畸形對髕骨位置的影響[J].中華醫(yī)學雜志,2014,94(15):1176-1178.

Thedesignandapplicationofauxiliarydeviceforradiographyofaxialviewofpatella

GUO Zhe,ZHANG Zu-zhuo，LI Yu-qing,et al.

Department of Radiology,Third Hospital of Hebei Medical University Shijiazhuang 050051,China

Objective:To design a set of auxiliary devices for axial X-ray examination of patella in order to meet the radiologic diagnosis and clinical application of patella axial view in patients with different degrees of flexion restriction of knee joint.MethodsThe auxiliary devices of axial view of patella were made of stainless steel,including the localizer of knee joint and the support component of detector.The study included 100 cases of knee joint patellofemoral arthritis,with different degrees of flexion limitation of knee joint.Patellar axial radiography auxillary device was used.Two senior radiologists who were good at osteoarthropathy imaging diagnosis were required to observe the radiograms and evaluate the anatomical structure display ability and image quality.ResultsThe first success rate with the auxiliary devices of axial view patella was 98%,and the excellent film rate was 93%.The imaging quality were good to meet the diagnosis requirements.Utilizing the bracket with adjustable angle can achieve axial view patella imaging in different angle (15°～90°),show patella movement trail clearly and measure the parameters about patella sulcus angle (SA) and congruence angle (CA) showing the anatomy more clear than the routine axial view.ConclusionIt is simple and feasible to use the patella axial X-ray examination auxiliary device,the excellent imaging rate is high,and the image quality meets the requirements of imaging diagnosis.It is of clinical value for the diagnosis of patellofemoral osteoarthritis,habitual patellar dislocation and patellar fracture.

Patella; Axial view; Self-help devices; Radiography

R197.39; R814.41

A

1000-0313(2017)10-1064-03

；2016-12-28

2017-03-09)

050051 石家莊，河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院放射科

郭哲(1978-)，男，河北新樂人，主管技師，主要從事影像技術工作。

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.10.015