動態DR多角度掃描技術在膝關節負重位檢查中的臨床應用價值

溫華昌，鐘德江，柯家興，楊巧穎，趙加春，劉興林，唐錫章

膝關節負重位多角度技術引入三維錐形束CT(cone beam CT,CBCT)掃描重建理論，將傳統DR二維重疊影像引入三維成像，可客觀顯示人體生理情況下膝關節細微的骨關節病變。常規臥位使用的膝關節DR攝影，由于膝關節骨骼解剖結構復雜，使得X線片存在骨骼的重疊、攝影位置及方法偏差、肢體旋轉等局限[1,2]。膝關節CT掃描也難以真實反映出患者在站立條件下的關節受力及變形情況。膝關節負重位動態DR多角度掃描技術對于關節受力變形、關節退行性病變及關節面下骨質改變有較高的檢出率，可為臨床提供可靠、真實的影像學信息，對膝關節病變的發現、治療方案的制定和康復療效的觀察等具有很高的臨床應用價值，也是目前國內外骨科及影像學研究的熱點。膝關節負重位多角度掃描技術目前鮮有報道，本文回顧性對比分析105例患者的負重位動態DR多角度掃描與常規DR掃描的影像資料，旨在探討動態DR多角度掃描技術在膝關節負重位檢查中的臨床應用價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集2020年6～12月行膝關節負重位下動態DR多角度掃描及常規DR掃描的105例患者，其中男52例，女53例，年齡最小者14歲，最大者79歲，中位年齡50.4歲。

2.檢查方法

所有病例均在深圳市安健科技股份有限公司生產的DTP576型動態床式DR攝影系統(結合了傳統DR與專業數字胃腸機的特點，大大提升了設備性能，既保證了常規全身各部位DR攝影的影像質量，也兼顧了專業胃腸機的攝影質量)上行X線檢查，使用同一設備進行常規膝關節正側位攝影和膝關節負重位下動態DR多角度掃描。全部受檢者均簽署《志愿者知情同意書》。掃描中給受檢者性腺、甲狀腺部位圍上0.35 mmPb鉛圍裙和鉛圍脖進行放射防護。掃描方法：采用透視的同時旋轉患者的掃描方式，掃描床垂直于地面，X射線源與平板探測器垂直，患者站立于可轉動的床式動態轉盤上，固定綁帶，扶手及靠墊等輔助裝置可提升患者舒適度且降低運動導致的圖像質量下降或偽影，掃描過程中要求患者保持靜止不動，以保證圖像質量。平板探測器盡量覆蓋膝關節上下范圍，避免任何角度下出現截斷情況。旋轉臺帶動患者按照同一方向旋轉，同時連續透視28 s，電壓120 kV，電流6 mA，距離1.5 m。參考常用透視協議，采集數據范圍要求大于0.75圈(圖1)。掃描過程中保持探測器、掃描床及X射線源的相對穩定，避免出現晃動。保留投影數據圖，不進行任何后處理及圖像增強操作。仰臥位下肢伸直及側臥位屈曲25～400，中心線位于髕骨下緣，常規攝膝關節正側位片。

圖1 掃描位置示意圖。

3.評價方法

對105例負重位下動態DR多角度膝關節掃描患者的DR圖像進行分析觀察，由2位副主任醫師、1位主治醫師、2位主管技師及1位工程師組成質控小組，由兩位副主任醫師對圖像進行評判，根據圖像質量標準進行分析，出現異議時由質控小組共同制定改進方案，提高圖像質量，直至圖像達到診斷標準。

4.統計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行統計學分析。計數資料以例或百分比表示，組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

