下肢負重位DR片全長拼接對全膝關節置換術的評估

李 靜，白雪琴，趙小春，馮海霞，時克偉

隨著臨床膝關節置換手術量的增加，臨床對下肢全長攝片的需求也日益增多[1]。 下肢負重位(即生理功能狀態位)攝全長DR片檢查能在同一張片子上同時顯示髖關節至踝關節諸骨的影像，可測量全下肢長度、角度、力線，對術前制定膝關節置換手術方案和術后療效評價具有特殊意義。但目前醫用X線成像設備很少可以對下肢全長一次性成像。本研究選取2017年6月～2019年3月在我院關節與運動醫學科行全膝關節置換術的86例患者資料，利用簡易的手動拼接方法在現有軟件上拼接出精確、無縫、高質量的全長DR片，探討下肢負重位DR片全長拼接對全膝關節置換術術前計劃及術后療效評估的價值，報道如下。

1 材料與方法

1.1 病例資料本組86例，男18例，女68例,年齡53～85歲。膝關節骨關節炎患者 67 例，類風濕關節炎患者 19 例。行全膝關節置換術單側72例、雙側14例。患者術前、全膝關節置換術術后1周內及隨訪時均在我院醫學影像科行雙下肢負重位DR全長拼接攝像。

1.2 研究方法

1.2.1儀器設備 應用西門子直接數字化X射線攝影系統(VX Plus)攝片，應用西門子工作站Syngo MultiModality圖像后處理軟件多圖像進行手動拼接處理。

1.2.2投照方法及曝光參數 將專用負重位下肢全長拼接外固定支架、木質臺階置于探測器前，囑患者前后位直立于木質臺階上，雙手握住支架，盡量保持身體不動。由上而下移動探測器(X 線球管與探測器前呈聯動狀態)，水平拍攝，分4次曝光采集髖關節、雙股骨、雙脛腓骨及雙踝關節正位圖像。第1次曝光參數：85 kV，75 mAs；第2次曝光參數：80 kV，50 mAs；第3次曝光參數：75 kV，40 mAs；第4次曝光參數：68 kV，20 mAs。投照距離(焦-膠距)：300 cm；投照視野：43.18 cm×43.18 cm。

1.2.3圖像分析與數據測量 由2名主治醫師分別應用PACS系統對整個下肢骨骼的形態、生理力線進行觀察及分析，并2次測量患者全膝關節置換術術前、術后髖-膝-踝角(即股骨干軸線與脛骨軸線夾角)及股骨下角(即股骨干下段軸線與膝關節股骨下端線在膝關節外側所形成的角)。取2名醫師2次測量的平均值進行統計分析。

2 結果

2.1 圖像質量及全膝關節置換術術后下肢形態評價86例患者髖關節至踝關節的雙下肢全長拼接DR片均能清晰地顯示在同一膠片上，且關節變形情況顯示完整，圖像質量可滿足臨床要求；肉眼觀察患者全膝關節置換術術后較術前下肢骨骼形態及生理力線位置均明顯改善。

2.2 手術前后髖-膝-踝角及股骨下角比較髖-膝-踝角及股骨下角術后1周均較術前明顯改善，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 手術前后髖-膝-踝角及股骨下角比較

2.3 典型病例見圖1～4。

3 討論

3.1 圖像攝影及拼接技術目前雙下肢全長攝影可采用專用X線機或DR拼接的方式，也有采用 CT 和MRI三維處理后獲得雙下肢全長圖像。但是肢體全長數字化專用X線機的費用較高， CT 輻射劑量大，CT及MR設備無法完成負重位拍攝，所以不利于廣泛推廣。而下肢DR片全長拼接法價格便宜，拼接方法簡單，可網絡傳輸，滿足遠程會診的需要；且在負重狀態下DR分段攝影可根據肢體厚度依次選擇合適的曝光條件；并對圖像進行窗寬、窗位調整后處理，使得不同密度的各個部位均能同時良好顯示[2]，從而得到各部位顯示滿意、清晰的高質量全下肢圖像。本研究發現，由于X線球管放射源為中心放射X線，靠近投影中心處X線束可近似視為平行射線束，而邊緣處的射線束則為中心發散束，離中心線越遠則發散現象越明顯，這便導致了X線片存在放大、變形的不足；為減少射線束效應，可適當增大焦點到肢體的距離，或讓肢體貼近攝影架都可以減少射線束效應。只有肢體和標尺都完全重合，才說明肢體和標尺的放大率基本一致，這樣拼接后的圖像才會長度真實、力線準確。另外，為了減少由于患者移動導致的影像拼接失敗，我們制作了專用負重位下肢全長拼接外固定支架。

