DR雙下肢全長(zhǎng)攝影在臨床中的應(yīng)用現(xiàn)狀

王 芳 綜述，馬麗文，張國(guó)勇，黃小莉，尹艷林，盛金平 審校

(西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科，四川 成都 610083)

隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，臨床醫(yī)師對(duì)骨骼的影像檢查要求也越來(lái)越高，成像清晰且層次分明的數(shù)字化攝影(DR)對(duì)下肢疾病的治療和預(yù)后都有著重要的意義。本文對(duì)DR雙下肢全長(zhǎng)攝影的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

1 下肢手術(shù)參考指標(biāo)

下肢力線等指標(biāo)的精確測(cè)量對(duì)于下肢骨關(guān)節(jié)各類疾病的觀察和治療療效評(píng)估至關(guān)重要[1-3]。(1)股骨機(jī)械軸：股骨頭圓心與股骨髁間窩中點(diǎn)的連線。(2)脛骨機(jī)械軸：脛骨髁間嵴中點(diǎn)與內(nèi)外踝中點(diǎn)的連線；(3)下肢機(jī)械軸：由股骨頭中心點(diǎn)至距骨中點(diǎn)的連線[4]。(4)機(jī)械軸偏距(MAD)：下肢機(jī)械軸與脛骨髁間嵴的中點(diǎn)之間的距離。MAD一般位于膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)內(nèi)側(cè)(9.7±6.8)mm，若偏膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)大于15 mm則考慮膝內(nèi)翻，若位于中心外側(cè)則考慮膝外翻。(4)股脛外翻角：即下肢力線，為股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸的夾角，是正常的膝關(guān)節(jié)中股骨和脛骨之間存在的生理角度。在我國(guó)，一般男性為(2.2±2.7)°，女性為(2.2±2.5)°[5]。(5)脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角(PT角)：脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)線與脛骨機(jī)械軸的夾角，脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)線為沿脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)的直線，需要采用非負(fù)重位的膝關(guān)節(jié)X線片進(jìn)行測(cè)量。(6)股骨遠(yuǎn)端外翻角：股骨內(nèi)外髁遠(yuǎn)端切線與股骨長(zhǎng)軸垂線的交角，正常為8°～10°，對(duì)于評(píng)估遠(yuǎn)端股骨外翻有著重要意義。(7)FT角：小腿機(jī)械軸垂直線與雙側(cè)股骨髁遠(yuǎn)端切線的夾角，正常約5°，可以反映脛骨平臺(tái)的內(nèi)翻情況。在術(shù)中放置股骨假體時(shí)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(zhǎng)線與髕骨中點(diǎn)和脛骨結(jié)節(jié)連線之間的夾角，關(guān)節(jié)面的形狀和軟組織共同維持髕股關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。Q角增加髕骨的側(cè)方移位力增大，會(huì)導(dǎo)致髕骨半脫位或完全脫位[6]。

2 DR雙下肢全長(zhǎng)攝影介紹

目前，以平板探測(cè)器為拍攝方式的DR系統(tǒng)正蓬勃發(fā)展，其基本原理是將非晶硒涂于薄膜晶體管陣列上，經(jīng)X線照射后在晶體管陣列上產(chǎn)生正比于X線強(qiáng)度的電荷，由電子設(shè)備讀出再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字化信號(hào)[7]。目前，DR設(shè)備采用的探測(cè)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(zhì)量的圖像，且配有自動(dòng)跟蹤功能，在垂直方向球管組件和探測(cè)器同步運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)大范圍的攝片[8]。圖像拼接技術(shù)可將多幅圖像識(shí)別重疊，利用人工或計(jì)算機(jī)拼接成一幅完整的高分辨率圖像，為臨床醫(yī)生選擇治療方案和手術(shù)計(jì)劃提供更多信息[9-10]。在X線球管與平板探測(cè)器同步的狀態(tài)下，X線球管自動(dòng)調(diào)整光柵，在選定曝光范圍內(nèi)的中心位置相對(duì)靜止，而平板探測(cè)器在垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，球管也配合探測(cè)器調(diào)整角度上下轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)下肢分段連續(xù)曝光，最后利用自帶的軟件將采集到的圖像信息自動(dòng)拼接[11]，可以完整顯示下肢全長(zhǎng)的解剖結(jié)構(gòu)，為測(cè)量下肢力線等下肢手術(shù)提供精準(zhǔn)的影像依據(jù)。

