自制摄影架和铅板框在下肢全长摄影中的应用

傅贤方 胡海菁 李春芳 朱明欣

下肢全髋、全膝、全踝的人工置换术，行负重位下肢全长X线片是首选的检查方法[1]。负重位下肢全长片是从髋关节到踝关节的超长片，近年来利用CR、DR等数字化影像设备完成下肢全长投照的报道较多，部分生产商已配备专用下肢全长IP板或专用全下肢全脊柱自动拼接软件[2]，但其价格昂贵。本文旨在探讨自制下肢全长摄影架和铅板框在负重位下肢全长数字化摄影技术的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾我院2009年7月至2011年4月间拟行人工全膝关节表面置换术的患者34例，其中男16例，女18例，年龄53～89岁，平均年龄（68±11）岁。经所有患者同意同时采用传统方法和改良方法摄影，所得各34例图像分为对照组和改良组。

1.2 仪器设备 GE公司全数字X射线摄像系统definium 6000，自制的下肢全长摄影架，两块不同设计厚2mm的铅板框，图像拼接标记两个，Alert手持式α、β、γ和X多功能辐射沾污仪，金盘PACS系统，Adobe公司Photoshop7.0软件，HP LaserJet M1005 MFP打印机。

1.3 改良方法 患者背向站立于下肢全长摄影架，摄影架放置于GE definium6000 16×16in立式胸部探测器前，在患者股骨中下段及胫腓骨中上段位置黏贴图像拼接标记，标准站立位站立，再将摄影架两侧的捆扎绳系上，患者双手轻放于钢柱上的扶手（见图1）。利用球管自动追踪技术，将中心点定在双膝关节的中点，焦片距为2m，再解除球管的Key Switch取消自动追踪。采用固定球管3次分段曝光：第1次曝光将1号铅板框插于球管准直器导轨（下简称导轨）（见图3b），探测器移至患者的双股骨后，上包髋关节，下包股骨的图像拼接标记；第2次曝光换成2号铅板框插于球管导轨（见图3c），探测器移至患者双膝关节后，上下分别包股骨及胫腓骨的图像拼接标记；第3次曝光将1号铅板框倒转插于球管导轨(见图3d)，探测器移至患者双胫腓骨后，上包胫腓骨的图像拼接标记，下包踝关节。三次摄影采用FIXED手动条件，分别为：85kV、10mAs；80kV、8mAs；75kV、6mAs。将3次曝光所得图像根据图像拼接标记利用Adobe公司Photoshop7.0软件进行人工拼接[3]，再用HP LaserJet M1005 MFP打印机将拼接成的下肢全长图像打印在A4纸上供临床测量。

1.4 两种方法的比较（见表1）。

1.5 对比及分析标准 对比两种摄影方法拼接图像的临床诊断符合率，用Alert手持式α、β、γ和X多功能辐射沾污仪测量患者一次检查其甲状腺平均吸收的X线辐射剂量率。临床诊断符合率由图像拼接结果决定，拼接结果分为符合和不符合两种类型，符合即为双下肢肢体及图像拼接标记拼接完整，图像密度、对比度、视觉连贯性良好，可进行临床测量；不符合即为双下肢一侧或双侧骨干图像拼接时出现对位偏差而造成拼接失败，无法达到临床测量要求。

1.6 统计学方法 相关数据采用SPSS13.0统计学软件进行处理，计数资料采用 χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

使用传统方法摄影的对照组中，符合23例，不符合11例，临床诊断符合率为67.7%（23/34）；使用改良方法摄影的改良组中，符合32例，不符合2例，临床诊断符合率为94%（32/34）。改良方法的临床诊断符合率明显比传统方法的高，具有统计学意义（P＜0.05）。传统方法患者一次检查其甲状腺平均吸收剂量为2.269μSv/hr，而改良方法其平均吸收剂量为1.401μSv/hr，具有统计学意义（P＜0.05）。

3 讨论

人工全膝关节表面置换术在术前通常需要知道股骨解剖轴线及胫骨解剖轴线与力学轴线之间的夹角等参数[4]，负重位下肢全长X线摄影能较真实地反映这些参数，为骨科医生制订手术方案和术后的评估提供重要的参考价值。为了使测量的参数更加真实准确，笔者对传统的负重位下肢全长摄影方法进行了改良，借助自制的下肢全长摄影架及铅板框进行摄影。

下肢全长摄影架的制作与应用：在长80cm、宽50cm、高15cm的长方体木框架长边上垂直固定两根高120cm的钢柱，钢柱间间隔为60cm，分别在钢柱的上端与中下端安装捆扎绳，两根钢柱之间是一块厚2mm、长60cm、高120cm的透射线透明有机板。患者站立在木框架上，下肢背面尽量贴近透明有机板，摆好摄影体位后，患者双手轻放在两侧钢柱上的扶手。纤维板与探测器之间间隙为能使探测器上下移动的最少距离以缩小物片距。将两侧钢柱上的捆扎绳扣上捆绑固定患者，防止患者在摄影过程中因移动体位而造成最后图片拼接失败。