105例患者的負重位下動態DR圖像均存在不同程度偽影,主要是運動偽影與輔助裝置固有偽影(運動偽影21例)，偽影不影響病變顯示或影響較小，均能滿足臨床診斷要求。與常規DR片相比，負重位動態DR多角度掃描可獲得三維影像，骨性關節面下囊性改變較常規DR片多顯示5例，關節間隙變窄多顯示32例(圖2)，骨性關節面改變多顯示28例，兩者均顯示正常14例(表1)。29.5%的病例負重位動態DR多角度掃描檢出了常規DR未能檢出的病灶，57.1%病例的負重位多角度動態DR掃描顯示的病損情況較常規DR嚴重，能更真實地反映關節病情變化，常規DR與負重位多角度動態DR對病變的顯示情況差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 膝關節常規DR與負重位多角度動態DR的檢出情況比較 (例)

通過計算公式D=XI°t(R°/R)估算負重位多角度動態DR掃描中受檢者的輻射射量約為0.0434mSV(攝片條件均相同)，與常規DR膝關節約0.0155 mSv的輻射劑量相比，多角度動態DR掃描的輻射劑量較常規DR增加約1倍，每人每年接受到的天然背景(本底)輻射射量為2 mSv，在《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871-2002)規定范圍內，屬安全檢查。

討 論

在實際工作中，常規DR攝影的漏診普遍存在，由于是重疊的二維影像，存在骨骼的重疊、攝影位置及方法偏差、肢體旋轉等局限[1,2]，對病變細節的顯示影響因素多。負重位多角度掃描重建在現有傳統的動態床DR攝影系統結構基礎上，通過進行相關結構及電子改進，使得傳統的動態床DR攝影系統能夠實現負重位多角度掃描，并結合先進的三維CBCT重建算法完成，實現低成本、高普適的負重位掃描。臨床上膝關節病變首選DR攝影檢查，特別是外傷與退行性骨關節炎方面，DR攝影能發現大部分病變；負重位DR攝影在膝骨關節炎診斷方面能更真實反映骨性關節面、關節面下骨質及關節間隙的變化，具有較好的應用效果[3]。負重位動態DR多角度掃描技術將DR圖像由二維擴展到三維，可獲得橫軸面、矢狀面、冠狀面等多方位圖像，獲得更多膝關節病變的影像學信息，對病變臨床癥狀與骨關節影像改變的相關性、治療方式選擇、手術前評價都有較好的指導作用[4-7]。

本文通過回顧性分析105例患者的負重位下膝關節動態DR多角度掃描的影像資料，證實了該技術的實用性和可行性。本組病例中，與常規DR相比，負重位下膝關節動態DR掃描發現57.1%的病例病損情況顯示較DR清楚、明顯或嚴重，其中1例22歲患者的DR攝片顯示無異常，負重位多角度動態DR檢查顯示關節間隙變窄，與臨床癥狀相符。綜合分析14～30歲患者的影像資料，發現骨性關節面硬化情況可能較實際嚴重，考慮可能與設備因素、重建算法或受檢者臨床癥狀出現晚有關。因此，負重位多角度動態DR較常規DR能提供更為豐富的影像信息與鑒別診斷信息,有較好的臨床應用前景。

負重位動態DR采用多角度掃描技術，收集28s透視數據(固定掃描條件：120 kV，6 mA)，采用CBCT重建算法完成，具有低成本、高普適的特點，將DR圖像由二維擴展到三維，改變了傳統X線重疊影像的概念，擴大了傳統普通放射診斷的視野。該項技術的kV值和mA值較小，導致噪聲明顯，在增加劑量的情況下圖像密度分辨率還有提升空間,另外成像時間長，部分患者難以堅持保持姿勢不動，容易造成條狀偽影。本組病例通過質控小組共同閱片探討，認為圖像能完全滿足臨床診斷要求，但圖像或多或少存在偽影，細節顯示方面有待提高。動態DR多角度檢查所采用的輔助裝置會產生細條紋狀偽影，可通過設計優化，改善或消除偽影。受檢者站立于固定裝置旋轉，配合要求較高，存在檢查范圍的選擇性或局限性，如果能夠加以改進，擴大檢查范圍及檢查人群，將能更好地提升此項技術的應用前景。