DR雙下肢全長(zhǎng)負(fù)重位和非負(fù)重位攝影均可測(cè)量下肢力線等下肢參考指標(biāo)，部分醫(yī)生傾向于采用非負(fù)重位。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，負(fù)重位攝影更能真實(shí)、準(zhǔn)確地顯示雙下肢骨骼在生理功能狀態(tài)下的情況，提供雙下肢的病變程度[12-13]。靳巖偉等[14]在對(duì)400例患者的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)，年齡小于50歲的患者負(fù)重位與非負(fù)重位攝影檢查結(jié)果無(wú)明顯差異，但大部分年齡大于50歲的患者負(fù)重位攝影在內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)間隙間的差異較明顯。因此，負(fù)重位與非負(fù)重位攝影在下肢疾病顯示方面的偏差與聯(lián)系有待進(jìn)一步探究。在臨床實(shí)際工作中，僅依靠雙下肢全長(zhǎng)的負(fù)重位影像資料來(lái)判斷下肢疾病的嚴(yán)重程度有失偏頗，對(duì)于術(shù)前計(jì)劃和術(shù)后療效的評(píng)估也需慎重[15]。負(fù)重位攝影方法：患者站立在下肢調(diào)節(jié)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(diǎn)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(guān)節(jié)略內(nèi)旋10°～15°。非負(fù)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(jù)掃描范圍自上而下調(diào)整曝光角度和次數(shù)，攝影結(jié)束后設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行全長(zhǎng)拼接處理，對(duì)圖像質(zhì)量適當(dāng)調(diào)整后即可在圖像存貯及傳輸系統(tǒng)工作站進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量和量化判斷。

投照體位的擺放決定了DR雙下肢全長(zhǎng)攝影測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和圖像質(zhì)量的優(yōu)劣度，標(biāo)準(zhǔn)影像要求軀干無(wú)傾斜旋轉(zhuǎn)，骨盆及下肢諸骨的正位影像顯示于照片正中，兩側(cè)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(duì)稱，髕骨置于膝關(guān)節(jié)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(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):(1)甲級(jí)片。攝影位置正確，對(duì)比度好，圖像中無(wú)異物偽影或其他偽影，下肢力線測(cè)量效果佳。(2)乙級(jí)片。攝影位置正確，解剖結(jié)構(gòu)成像較清晰，對(duì)比度較好，無(wú)相關(guān)偽影干擾或影響較小，下肢力線測(cè)量誤差較小。(3)丙級(jí)片。患者攝影位置差，各解剖結(jié)構(gòu)顯示較差，下肢伸展不足，兩側(cè)髂嵴高低不平，髕骨未置于膝關(guān)節(jié)正中，腓骨小頭被脛骨上端遮擋大于或小于1/2，因運(yùn)動(dòng)偽影或其他金屬異物偽影導(dǎo)致圖像模糊，無(wú)法滿足診斷要求。

3 DR雙下肢全長(zhǎng)攝影在臨床中的應(yīng)用

隨著生活水平提高和醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，股骨頭壞死、骨性關(guān)節(jié)炎、膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻畸形、風(fēng)濕病和外傷骨折等無(wú)法繼續(xù)保守治療的患者，選擇關(guān)節(jié)置換來(lái)減輕痛苦、改善生活質(zhì)量的越來(lái)越多，因此臨床對(duì)于下肢影像技術(shù)的需求也越來(lái)越迫切[17]。下肢力線恢復(fù)至正常狀態(tài)是全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的主要目標(biāo)之一，國(guó)內(nèi)外骨科醫(yī)生一致認(rèn)為將下肢力線內(nèi)外翻角控制在0°位是全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”[18-19]，而術(shù)后下肢力線的良好控制和截骨角度方案的設(shè)計(jì)與術(shù)前下肢全長(zhǎng)攝影測(cè)得的數(shù)據(jù)密切相關(guān)[20]，因此DR雙下肢全長(zhǎng)攝影成為評(píng)價(jià)人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的重要指標(biāo)。云青等[21]對(duì)89例髖關(guān)節(jié)置換術(shù)患者進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間隨訪時(shí)發(fā)現(xiàn)，人工髖關(guān)節(jié)術(shù)后會(huì)隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)雙下肢不等長(zhǎng)、假體無(wú)菌性松動(dòng)脫位、假體周圍的骨溶解、骨折等種種關(guān)節(jié)形態(tài)及功能的改變，提示DR雙下肢全長(zhǎng)攝影在判斷人工髖關(guān)節(jié)的功能、術(shù)后下肢的恢復(fù)情況及并發(fā)癥發(fā)生情況等方面具有重要意義。

