模拟负重下全下肢CT定位像在全膝关节置换术中的应用

谢友洋，夏云宝，何俊山，石 威，王元杰，曹 阳

模拟负重下全下肢CT定位像在全膝关节置换术中的应用

谢友洋，夏云宝，何俊山，石 威，王元杰，曹 阳

目的：模拟负重下全下肢CT定位像在全膝关节置换术中的临床应用。方法：应用GE 64排螺旋CT机对35例拟行全膝关节置换的患者在模拟负重下进行全下肢定位扫描，运用CT定位片扫描程序，选择正位定位模式，通过一次性连续曝光从双髋扫描至双踝。将扫描的图像传至AW4.4工作站，通过工作站内的相关工具软件对下肢力线和相关角度等进行定量测量和分析。结果：所有下肢全长影像上双髋关节、股骨、膝关节、胫腓骨、踝关节均能够清晰显示，对比度一致。35例患者膝关节内翻的32例，外翻的3例。对所有患者予以手术治疗，术后复查证实成功率达到100%。结论：模拟负重下全下肢CT定位像，在全膝关节置换术前计划和术后评估中完全达到临床要求，对术前指导和术后评价具有重要的临床意义。

模拟负重；下肢全长片；螺旋CT；全膝关节置换术

0 引言

人工全膝关节置换术（TKA）目前已经成为外科治疗各种中晚期严重关节炎的成熟手段，且有良好的长期疗效[1]。超长规格全下肢X线摄影是人工膝关节置换术术前诊断和术后随访较好的检查方法[2]，传统的方法主要是应用CR或DR系统采用普通X线摄影的方法对全下肢进行多次分段曝光，结合拼接软件拼接而成。本研究通过下肢模拟负重结合CT定位的技术应用，简单快捷地获取全下肢X线影像。通过对35例患者的回顾性分析，探讨其在全膝关节置换术中的临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

搜集我院2009年5月至2012年4月拟行全膝关节置换术的35例患者资料，男9例，女26例，年龄为32～73岁，平均年龄为61.5岁。所有患者术前、术后均通过CT进行下肢全长定位扫描。

1.2 检查方法

采用GE 64排螺旋CT机对35例患者进行定位扫描，体位均取仰卧位，脚先进，双上肢上举抱头。所有患者扫描前脚底均放置一块自制方形木板（木板放置于头托与检查床缝隙内），摆放体位时要求患者对着木板做屈膝下蹲动作，借助木板的支撑力蹬直双腿，并嘱咐患者保持下肢蹬力，使双下肢始终处于负重状态。选择下肢定位片扫描模式，取正位序列，扫描范围从双髋关节至踝关节。扫描技术参数：管电压80 kV，管电流10 mA，扫描时间12～15 s，定位角度0°。将扫描图像传至AW4.4工作站，运用测量工具软件对下肢力线和内、外翻角度等进行测量和分析。

2 结果

本组35例患者通过CT定位扫描获取的下肢全长片体位标准，图像对比度一致，双髋至双踝关节的各个测量点均能清晰显示，图像质量完全符合临床

对下肢力线及角度的测量要求。35例患者中，膝关节内翻32例，外翻3例，创伤性膝关节炎3例（单侧），膝关节结核1例（单侧），退行性骨关节炎25例（9例双侧，16例单侧），类风湿性关节炎6例（均为双侧）。典型病例：患者，男，63岁，因右膝关节疼痛伴畸形2 a多来我院就诊，临床结合影像学检查诊断为骨性关节炎，拟行右膝关节置换术。术前（如图1所示）、术后（如图2所示）在我科均行CT定位下肢全长扫描。术前全长片显示右膝外翻，关节间隙变窄且内、外不等称，呈骨性关节炎表现。右膝经假体置换术后，外翻明显消失，恢复正常力线和角度。后经过定期随访复查记录查实，此患者手术成功，术后恢复效果也非常好。

图1 术前显示右膝骨性关节炎伴外翻畸形

图2 术后右膝假体关节在位，外翻消失

3 讨论

在进行膝关节置换术前，通过对双下肢全长X线成像，不仅可获得一般性的诊断资料，同时可了解肢体对线、关节间隙、胫骨平台内翻角、关节畸形程度等情况。对全膝关节置换术前计划有重要的临床意义，也是进行全膝关节人工置换术前评估的重要依据[3-5]。目前，由于国内常见的 X线胶片的最大规格为14 in×17 in（1 in=25.4 mm），长度只有43 cm，比一般成人的双下肢的长度短很多[6]，因此，传统拍摄下肢全长片只能借助普通X线摄影分2～3次曝光，运用拼接软件拼接而成。此方法不仅操作程序繁琐，而且由于各个部位的体厚不一致，曝光条件也有所不同，故图像密度、对比度很难保持一致性。普通X线片还需切割对接，胶片有衔接痕迹，拼接误差较大，不仅给临床测量带来诸多不便，而且无法保证测量的精度[7]。也有部分医院采用超长X线胶片。超长X线胶片虽然有其优势，但由于骨盆至踝关节之间的厚度差异很大，很难得到一张曝光量适度的优质X线照片。因此，获得一张高质量的图像对于临床诊断和术前手术方案的制订等具有十分重要的作用[8-10]。

