王 芳 综述，马丽文，张国勇，黄小莉，尹艳林，盛金平 审校

(西部战区总医院放射诊断科，四川 成都 610083)

随着信息化技术的飞速发展，临床医师对骨骼的影像检查要求也越来越高，成像清晰且层次分明的数字化摄影(DR)对下肢疾病的治疗和预后都有着重要的意义。本文对DR双下肢全长摄影的应用现状进行了综述。

1 下肢手术参考指标

下肢力线等指标的精确测量对于下肢骨关节各类疾病的观察和治疗疗效评估至关重要[1-3]。(1)股骨机械轴：股骨头圆心与股骨髁间窝中点的连线。(2)胫骨机械轴：胫骨髁间嵴中点与内外踝中点的连线；(3)下肢机械轴：由股骨头中心点至距骨中点的连线[4]。(4)机械轴偏距(MAD)：下肢机械轴与胫骨髁间嵴的中点之间的距离。MAD一般位于膝关节中心点内侧(9.7±6.8)mm，若偏膝关节中心内侧大于15 mm则考虑膝内翻，若位于中心外侧则考虑膝外翻。(4)股胫外翻角：即下肢力线，为股骨机械轴与胫骨机械轴的夹角，是正常的膝关节中股骨和胫骨之间存在的生理角度。在我国，一般男性为(2.2±2.7)°，女性为(2.2±2.5)°[5]。(5)胫骨平台内翻角(PT角)：胫骨内侧平台线与胫骨机械轴的夹角，胫骨内侧平台线为沿胫骨内侧平台的直线，需要采用非负重位的膝关节X线片进行测量。(6)股骨远端外翻角：股骨内外髁远端切线与股骨长轴垂线的交角，正常为8°～10°，对于评估远端股骨外翻有着重要意义。(7)FT角：小腿机械轴垂直线与双侧股骨髁远端切线的夹角，正常约5°，可以反映胫骨平台的内翻情况。在术中放置股骨假体时需要参考FT角。(8)股四头肌角(Q角)：即髌骨力线，为股骨解剖轴延长线与髌骨中点和胫骨结节连线之间的夹角，关节面的形状和软组织共同维持髌股关节的稳定性。Q角增加髌骨的侧方移位力增大，会导致髌骨半脱位或完全脱位[6]。

2 DR双下肢全长摄影介绍

目前，以平板探测器为拍摄方式的DR系统正蓬勃发展，其基本原理是将非晶硒涂于薄膜晶体管阵列上，经X线照射后在晶体管阵列上产生正比于X线强度的电荷，由电子设备读出再经模/数转换形成数字化信号[7]。目前，DR设备采用的探测器感光灵敏度高、像素尺寸小，可利用较低的X线剂量获得高质量的图像，且配有自动跟踪功能，在垂直方向球管组件和探测器同步运动，从而实现全自动大范围的摄片[8]。图像拼接技术可将多幅图像识别重叠，利用人工或计算机拼接成一幅完整的高分辨率图像，为临床医生选择治疗方案和手术计划提供更多信息[9-10]。在X线球管与平板探测器同步的状态下，X线球管自动调整光栅，在选定曝光范围内的中心位置相对静止，而平板探测器在垂直运动时，球管也配合探测器调整角度上下转动，对下肢分段连续曝光，最后利用自带的软件将采集到的图像信息自动拼接[11]，可以完整显示下肢全长的解剖结构，为测量下肢力线等下肢手术提供精准的影像依据。

DR双下肢全长负重位和非负重位摄影均可测量下肢力线等下肢参考指标，部分医生倾向于采用非负重位。多数学者认为，负重位摄影更能真实、准确地显示双下肢骨骼在生理功能状态下的情况，提供双下肢的病变程度[12-13]。靳岩伟等[14]在对400例患者的对比研究中发现，年龄小于50岁的患者负重位与非负重位摄影检查结果无明显差异，但大部分年龄大于50岁的患者负重位摄影在内、外侧关节间隙间的差异较明显。因此，负重位与非负重位摄影在下肢疾病显示方面的偏差与联系有待进一步探究。在临床实际工作中，仅依靠双下肢全长的负重位影像资料来判断下肢疾病的严重程度有失偏颇，对于术前计划和术后疗效的评估也需慎重[15]。负重位摄影方法：患者站立在下肢调节固定器上，双上肢自然下垂，挺胸抬头，起始位定位于髂嵴，终点位定于足底下方3 cm，双下肢尽量伸直，双足尖朝向前方，踝关节略内旋10°～15°。非负重位摄影方法：患者平卧摄影床上，伸直双腿，脚尖向上双足并拢，双上肢放于身体两旁，X线球管定位范围为髂嵴到足底。2种方法均在摆好体位后均按住曝光手闸不松，球管依据扫描范围自上而下调整曝光角度和次数，摄影结束后设备自动进行全长拼接处理，对图像质量适当调整后即可在图像存贮及传输系统工作站进行精准测量和量化判断。

