DR全长拼接技术在下肢全长成像中的应用及其质量影响因素分析

彭 鹏 丁晓勇 薛 涛* 牛婷婷 时文虎 王义泽 武艳珍

随着社会的进步和经济的不断发展，人口老龄化已成为中国严峻的社会现象，且风湿性关节炎、骨性关节炎等疾病在老年群体中的发病率逐年提高，严重影响老年患者生活质量[1]。关节炎等疾病常常危及髋、膝盖及踝等关节，随着生物材料的发现和创新，髋关节置换术、全膝关节置换术及膝关节单髁置换术等临床应用率大幅提高，其中下肢全长成像对病情评估、治疗方案制定及术后预后评估等方面具有重要的作用[2]。下肢全长成像可在同一张胶片上显示髋关节至踝关节的整体图形，可为临床准确提供全下肢的角度、力线及长度测定[3]。

数字化X射线摄影(digital radiography，DR)技术与传统胶片拼接方式相比，其可根据下肢厚度选择适宜的曝光条件，并将摄取图像专业化处理后拼接在一起，使下肢各部位无缝拼接，从而获得清晰度和对比度高的全下肢图像，具有方便快捷、电子信息化及患者依从性高等特点[4]。然而，DR全长拼接技术步骤复杂、专业要求高，同时需要患者密切配合，若不能完整、准确展现患者下肢成像，将会干扰临床方案制定，影响手术成功率，甚至威胁患者生命安全[5]。为此，本研究探讨DR全长拼接技术在下肢全长成像中质量控制的应用及其对图像质量影响因素进行分析，为临床中提高患者依从性、优化图像质量提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月至2019年6月在阜阳市第五人民医院行下肢全长拼接技术的76例患者，按照手术方法的不同，将其分为观察组和对照组，每组38例，对照组患者接受常规手动拼接技术，观察组在质量控制后行拼接技术。对照组中男性12例，女性26例；年龄35～69岁，平均年龄(57.34±7.16)岁；膝关节退行性病变14例，下肢骨折术后24例。观察组中男性14例，女性24例；年龄36～70岁，平均年龄(56.84±7.89)岁，膝关节退行性病变18例，下肢骨折术后20例。两组患者性别、年龄及手术类型等无统计学差异，具有可比性。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①图像资料完整；②能配合摄片者；③对本研究知情同意。

(2)排除标准：①图像资料不完整；②不能配合摄片者；③图像质量差无法拼接者。

1.3 仪器设备

采用Axiom Aristos MX型双层平板DR(德国西门子公司)；IMAGING uDR 780i型DR、全长站立支架、平板探测器、影像归档及传输系统(picture archiving and communication systems，PACS)系统(上海联影公司)；DRYPRO MODEL 873型干式激光成像仪([柯尼卡美能达医疗印刷器材(上海)有限公司]，以及配套胶片。

1.4 摄影方法

所有患者均行站立前后摄影体位，患者面向球管站立在摄影支架上，握住扶手以稳定身体重心后，双腿并拢，骨盆、膝关节及踝关节呈正位。选择“全下肢前后站立位成像”菜单，根据患者体型选择曝光次数，且曝光范围为髂嵴上3 cm至踝关节3 cm。DR摄影结束后应用内置软件拼接双下肢成像，根据带刻度标尺评估拼接效果，若自动拼接效果较差，可应用图形拼接软件适当调整，以达到理想状态，同时调整适宜的窗宽和窗位以使图像更加清晰，最终打印成胶片形式。

1.5 质量控制方法

成立监督质控小组，全方位监督病例选择、拍摄过程、全长拼接处理及打印等，保证DR全长拼接技术的有效性和可靠性。根据既往文献和对照组因素分析，影响全长拼接效果的影响因素主要为受检者移动或不能长时间站立、体位不正、曝光范围窄、技术人员操作偏差、设备原因、标尺位置不佳及拼接技术培训不到位等[6]。针对上述诸因素，采取质量控制措施：①确保设备、仪表的稳定性，定期校验探测器、中心线，调整全长摄影支架的安放和牢固性，确保仪器正常运行和患者的安全；②制定并及时更新全长摄影标准操作规程，结合Axiom Aristos MX型双层平板DR和IMAGING uDR 780i型成像系统，根据其适应证和禁忌证，选择适宜的摆位、曝光条件、球管倾斜角度、摄影距离及标尺摆放等；③制定拼接图像标准化方案，所有技术人员均经培训并合格，并按照轴线完整性、清晰度、连续性、对比度及拼接线等评价图像。