邵曉麗等[22]對(duì)60例全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者手術(shù)前后資料分析后發(fā)現(xiàn)，DR雙下肢全長(zhǎng)攝影可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接，可比較清晰地顯示患者負(fù)重位下肢力線情況和關(guān)節(jié)畸形程度，同時(shí)也可清晰顯示術(shù)后患者人工膝關(guān)節(jié)放置的實(shí)際位置。劉九保等[23]收集行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的45例患者術(shù)前和術(shù)后DR雙下肢全長(zhǎng)攝影圖像，對(duì)患者膝關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)改變及下肢力線、脛股角對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，DR雙下肢全長(zhǎng)攝影圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，術(shù)后患者膝關(guān)節(jié)形態(tài)結(jié)構(gòu)均得到了一定改善，達(dá)到臨床預(yù)期要求。周美亞等[24]回顧性分析了實(shí)施膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的151例患者DR雙下肢全長(zhǎng)攝影圖像資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，圖像能夠清晰顯示關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者下肢全長(zhǎng)，且骨骼部位密度均勻，無(wú)偽影，其合格率為100.00%，優(yōu)良率為92.72%。

4 不同攝影方式、曝光模式對(duì)DR雙下肢全長(zhǎng)攝影圖像的影響

廖煜勝等[25]以138例膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者為研究對(duì)象，以骨盆正中和髕骨正中兩種體位分別行DR雙下肢全長(zhǎng)攝影，通過(guò)股骨脛骨機(jī)械軸夾角等數(shù)據(jù)評(píng)估2組圖像質(zhì)量，并比較手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)功能。研究結(jié)果顯示，兩種體位下患者攝影圖像質(zhì)量無(wú)顯著差異，患者術(shù)后疼痛、功能、活動(dòng)度、屈曲畸形和穩(wěn)定性等評(píng)分較術(shù)前均顯著上升，骨盆正中體位的DR雙下肢全長(zhǎng)攝影可正確展示患者本身該有的下肢力線，非負(fù)重位的測(cè)量結(jié)果可能會(huì)低估下肢畸形程度。X線片檢查具有電離輻射，對(duì)人體有害且可引起多種放射性疾病。因此，在保證影像質(zhì)量的同時(shí)減少輻射效應(yīng)、降低患者吸收劑量成為了眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)和努力的方向。劉新麗等[26]將60例DR雙下肢全長(zhǎng)攝影患者隨機(jī)分為2組，一組用自動(dòng)曝光控制(AEC)模式曝光，另一組則用手動(dòng)曝光控制(FIXED)模式曝光。結(jié)果顯示，AEC模式甲級(jí)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(zhì)量無(wú)顯著差異。對(duì)于O型腿患者，F(xiàn)IXED模式圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于AEC模式，不過(guò)FIXED模式下患者接受的輻射劑量會(huì)明顯增加。因此，在曝光時(shí)應(yīng)注意結(jié)合患者具體情況選擇更適當(dāng)?shù)哪Ｊ健?/p>