3.2 拼接圖像臨床應用價值下肢全長攝影尤其是負重位DR片的目的是觀察從髖關節到踝關節的整個下肢骨骼的形態、生理角度、生理力線、生理特征以及測量其全長等。臨床醫師行下肢全膝關節置換術前需要評估股骨角、脛骨角和膝外翻角，測量下肢力線，同時觀察雙膝關節、雙踝關節的關節面是否平行[3]；而術后可通過觀察下肢骨骼的形態及測量下肢生理力線的長度和股骨下角來評價全膝關節置換術的效果，如下肢力線正常情況下該線通過髕骨中心，當發生膝關節骨關節炎時，關節間隙內外受損程度不一，關節面發生傾斜導致膝關節發生內翻或外翻，生理力線會不同程度的向內側或外側移位。本研究顯示，下肢生理力線位置在全膝關節置換術術前均不同程度向內側或外側移位，術后均得到改善，生理力線基本通過人工關節中部。正常成人理想的髖-膝-踝角度為180°[4]，當該角度減小可提示膝關節面受損。本研究中患者術前膝關節均有不同程度的內翻或外翻，術后DR片顯示均明顯改善。正常成人的股骨下角為80°，該角增大或減小提示膝內翻或膝外翻[5]，本研究中全膝關節置換術術后1周股骨下角較術前明顯改善。

圖1 患者，男，63歲，因左膝關節疼痛、活動受限1年，加重3周入院，臨床診斷為左膝關節骨關節炎，行左膝關節置換術 A.術前下肢全長拼接DR片，顯示左膝關節骨質邊緣變尖，股脛關節內側間隙變窄，輕度膝內翻；B.左膝關節置換術術后下肢全長拼接DR片，顯示左膝關節間隙改善 圖2 患者，男，57歲，因右膝關節疼痛、活動受限3年，加重1周入院，臨床診斷為右膝關節骨關節炎，行右膝關節置換術 A.術前下肢全長拼接DR片，顯示右膝關節骨質邊緣變尖，股脛關節內側間隙變窄，輕度膝內翻；B.右膝關節置換術術后下肢全長拼接DR片，顯示右膝關節內翻畸形改善并輕微外翻

圖3 患者，女，73歲，因左膝疼痛活動受限10余年，右膝關節疼痛、活動受限5年，加重半年入院，臨床診斷為雙膝關節骨關節炎，行雙膝關節置換術 A.術前下肢全長拼接DR片，顯示雙膝關節明顯變形、內翻，內側股脛關節間隙消失，左膝為著；B.左膝關節置換術術后3 d下肢全長拼接DR片，顯示左膝關節內翻畸形改善并輕微外翻；C.右膝關節置換術術后5 d、左膝關節置換術后42 d下肢全長拼接DR片，顯示雙膝脛股關節間隙改善 圖4 患者，女，69歲，因左膝疼痛活動受限10余年，右膝疼痛活動受限8年，加重1年入院，臨床診斷為雙膝關節骨關節炎，行雙膝關節置換術 A.術前下肢全長拼接DR片，顯示雙膝關節明顯變形、內翻，左膝為著；B.左膝關節置換術術后5 d下肢全長拼接DR片，顯示內翻畸形明顯改善，關節間隙較術前增寬；C.左膝關節置換術術后1年4個月、右膝關節置換術術后7 d下肢全長拼接DR片，顯示內翻畸形明顯改善

綜上所述，下肢負重位全長拼接DR片能為全膝關節置換術提供可靠的術前、術后測量，同時為術后療效評估提供有力依據。