雙下肢全長負(fù)重位拼接攝影對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的應(yīng)用評(píng)估

劉九保，李林林，李曉芬

(江西省人民醫(yī)院，南昌 330006)

近年來，我國罹患膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎或類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的人數(shù)不斷上升，臨床骨科對(duì)治療晚期膝關(guān)節(jié)疾病的有效手段是全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty，TKA）。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展，下肢全長拼接攝影越來越受到臨床骨科的重視，有研究證實(shí)，下肢力線重建在患者術(shù)后人工假體關(guān)節(jié)生存率及功能恢復(fù)方面具有重要的作用[1]。由于傳統(tǒng)的非下肢全長攝片僅包括脛骨近端及股骨遠(yuǎn)端，對(duì)患者的下肢力線結(jié)構(gòu)不能精準(zhǔn)顯示[2]，而下肢全長拼接攝影術(shù)，是通過對(duì)下肢分段多次曝光，利用自帶的軟件拼接成一幅完整的從髖關(guān)節(jié)至踝關(guān)節(jié)的雙下肢正位片，能真實(shí)測量雙下肢力線數(shù)據(jù)，反映全下肢的病變情況，為人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料 選取2017年10月-2018年6月在我科行雙下肢全長負(fù)重位拼接攝片的患者45例，其中男20例，女25例；年齡40-77歲，平均52.7歲。45例患者均行人工膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)治療。

1.2 攝片儀器 采用島津UNI-VISION全數(shù)字動(dòng)態(tài)平板數(shù)字胃腸一體機(jī)，該系統(tǒng)主要由高壓發(fā)生器系統(tǒng)、平板探測器系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)等構(gòu)成。探測器為14cm×17cm寸直接轉(zhuǎn)換型平板探測器。數(shù)字圖像處理系統(tǒng)自帶圖像拼接功能軟件，可用于雙下肢全景攝影。

1.3 檢查方法 將木質(zhì)臺(tái)階置于平板探測器系統(tǒng)(FPD)前，囑咐患者前后位站在臺(tái)階上，盡量保持身體平穩(wěn)不動(dòng)。確認(rèn)病人信息，進(jìn)入四肢拼接程序，選擇下肢全長正位項(xiàng)。由上向下移動(dòng)平板探測器，水平拍攝，起始部位為髂骨嵴，分段攝取雙髖、雙膝、雙踝關(guān)節(jié)正位片，終止部位包括雙足，分段攝取時(shí)盡量保留3-5cm的相同重疊區(qū)。攝片條件為60-70kV，6-10mAs。攝片距離為 1.5-1.8m。檢查曝光之后，攝片保存圖像，點(diǎn)擊工作站自帶的內(nèi)置自動(dòng)拼接鍵，生成雙下肢全長片，手動(dòng)調(diào)節(jié)圖像對(duì)比度及灰階度，并發(fā)送至激光打印機(jī)。

1.4 關(guān)節(jié)置換術(shù)后攝片 對(duì)關(guān)節(jié)嚴(yán)重變形行關(guān)節(jié)置換術(shù)的45例病人，含單側(cè)或雙側(cè)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，術(shù)后隨訪采用相同的攝片拼接技術(shù)獲取全下肢正位片，檢查時(shí)囑咐患者盡量保持足尖向上，患側(cè)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定不動(dòng)，并與術(shù)前全下肢正位片進(jìn)行對(duì)比評(píng)估分析。

1.5 圖像分析 由兩名放射科高年資的主治醫(yī)師分別對(duì)45例患者的下肢全長位進(jìn)行膝關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)分析，并對(duì)所有下肢全長拼接圖像進(jìn)行下肢力線及脛股角的精準(zhǔn)測量。