除了攝影方式、曝光模式的不同會(huì)對(duì)DR雙下肢全長(zhǎng)攝影圖像產(chǎn)生影響，攝影技術(shù)不足引起的圖像質(zhì)量的降低更需要引起重視。彭濤等[27]采用PDCA管理模式對(duì)DR雙下肢全長(zhǎng)攝影的現(xiàn)狀及影響圖像質(zhì)量的因素進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，圖像質(zhì)量不佳的主要表現(xiàn)為異物偽影、錯(cuò)層偽影、機(jī)器偽影、圖像曝光過(guò)度或不足、下肢攝影解剖體位不標(biāo)準(zhǔn)等。PDCA管理模式在質(zhì)量管理活動(dòng)中會(huì)把沒(méi)有解決的問(wèn)題轉(zhuǎn)入到下一次PDCA循環(huán)解決[28]。PDCA管理模式在DR雙下肢全長(zhǎng)攝影中具有一定的效果。

5 DR雙下肢全長(zhǎng)攝影優(yōu)缺點(diǎn)

DR雙下肢全長(zhǎng)攝影相對(duì)于傳統(tǒng)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(yōu)勢(shì)[29]。DR雙下肢全長(zhǎng)攝影操作簡(jiǎn)單且成像速度快，圖像分辨率和信噪比均優(yōu)于傳統(tǒng)膠片攝影和CR單次曝光攝影。另外，CR拼接的圖像是由多個(gè)IP板拼接獲得，在交界處可能存在一定拼接痕跡，從而導(dǎo)致整體圖像密度不均勻，直接影響臨床下肢疾病手術(shù)方案制定和術(shù)后療效評(píng)估。而DR雙下肢全長(zhǎng)攝影能夠分次曝光、分段攝片，可根據(jù)肢體厚度依次選擇合適的曝光條件，后期軟件自動(dòng)拼接，生成一幅完整的下肢全長(zhǎng)圖像。有學(xué)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(jià)比不高，且會(huì)使受檢者接受較高的輻射劑量。相對(duì)而言，DR雙下肢全長(zhǎng)攝影具有價(jià)格便宜、輻射劑量低及負(fù)重位成像的優(yōu)勢(shì)。

DR雙下肢全長(zhǎng)攝影同樣會(huì)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(chǎn)生的移動(dòng)偽影，而且由于雙下肢全長(zhǎng)攝影是分段拍攝拼接合成的，角度不完全相同，拼接圖像時(shí)可能存在誤差。DR雙下肢全長(zhǎng)攝影大多為雙下肢正位片，并不能完全反映與膝關(guān)節(jié)各平面的角度，因而有時(shí)需要結(jié)合其他特殊體位或CT掃描三維重建進(jìn)行綜合評(píng)估[30]。如膝關(guān)節(jié)負(fù)重側(cè)位像可觀察負(fù)重狀態(tài)下臏股關(guān)節(jié)的狹窄情況，判斷關(guān)節(jié)內(nèi)是否存在游離體；膝關(guān)節(jié)負(fù)重前后屈曲位比一些傳統(tǒng)的體位能更早反映軟骨病變，且有助于對(duì)半月板切除手術(shù)的預(yù)后做出更準(zhǔn)確的判斷；膝關(guān)節(jié)負(fù)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(guān)節(jié)負(fù)重后前屈膝位可了解脛骨嵴后緣骨刺生長(zhǎng)情況，觀察脛股關(guān)節(jié)面軟骨磨損程度及膝關(guān)節(jié)股骨髁間窩的受損程度；雙髕骨負(fù)重屈膝軸位可觀察髕骨是否脫位、髕骨兩側(cè)支持帶張力是否平衡，以及髕股關(guān)節(jié)軟骨的損傷與退變情況。

DR雙下肢全長(zhǎng)攝影操作方法簡(jiǎn)單，但能較為全面地反映下肢各關(guān)節(jié)病變情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)下肢力線等指標(biāo)的精準(zhǔn)測(cè)量，在臨床下肢畸形矯正、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)置換等手術(shù)計(jì)劃中具有重要價(jià)值。臨床需要根據(jù)不同患者制定不同的攝影方案，在按照標(biāo)準(zhǔn)的攝影技術(shù)規(guī)范操作的同時(shí)也要囑咐患者配合，必要時(shí)也可結(jié)合其他特殊體位和攝影方式進(jìn)行綜合評(píng)估。DR雙下肢全長(zhǎng)攝影可在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)提高診治效率，為臨床提供更全面更有價(jià)值的信息。