投照体位的摆放决定了DR双下肢全长摄影测量结果的准确性和图像质量的优劣度，标准影像要求躯干无倾斜旋转，骨盆及下肢诸骨的正位影像显示于照片正中，两侧髂前上棘基本处于同一水平面，左右闭孔大小相等，股骨髁轮廓对称，髌骨置于膝关节正中，胫骨棘轮廓呈笔架样，腓骨小头被胫骨遮挡1/3～1/2，双下肢诸骨骨小梁和周围软组织清楚显示[16]。图像质量评价标准:(1)甲级片。摄影位置正确，对比度好，图像中无异物伪影或其他伪影，下肢力线测量效果佳。(2)乙级片。摄影位置正确，解剖结构成像较清晰，对比度较好，无相关伪影干扰或影响较小，下肢力线测量误差较小。(3)丙级片。患者摄影位置差，各解剖结构显示较差，下肢伸展不足，两侧髂嵴高低不平，髌骨未置于膝关节正中，腓骨小头被胫骨上端遮挡大于或小于1/2，因运动伪影或其他金属异物伪影导致图像模糊，无法满足诊断要求。

3 DR双下肢全长摄影在临床中的应用

随着生活水平提高和医疗技术的不断发展，股骨头坏死、骨性关节炎、膝关节内外翻畸形、风湿病和外伤骨折等无法继续保守治疗的患者，选择关节置换来减轻痛苦、改善生活质量的越来越多，因此临床对于下肢影像技术的需求也越来越迫切[17]。下肢力线恢复至正常状态是全膝关节置换术的主要目标之一，国内外骨科医生一致认为将下肢力线内外翻角控制在0°位是全膝关节置换术的“金标准”[18-19]，而术后下肢力线的良好控制和截骨角度方案的设计与术前下肢全长摄影测得的数据密切相关[20]，因此DR双下肢全长摄影成为评价人工膝关节置换术的重要指标。云青等[21]对89例髋关节置换术患者进行长时间随访时发现，人工髋关节术后会随着时间的推移出现双下肢不等长、假体无菌性松动脱位、假体周围的骨溶解、骨折等种种关节形态及功能的改变，提示DR双下肢全长摄影在判断人工髋关节的功能、术后下肢的恢复情况及并发症发生情况等方面具有重要意义。

邵晓丽等[22]对60例全膝关节置换术患者手术前后资料分析后发现，DR双下肢全长摄影可以实现无缝拼接，可比较清晰地显示患者负重位下肢力线情况和关节畸形程度，同时也可清晰显示术后患者人工膝关节放置的实际位置。刘九保等[23]收集行膝关节置换术的45例患者术前和术后DR双下肢全长摄影图像，对患者膝关节形态学结构改变及下肢力线、胫股角对比分析后发现，DR双下肢全长摄影图像质量优良，术后患者膝关节形态结构均得到了一定改善，达到临床预期要求。周美亚等[24]回顾性分析了实施膝关节置换术的151例患者DR双下肢全长摄影图像资料时发现，图像能够清晰显示关节置换术后患者下肢全长，且骨骼部位密度均匀，无伪影，其合格率为100.00%，优良率为92.72%。