⑴下肢力線測量標(biāo)準(zhǔn) （見圖1）：①下肢機(jī)械軸：由股骨頭中心點(diǎn)至踝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)（距骨中點(diǎn)）的連線。股骨機(jī)械軸：股骨頭中心點(diǎn)與膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)（脛骨髁間嵴中點(diǎn)）的連線；脛骨機(jī)械軸：膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)與踝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)的連線。②機(jī)械軸偏距（MAD）：膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)即脛骨髁間嵴的中點(diǎn)，MAD即指下肢機(jī)械軸與膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)之間的距離，正常情況下，MAD位于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)內(nèi)側(cè) （9.7±6.8）mm。膝關(guān)節(jié)外翻畸形，下肢力線位于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)外側(cè)；膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形，下肢力線位于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)內(nèi)側(cè)[3]。③脛股角：應(yīng)用MORELAND等提出的方法，股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸對(duì)于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)所形成向關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)的夾角[4]，正常范圍182°-184°，若角度大于184°，提示外翻畸形；若小于182°，提示內(nèi)翻畸形。⑵膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的療效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：①膝關(guān)節(jié)術(shù)后置換的下肢力線與脛股角是否達(dá)到正常范圍內(nèi)；②假體對(duì)位對(duì)線是否良好；③關(guān)節(jié)對(duì)應(yīng)有無錯(cuò)位[5]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，結(jié)果以（x±s）表示，膝關(guān)節(jié)術(shù)前及術(shù)后下肢應(yīng)力線、脛股角比較均采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

45例病人均順利完成雙下肢全長拼接，圖像質(zhì)量清晰，無偽影及拼接線，且關(guān)節(jié)形態(tài)情況顯示完整，基本符合影像診斷要求。所有圖像能清晰標(biāo)注膝關(guān)節(jié)下肢力線，反映患者關(guān)節(jié)畸形的整體改變，且對(duì)術(shù)后下肢力線及脛股角的改變能做出精準(zhǔn)量化評(píng)估。MAD偏膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)＞15mm為膝內(nèi)翻畸形，位于外側(cè)說明膝外翻。脛股角若大于184°，提示外翻畸形；若小于182°，則提示內(nèi)翻畸形。

本組病例中，膝內(nèi)翻20例，下肢力線均位于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)內(nèi)側(cè)，平均脛股角（172.34±2.16）°；膝外翻12例，下肢力線均位于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)外側(cè)，平均脛股角（188.78±4.25）°；無合并膝關(guān)節(jié)畸形13例，MAD 距離膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè) （8.82±7.16）mm，脛股角（180.14±0.63）°。術(shù)后所有患側(cè)膝關(guān)節(jié)的下肢力線均得到糾正，達(dá)到正常范圍內(nèi)。20例膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形患者，術(shù)后MAD距離膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)（8.35±7.08）mm，測量脛股角為（183.08±0.54）°，脛股角較術(shù)前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （t=-7.83，P=0.016）；12例膝外翻畸形患者，術(shù)后MAD距離膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)（8.23±7.19），測量脛股角為（183.07±0.68）°，脛股角較術(shù)前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.613，P=0.001），膝內(nèi)外翻畸形較術(shù)前均得到良好的校正（見圖2-3）；無合并內(nèi)外翻畸形13例患者，術(shù)后MAD距離膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)（8.05±7.02），測量脛股角為（182.46±0.23）°，手術(shù)前后比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

圖1 女性，40歲，無合并膝內(nèi)外翻畸形

圖2 患者，女性，52歲，左膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后雙下肢全長攝影片

圖3 患者，女性，61歲，右膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后雙下肢全長攝影片

隨著骨科關(guān)節(jié)矯形技術(shù)的迅猛發(fā)展，全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）已成為晚期膝關(guān)節(jié)病損的有效治療手段，國內(nèi)外學(xué)者[6-8]認(rèn)為，TKA手術(shù)能有效改善患者的關(guān)節(jié)疼痛，恢復(fù)部分的膝關(guān)節(jié)功能，并且根據(jù)不同的膝內(nèi)外翻患者，制定詳盡的手術(shù)計(jì)劃[6]。因此臨床骨科醫(yī)生要求手術(shù)前后的下肢力線及角度要做出精準(zhǔn)的測量，對(duì)X線雙下肢全長拼接攝影的高標(biāo)準(zhǔn)要求則愈發(fā)強(qiáng)烈。