本组研究借助64排CT定位程序的应用，利用其扫描范围广的特点，实现了下肢全长一站式扫描成像。通过CT扫描的定位图像不仅各个部位放大率一致，同时也保持着很高的密度分辨率，扫描的图像的窗宽、窗位还可以随意调节直至对比度一致。且图像自动传输至工作站，通过工作站上的测量软件的应用，可以对下肢全长片进行任何长度、角度的所有测量，其测量的误差率是远远低于传统方法的。在患者足底放置一块自制木板并予以固定，可使患者足底有个着力点，利用患者下肢自身的蹬力与木板的反作用力形成对抗，并保持力的平衡，下肢即处于一个模拟负重状态。此方法整个过程简单易行，不仅使患者容易接受，而且也大大提高了操作者的工作效率。通过一次性曝光即能获得一幅优质的下肢全长数字化图像，此方法所得的图像不仅大大减少了各部位的几何失真度，而且保持着各个解剖部位的连贯性以及图像对比度的一致性。较传统X线片相比也易于保存，方便传输，可为全膝关节置换术前、术后提供准确可靠的影像学资料，对手术也有很好的指导和评价作用，值得临床推广。

然而本组研究的唯一不足之处是，尽管在扫描技术参数上选择亚高千伏、低毫安，但是整个扫描时间相比传统方法较长，从而也增大了患者的辐射剂量。在考虑数字化影像设备给我们带来方便选择的摄影条件的同时，也不应忽视“放射防护水平的最优化”原则，以确保受检者的权益[11]。所以，建议操作者在运用此方法时，对患者的非检查部位应进行必要的铅衣遮挡。

[1]查振刚，林宏生，吴昊.全膝关节置换术治疗伴膝外翻畸形膝骨性关节炎[J].中国医师进修杂志，2006（20）：16-18.

[2]戴克戎.现代骨科学[M].北京：科学技术文献出版社，2003：494.

[3]许维亚，吴海山．胫骨后倾角在全膝关节置换中的意义[J]．骨与关节损伤杂志，2004，19（4）：280-282.

[4]周殿阁，吕厚山，杜湘珂．膝内翻患者下肢对线的X线分析[J]．中国医学影像技术，2001，17（12）：1 222-1 224.

[5]秦焕玉，谢在龙，金明俊，等．踝关节中心与内外踝体表连线中点关系的X线测量[J]．中国骨与关节损伤杂志，2005，20（4）：278-279.

[6]姜荣，贺文，赵丽琴.下肢全长拼接摄影肢体力线测量角度准确度的研究[J].中国医学计算机成像杂志，2011，17（6）：558-560.

[7] 柴旭峰，卫小春．下肢力线的X线测量及影响因素[J]．中国矫形外科杂志，2007，15（12）：915-917.

[8]饶书城.脊柱外科手术学[M].北京：人民卫生出版社，1993：468-469.

[9]张新华，邱勇，张冰，等.X线超长规格全脊柱摄影装置的研究与应用[J].中华放射学杂志，2002，36（1）：82-84.

[10]张俊勇.双下肢全长CR摄影方法及应用[J].医用放射技术杂志，2004（2）：20.

[11]强永刚，张林.医学影像辐射防护学[M].广州：广东世界图书出版社，2001：184-185.

（收稿：2013-02-18 修回：2013-06-28）

Application of Whole Leg Radiograph Using CT by Weight-bearing Simulation in Total Knee Arthroplasty

XIE You-yang1,XIA Yun-bao2,HE Jun-shan2,SHI Wei2,WANG Yuan-jie2,CAO Yang1
(1.Department of Radiology,People’s Hospital of Huishan District,Wuxi 214187,Jiangsu Province,China; 2.Department of Radiology,the 101st Hospital of the PLA,Wuxi 214044,Jiangsu Province,China)

ObjectiveTo explore the clinical application of the whole leg radiograph using CT by weight-bearing simulation in total knee arthroplasty.MethodsTotally 35 patients desired to undergo total knee arthoplasty were examined by weightbearing whole leg radiograph with GE 64-slice spiral CT.CT localization scanning program and frontal localization mode were used for the single continuous exposure with the scanning range from the hips to the ankles.The acquired images were transmitted to AW4.4 workstation,quantitative measurement and analyses were carried out with the workstation software for the force lines and angles of the lower limbs.ResultsThe hip joint,femoral bone,knee joint,tibiofibula and ankle joint could be displayed clearly with the consistent contrast.Of the 35 patients,there were 32 ones of knee joint bowleg and 2 ones of valgus,who went through the operation with the success rate of 100%.ConclusionThe whole leg radiograph using CT by weight-bearing simulation is of great significance for the pre-operation plan and post-operation evaluation of otal knee arthroplasty.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（1）：90-91]

weight-bearing simulation;whole leg radiograph;spiral CT;total knee arthroplasty

R318；R445

A

1003-8868（2014）01-0090-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.01.090

谢友洋（1980—），男，技师，主要从事CT、磁共振影像技术方面的研究工作，E-mail：67247474@qq.com。

214187江苏无锡，无锡市惠山区人民医院放射科（谢友洋，曹阳）；214044江苏无锡，解放军101医院放射科（夏云宝，何俊山，石 威，王元杰）

曹 阳，E-mail：cyyang@sina.com