DR全長(zhǎng)拼接技術(shù)在下肢全長(zhǎng)成像中的應(yīng)用及其質(zhì)量影響因素分析

彭 鵬 丁曉勇 薛 濤* 牛婷婷 時(shí)文虎 王義澤 武艷珍

隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口老齡化已成為中國(guó)嚴(yán)峻的社會(huì)現(xiàn)象，且風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨性關(guān)節(jié)炎等疾病在老年群體中的發(fā)病率逐年提高，嚴(yán)重影響老年患者生活質(zhì)量[1]。關(guān)節(jié)炎等疾病常常危及髖、膝蓋及踝等關(guān)節(jié)，隨著生物材料的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，髖關(guān)節(jié)置換術(shù)、全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)等臨床應(yīng)用率大幅提高，其中下肢全長(zhǎng)成像對(duì)病情評(píng)估、治療方案制定及術(shù)后預(yù)后評(píng)估等方面具有重要的作用[2]。下肢全長(zhǎng)成像可在同一張膠片上顯示髖關(guān)節(jié)至踝關(guān)節(jié)的整體圖形，可為臨床準(zhǔn)確提供全下肢的角度、力線及長(zhǎng)度測(cè)定[3]。

數(shù)字化X射線攝影(digital radiography，DR)技術(shù)與傳統(tǒng)膠片拼接方式相比，其可根據(jù)下肢厚度選擇適宜的曝光條件，并將攝取圖像專業(yè)化處理后拼接在一起，使下肢各部位無縫拼接，從而獲得清晰度和對(duì)比度高的全下肢圖像，具有方便快捷、電子信息化及患者依從性高等特點(diǎn)[4]。然而，DR全長(zhǎng)拼接技術(shù)步驟復(fù)雜、專業(yè)要求高，同時(shí)需要患者密切配合，若不能完整、準(zhǔn)確展現(xiàn)患者下肢成像，將會(huì)干擾臨床方案制定，影響手術(shù)成功率，甚至威脅患者生命安全[5]。為此，本研究探討DR全長(zhǎng)拼接技術(shù)在下肢全長(zhǎng)成像中質(zhì)量控制的應(yīng)用及其對(duì)圖像質(zhì)量影響因素進(jìn)行分析，為臨床中提高患者依從性、優(yōu)化圖像質(zhì)量提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月至2019年6月在阜陽(yáng)市第五人民醫(yī)院行下肢全長(zhǎng)拼接技術(shù)的76例患者，按照手術(shù)方法的不同，將其分為觀察組和對(duì)照組，每組38例，對(duì)照組患者接受常規(guī)手動(dòng)拼接技術(shù)，觀察組在質(zhì)量控制后行拼接技術(shù)。對(duì)照組中男性12例，女性26例；年齡35～69歲，平均年齡(57.34±7.16)歲；膝關(guān)節(jié)退行性病變14例，下肢骨折術(shù)后24例。觀察組中男性14例，女性24例；年齡36～70歲，平均年齡(56.84±7.89)歲，膝關(guān)節(jié)退行性病變18例，下肢骨折術(shù)后20例。兩組患者性別、年齡及手術(shù)類型等無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，具有可比性。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①圖像資料完整；②能配合攝片者；③對(duì)本研究知情同意。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像資料不完整；②不能配合攝片者；③圖像質(zhì)量差無法拼接者。

1.3 儀器設(shè)備

采用Axiom Aristos MX型雙層平板DR(德國(guó)西門子公司)；IMAGING uDR 780i型DR、全長(zhǎng)站立支架、平板探測(cè)器、影像歸檔及傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)系統(tǒng)(上海聯(lián)影公司)；DRYPRO MODEL 873型干式激光成像儀([柯尼卡美能達(dá)醫(yī)療印刷器材(上海)有限公司]，以及配套膠片。

1.4 攝影方法

所有患者均行站立前后攝影體位，患者面向球管站立在攝影支架上，握住扶手以穩(wěn)定身體重心后，雙腿并攏，骨盆、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)呈正位。選擇“全下肢前后站立位成像”菜單，根據(jù)患者體型選擇曝光次數(shù)，且曝光范圍為髂嵴上3 cm至踝關(guān)節(jié)3 cm。DR攝影結(jié)束后應(yīng)用內(nèi)置軟件拼接雙下肢成像，根據(jù)帶刻度標(biāo)尺評(píng)估拼接效果，若自動(dòng)拼接效果較差，可應(yīng)用圖形拼接軟件適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到理想狀態(tài)，同時(shí)調(diào)整適宜的窗寬和窗位以使圖像更加清晰，最終打印成膠片形式。