4 不同摄影方式、曝光模式对DR双下肢全长摄影图像的影响

廖煜胜等[25]以138例膝关节置换术患者为研究对象，以骨盆正中和髌骨正中两种体位分别行DR双下肢全长摄影，通过股骨胫骨机械轴夹角等数据评估2组图像质量，并比较手术前后膝关节功能。研究结果显示，两种体位下患者摄影图像质量无显著差异，患者术后疼痛、功能、活动度、屈曲畸形和稳定性等评分较术前均显著上升，骨盆正中体位的DR双下肢全长摄影可正确展示患者本身该有的下肢力线，非负重位的测量结果可能会低估下肢畸形程度。X线片检查具有电离辐射，对人体有害且可引起多种放射性疾病。因此，在保证影像质量的同时减少辐射效应、降低患者吸收剂量成为了众多学者研究的热点和努力的方向。刘新丽等[26]将60例DR双下肢全长摄影患者随机分为2组，一组用自动曝光控制(AEC)模式曝光，另一组则用手动曝光控制(FIXED)模式曝光。结果显示，AEC模式甲级片率为93.3%，而FIXED模式为96.7%；AEC模式辐射剂量为(1.567±0.287)mGy，而FIXED模式为(2.28±0.003)mGy；2组患者的图像质量无显著差异。对于O型腿患者，FIXED模式图像质量明显优于AEC模式，不过FIXED模式下患者接受的辐射剂量会明显增加。因此，在曝光时应注意结合患者具体情况选择更适当的模式。

除了摄影方式、曝光模式的不同会对DR双下肢全长摄影图像产生影响，摄影技术不足引起的图像质量的降低更需要引起重视。彭涛等[27]采用PDCA管理模式对DR双下肢全长摄影的现状及影响图像质量的因素进行分析时发现，图像质量不佳的主要表现为异物伪影、错层伪影、机器伪影、图像曝光过度或不足、下肢摄影解剖体位不标准等。PDCA管理模式在质量管理活动中会把没有解决的问题转入到下一次PDCA循环解决[28]。PDCA管理模式在DR双下肢全长摄影中具有一定的效果。

5 DR双下肢全长摄影优缺点

DR双下肢全长摄影相对于传统胶片摄影、CR单次曝光摄影及CT全下肢三维重建等方式有一定优势[29]。DR双下肢全长摄影操作简单且成像速度快，图像分辨率和信噪比均优于传统胶片摄影和CR单次曝光摄影。另外，CR拼接的图像是由多个IP板拼接获得，在交界处可能存在一定拼接痕迹，从而导致整体图像密度不均匀，直接影响临床下肢疾病手术方案制定和术后疗效评估。而DR双下肢全长摄影能够分次曝光、分段摄片，可根据肢体厚度依次选择合适的曝光条件，后期软件自动拼接，生成一幅完整的下肢全长图像。有学者采用多层螺旋CT扫描全下肢定位像，再采用表面遮盖重建获得最终影像。这种方法性价比不高，且会使受检者接受较高的辐射剂量。相对而言，DR双下肢全长摄影具有价格便宜、辐射剂量低及负重位成像的优势。

DR双下肢全长摄影同样会受到不可控因素的影响，如肌肉挛缩、病理屈曲患者体位不正和站立困难者产生的移动伪影，而且由于双下肢全长摄影是分段拍摄拼接合成的，角度不完全相同，拼接图像时可能存在误差。DR双下肢全长摄影大多为双下肢正位片，并不能完全反映与膝关节各平面的角度，因而有时需要结合其他特殊体位或CT扫描三维重建进行综合评估[30]。如膝关节负重侧位像可观察负重状态下膑股关节的狭窄情况，判断关节内是否存在游离体；膝关节负重前后屈曲位比一些传统的体位能更早反映软骨病变，且有助于对半月板切除手术的预后做出更准确的判断；膝关节负重屈曲45°位可更好地显示髁间窝骨赘增生引起的狭窄、游离体、剥脱性骨软骨炎及骨坏死；双膝关节负重后前屈膝位可了解胫骨嵴后缘骨刺生长情况，观察胫股关节面软骨磨损程度及膝关节股骨髁间窝的受损程度；双髌骨负重屈膝轴位可观察髌骨是否脱位、髌骨两侧支持带张力是否平衡，以及髌股关节软骨的损伤与退变情况。

DR双下肢全长摄影操作方法简单，但能较为全面地反映下肢各关节病变情况，实现对下肢力线等指标的精准测量，在临床下肢畸形矫正、膝关节和髋关节置换等手术计划中具有重要价值。临床需要根据不同患者制定不同的摄影方案，在按照标准的摄影技术规范操作的同时也要嘱咐患者配合，必要时也可结合其他特殊体位和摄影方式进行综合评估。DR双下肢全长摄影可在保证图像质量的同时提高诊治效率，为临床提供更全面更有价值的信息。