傳統(tǒng)的X線攝影CR拼接技術(shù)應(yīng)用多個(gè)特大的IP板進(jìn)行長距離攝影后行拼接，但獲得的圖像在IP板交界處有較明顯的拼接痕跡，導(dǎo)致整體圖像的密度不均勻失真，影響臨床的精準(zhǔn)測量及評(píng)估分析。目前，隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)水平的飛速發(fā)展，DR雙下肢全長拼接攝影愈發(fā)進(jìn)步，它能夠采用分次曝光、分段攝片，后期軟件自動(dòng)拼接，調(diào)整灰階度，自動(dòng)生成一幅完整的下肢全長的圖像，并且能在PACS工作站上對(duì)力線及角度進(jìn)行精準(zhǔn)測量和量化判斷，而這些都直接關(guān)系到TKA手術(shù)的方案制定和術(shù)后療效評(píng)估。本組45例病人的雙下肢全長攝影拼接，檢查速度較快，有較高的對(duì)比度和清晰度，能精準(zhǔn)的測量雙下肢整體力線及內(nèi)外翻畸形角度，利于下肢力線的重建，更好的為臨床手術(shù)方案提供診斷依據(jù)。下肢力線的精準(zhǔn)測量是決定假體安放成功與否的關(guān)鍵問題[9]。許多學(xué)者分析發(fā)現(xiàn)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)安放的假體使用壽命在某種程度上取決于下肢力線的測量是否準(zhǔn)確[10]。

通過本次研究的術(shù)前各下肢力線及不同角度的測量發(fā)現(xiàn)，患側(cè)膝關(guān)節(jié)的下肢力線及脛股角均偏離正常人群的參考值范圍，有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，體現(xiàn)了TKA對(duì)治療關(guān)節(jié)畸形的整體療效。然而，下肢全長X線拼接的攝影技術(shù)和測量方法很大程度上會(huì)影響下肢力線結(jié)果的精準(zhǔn)度，特別是病人的攝片體位或合并有下肢畸形。由于下肢全長拼接術(shù)是通過拍攝髖、膝、踝為中心的三段正位片拼接而成的，并通過PCACS系統(tǒng)上的測量劃線工具而獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。所以正確的拍照體位是雙下肢盡量伸直并攏，足尖指向前方，防止膝關(guān)節(jié)向內(nèi)外旋轉(zhuǎn)，其呈現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)正位表現(xiàn)為：股骨髁輪廓對(duì)稱，脛骨棘輪廓呈筆架樣，脛腓骨近端部分重疊約占腓骨小頭的1/3[11]。研究表明：外旋導(dǎo)致脛股角增大，內(nèi)旋則反之。體位擺放偏差對(duì)下肢全長攝片測量下肢力線有著重要的影響，尤其在合并下肢關(guān)節(jié)畸形的情況下對(duì)測量結(jié)果影響會(huì)更加顯著[12]。另外，雙下肢負(fù)重位全長攝影對(duì)不能長久站立或者不能配合者會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)偽影，影響觀察。

綜上所述，雙下肢全長拼接攝影術(shù)雖有一定的局限和缺點(diǎn)，但其操作簡便，容易掌握，能用簡潔清晰的圖像反映骨科下肢畸形，并能對(duì)下肢力線及脛股角進(jìn)行精準(zhǔn)測量與重建，為臨床醫(yī)生在行TKA手術(shù)前提供手術(shù)參考依據(jù)，并依此制訂精準(zhǔn)的手術(shù)方案，以及對(duì)TKA術(shù)后療效評(píng)估具有重要的臨床價(jià)值。