1.5 質(zhì)量控制方法

成立監(jiān)督質(zhì)控小組，全方位監(jiān)督病例選擇、拍攝過程、全長(zhǎng)拼接處理及打印等，保證DR全長(zhǎng)拼接技術(shù)的有效性和可靠性。根據(jù)既往文獻(xiàn)和對(duì)照組因素分析，影響全長(zhǎng)拼接效果的影響因素主要為受檢者移動(dòng)或不能長(zhǎng)時(shí)間站立、體位不正、曝光范圍窄、技術(shù)人員操作偏差、設(shè)備原因、標(biāo)尺位置不佳及拼接技術(shù)培訓(xùn)不到位等[6]。針對(duì)上述諸因素，采取質(zhì)量控制措施：①確保設(shè)備、儀表的穩(wěn)定性，定期校驗(yàn)探測(cè)器、中心線，調(diào)整全長(zhǎng)攝影支架的安放和牢固性，確保儀器正常運(yùn)行和患者的安全；②制定并及時(shí)更新全長(zhǎng)攝影標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，結(jié)合Axiom Aristos MX型雙層平板DR和IMAGING uDR 780i型成像系統(tǒng)，根據(jù)其適應(yīng)證和禁忌證，選擇適宜的擺位、曝光條件、球管傾斜角度、攝影距離及標(biāo)尺擺放等；③制定拼接圖像標(biāo)準(zhǔn)化方案，所有技術(shù)人員均經(jīng)培訓(xùn)并合格，并按照軸線完整性、清晰度、連續(xù)性、對(duì)比度及拼接線等評(píng)價(jià)圖像。

1.6 觀察與評(píng)價(jià)指標(biāo)

圖像評(píng)估由主治醫(yī)師和骨科醫(yī)師雙盲評(píng)估，若二者意見不合，則由科室主任最終評(píng)定。

(1)圖像質(zhì)量：拼接圖像質(zhì)量等級(jí)評(píng)估主要分為甲級(jí)、乙級(jí)和丙級(jí)3級(jí)[7]。①甲級(jí)，圖像清晰度和對(duì)比度均較高，體位合適，拼接處無痕跡或運(yùn)動(dòng)偽影等，且圖像能符合術(shù)前、術(shù)后需求；②乙級(jí)，圖像基礎(chǔ)清晰，對(duì)比度尚可，體位部分合適，拼接處有輕微痕跡或偽影，拼接成像基本滿足臨床要求；③丙級(jí)，圖像清晰度差，對(duì)比度不佳，體位不合適，拼接痕跡和偽影明顯，影響臨床正常需求。記錄兩組患者圖像質(zhì)量分級(jí)，并計(jì)算優(yōu)良率。優(yōu)良率=(甲級(jí)+乙級(jí))÷總例數(shù)×100%。

(2)圖像重復(fù)攝影率和下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確率：記錄兩組患者重復(fù)攝影和下肢力線準(zhǔn)確例數(shù)等，并計(jì)算相應(yīng)的比率。下肢力線測(cè)量方法：下肢力線是指股骨頭和踝關(guān)節(jié)中心連線，在負(fù)重狀態(tài)下，下肢力線與踝關(guān)節(jié)中心處于同一條直線上，若下肢力線在膝關(guān)節(jié)中點(diǎn)內(nèi)側(cè)則稱為膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻，否則為膝關(guān)節(jié)外翻，同時(shí)根據(jù)臨床可用性等判斷下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確的例數(shù)。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)數(shù)資料以(%)表示，比較行x2檢驗(yàn)，等級(jí)資料行秩和檢驗(yàn)；計(jì)量資料均呈正態(tài)分布，以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，比較行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組圖像質(zhì)量比較

(1)圖像質(zhì)量：觀察組患者圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良率為100.0%(38/38)，明顯高于對(duì)照組的89.47%(34/38)，兩組比較其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=4.222，P＜0.05)，見表1。

表1 兩組圖像質(zhì)量比較(例)

(2)拼接成像質(zhì)量：觀察組患者拼接成像質(zhì)量甲級(jí)為29例，乙級(jí)為9例；對(duì)照組患者拼接成像質(zhì)量甲級(jí)為20例，乙級(jí)為14例。兩組患者甲級(jí)和乙級(jí)的拼接成像質(zhì)量見圖1和圖2。