表1 传统方法与改良方法的摄影方法比较

图1 患者站立在自制下肢全长摄影架上，由捆扎绳捆扎患者双手轻放在钢柱的扶手。

图2 2a和2b为同一患者分别用改良方法和传统方法拍摄拼接的下肢全长片，2a符合临床诊断要求；2b双股骨和双胫腓骨拼接时出现对位偏差，不符合临床诊断要求。

图3 3a为传统方法未用铅板框一次曝光的光栅大小。3b、3c、3d分别为改良方法3次曝光铅板框插于球管准直器导轨的示意图。

铅板框的制作与应用：将厚2mm的铅板裁剪成与GE definium6000球管导轨相同尺寸的长方形（长22.9cm,宽17.4cm），在铅板的中间分别挖空切割出一小块铅板，使切割后的铅板框套在球管导轨后投照灯在探测器的照射野刚好是16×16in。第一次曝光时插上1号铅板框，第二次曝光时插上2号铅板框，第三次曝光时就将1号铅板框倒转插上。曝光时射线只从铅板框中间的小窗口射出照射到探测器，其余射线由球管光栅和铅板框的共同遮挡。

改良组改良方法由于有下肢全长摄影架的使用，病人在摄影过程中有捆扎绳的捆扎以及扶手对患者上身的固定，使病人在摄影过程中不易移动体位，从而提升拼接图像的临床诊断符合率。改良组图像拼接的临床诊断符合率明显比对照组高。改良组34例图像中有32例达到临床测量要求，拼接处左右对位准确，不存在拼接点的模糊，拼接处骨质呈连续性，密度均匀性、视觉连贯性好；2例由于患者关节严重变形，肢体弯曲，不能直立，造成三次曝光图像放大率不一致，导致拼接失败。而对照组传统方法由于没有捆扎绳的捆绑，长时间的站立使患者容易因各种因素的影响而移动体位，使摄影图像在拼接时出现接口的对位偏差。对照组34例图像中，9例由于病人体位移动导致图像对接偏差过大而无法进行临床测量，2例患者也是三次曝光图像放大率不一致，导致拼接失败。

GE definium6000立式胸部探测器大小为16×16in。对照组摄影时球管光栅是尽量放大(图3a)，每次曝光都使投照灯照射野能包全患者下肢全长（约16×34in），在这样大范围的照射野下曝光3次，每次曝光探测器只接收16×16in的有效数据，其余的射线都为多余射线，因此患者接受的X线辐射剂量大。制作铅板框的铅板厚2mm，它相当于一般摄影用X线机房的主防护墙的防护厚度[5]。改良方法摄影时由于有铅板框对射线的遮挡，使每次曝光投照灯照射野面积恰为探测器的大小16×16in，3次曝光只有图像拼接标记处是重叠摄影，即3次曝光照射野的总面积不到前者的一半。同一患者完成一次下肢全长摄影经三次X线曝光，由于改良方法有铅板框对多余射线的遮挡。本研究结果表明改良方法患者所接受的X线辐射剂量明显比传统方法的少。

为了减少图像的放大失真以及提高图像的摄影质量，有研究表明焦片距为2m则球管到达人体的X线近乎于平行射线，使对骨盆、踝关节变形失真的影响降至最少。改良方法采用球管固定而探测器移动的方法，与专用下肢全长IP板一次曝光摄影相似，不同的是改良方法分3次曝光分别根据患者下肢分段组织不同厚度的摄影要求而设定3组不同的曝光条件。数字化摄影曝光宽容度大，动态范围广，并且有强大的图像后处理功能，避免了专用下肢全长IP板一次曝光摄影患者股骨段曝光不足而胫腓骨段曝光过度的问题，加之手动拼接软件Photoshop的后处理，使图像在拼接合成后对比度更加一致，拼接图像的视觉连贯性和密度均匀性更加明显提高。

笔者根据我院实际情况进行负重位下肢全长摄影技术的改良，以其优质的拼接图像为临床提供精确测量；同时自制下肢全长摄影架和铅板框的制作简单、制作成本低，也解决了大多基层医院由于设备资金投入少，无法购买超长下肢全长专用IP板和专用自动拼接软件等困难，使基层医院也能拍摄出优质的负重位下肢全长片，所以改良的负重位下肢全长数字化摄影优于传统摄影方法值得推广应用。

[1]李霏霰,吴齐英.人工膝关节表面置换260例临床分析[J].现代医药卫生,2007,23(15)：2255-2256.

[2]秦民益,蒋青,胡毓亮,等.负重位全下肢成像技术研究及临床应用价值[J].中华放射学杂志,2002,36(9)：845-846.

[3]自亚妮,贺洪德,邓振牛.CR在双下肢全长投照技术中的应用[J].实用放射学杂志,2006,22(9)：1141-1142.

[4]张子齐,王龙华,桂鉴超,等.Photoshop在数字化全下肢X线摄影图像后处理中的临床应用[J].中华放射学杂志,2006,40(12)：1326-1329.

[5]于进祥.全膝人工关节置换术（下）[J].西北国防医学杂志,1999,20(1)：78-80.