圖1 甲級(jí)拼接成像質(zhì)量圖像

圖2 乙級(jí)拼接成像質(zhì)量圖像

2.2 兩組重復(fù)攝影率和下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確率比較

觀察組患者重復(fù)攝影率和下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確率分別為5.26%和97.37%，對(duì)照組分別為31.58%和78.95%，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=8.756，x2=6.176；P＜0.05)，見表2。

表2 兩組重復(fù)攝影率和下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確率比較[例(%)]

3 討論

圖像拼接技術(shù)是指將具有重疊部分的圖像通過計(jì)算機(jī)軟件或人工經(jīng)驗(yàn)等拼接成完整、清晰及無縫的圖像處理技術(shù)。醫(yī)學(xué)拼接技術(shù)經(jīng)歷模擬X射線圖像、暗盒匹配成像及數(shù)字化拼接技術(shù)等階段，已成為影像學(xué)常見的手段和方式[8]。邢棟等[9]報(bào)道，CT和磁共振等掃描技術(shù)可拼接全脊柱成像，但其受制于投射條件、散射線及成像介質(zhì)等因素，且其技術(shù)本身費(fèi)用昂貴，輻射劑量高，臨床依從性較低，因而操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉及輻射低的DR拼接技術(shù)逐步被臨床使用并推廣。現(xiàn)階段臨床下肢攝影主要分為負(fù)重位和非負(fù)重位方式，從技術(shù)準(zhǔn)確度來看，負(fù)重位可更加真實(shí)、準(zhǔn)確反映膝關(guān)節(jié)等病變情況，但臨床需綜合評(píng)估患者病情，當(dāng)患者出現(xiàn)屈曲畸形、髕骨脫位等情況時(shí)，則優(yōu)先選擇非負(fù)重方式[10-11]。本研究納入病例均能耐受負(fù)重方式攝影，但DR下肢成像技術(shù)是分段攝影，存在角度不完全、照射時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，因而降低重復(fù)拍攝次數(shù)，提高技術(shù)人員專業(yè)程度等質(zhì)量控制手段，對(duì)成像質(zhì)量、患者依從性等方面的改善具有重要的意義。

本研究結(jié)果表明，觀察組患者圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良率為100.0%，明顯高于對(duì)照組的89.47%；觀察組患者重復(fù)攝影率為5.26%，明顯低于對(duì)照組的31.58%；觀察組患者下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確率為97.37%，明顯高于對(duì)照組的78.95%，提示質(zhì)量控制可有效改善雙下肢成像質(zhì)量，降低重復(fù)攝影率，提高下肢力線測(cè)量準(zhǔn)確率。通過既往文獻(xiàn)和對(duì)照組的病例分析，總結(jié)圖像質(zhì)量低、重復(fù)攝影率高的因素，主要分為設(shè)備、技術(shù)人員及患者等3個(gè)維度，設(shè)備方面要確保探測(cè)器、照射野及支架放置等穩(wěn)定性和可靠性[12]。本研究成立質(zhì)量控制小組后，加強(qiáng)人員的培訓(xùn)，并根據(jù)技術(shù)人員的臨床經(jīng)驗(yàn)，不斷更新和調(diào)整拍攝的操作流程。DR攝影技術(shù)應(yīng)用電離室技術(shù)，技術(shù)人員需根據(jù)實(shí)際投射部位選擇適宜的電離室，以調(diào)整不同曝光圖像的密度值，使其更加符合拼接要求[13]。全下肢DR成像技術(shù)需要多次曝光，成像時(shí)間往往較長(zhǎng)，拍攝過程中需充分考慮患者呼吸和肢體不自覺運(yùn)動(dòng)情況，且臨床經(jīng)驗(yàn)顯示，患者在術(shù)前配合度較高，而術(shù)后因麻醉藥物和固定物的影響，患者不能長(zhǎng)時(shí)間站立，在拍攝過程中會(huì)發(fā)生移位等現(xiàn)象而造成拼接錯(cuò)誤或失敗等不良事件而增加重復(fù)攝影次數(shù)。因此，根據(jù)每例患者的情況，若遇到內(nèi)翻、外翻或先天性畸形等病例，需合理設(shè)計(jì)患者拍攝擺位，對(duì)于配合度低的患者可應(yīng)用束帶固定，而針對(duì)不能站立者需考慮其他非負(fù)重方式等[14-15]。

4 結(jié)論

針對(duì)DR全長(zhǎng)拼接技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制干預(yù)，可明顯改善圖形拼接成像質(zhì)量，提高下肢力線準(zhǔn)確率，降低重復(fù)攝影次數(shù)，對(duì)醫(yī)師制定合適治療方案及改善患者依從性等均具有重要的臨床意義。