1.6 观察与评价指标

图像评估由主治医师和骨科医师双盲评估，若二者意见不合，则由科室主任最终评定。

(1)图像质量：拼接图像质量等级评估主要分为甲级、乙级和丙级3级[7]。①甲级，图像清晰度和对比度均较高，体位合适，拼接处无痕迹或运动伪影等，且图像能符合术前、术后需求；②乙级，图像基础清晰，对比度尚可，体位部分合适，拼接处有轻微痕迹或伪影，拼接成像基本满足临床要求；③丙级，图像清晰度差，对比度不佳，体位不合适，拼接痕迹和伪影明显，影响临床正常需求。记录两组患者图像质量分级，并计算优良率。优良率=(甲级+乙级)÷总例数×100%。

(2)图像重复摄影率和下肢力线测量准确率：记录两组患者重复摄影和下肢力线准确例数等，并计算相应的比率。下肢力线测量方法：下肢力线是指股骨头和踝关节中心连线，在负重状态下，下肢力线与踝关节中心处于同一条直线上，若下肢力线在膝关节中点内侧则称为膝关节内翻，否则为膝关节外翻，同时根据临床可用性等判断下肢力线测量准确的例数。

1.7 统计学方法

采用SPSS25.0软件进行数据处理，计数资料以(%)表示，比较行x2检验，等级资料行秩和检验；计量资料均呈正态分布，以均值±标准差(±s)表示，比较行独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组图像质量比较

(1)图像质量：观察组患者图像质量优良率为100.0%(38/38)，明显高于对照组的89.47%(34/38)，两组比较其差异有统计学意义(x2=4.222，P＜0.05)，见表1。

表1 两组图像质量比较(例)

(2)拼接成像质量：观察组患者拼接成像质量甲级为29例，乙级为9例；对照组患者拼接成像质量甲级为20例，乙级为14例。两组患者甲级和乙级的拼接成像质量见图1和图2。

图1 甲级拼接成像质量图像

图2 乙级拼接成像质量图像

2.2 两组重复摄影率和下肢力线测量准确率比较

观察组患者重复摄影率和下肢力线测量准确率分别为5.26%和97.37%，对照组分别为31.58%和78.95%，两组比较差异有统计学意义(x2=8.756，x2=6.176；P＜0.05)，见表2。

表2 两组重复摄影率和下肢力线测量准确率比较[例(%)]

3 讨论

图像拼接技术是指将具有重叠部分的图像通过计算机软件或人工经验等拼接成完整、清晰及无缝的图像处理技术。医学拼接技术经历模拟X射线图像、暗盒匹配成像及数字化拼接技术等阶段，已成为影像学常见的手段和方式[8]。邢栋等[9]报道，CT和磁共振等扫描技术可拼接全脊柱成像，但其受制于投射条件、散射线及成像介质等因素，且其技术本身费用昂贵，辐射剂量高，临床依从性较低，因而操作简单、价格低廉及辐射低的DR拼接技术逐步被临床使用并推广。现阶段临床下肢摄影主要分为负重位和非负重位方式，从技术准确度来看，负重位可更加真实、准确反映膝关节等病变情况，但临床需综合评估患者病情，当患者出现屈曲畸形、髌骨脱位等情况时，则优先选择非负重方式[10-11]。本研究纳入病例均能耐受负重方式摄影，但DR下肢成像技术是分段摄影，存在角度不完全、照射时间长等缺点，因而降低重复拍摄次数，提高技术人员专业程度等质量控制手段，对成像质量、患者依从性等方面的改善具有重要的意义。

本研究结果表明，观察组患者图像质量优良率为100.0%，明显高于对照组的89.47%；观察组患者重复摄影率为5.26%，明显低于对照组的31.58%；观察组患者下肢力线测量准确率为97.37%，明显高于对照组的78.95%，提示质量控制可有效改善双下肢成像质量，降低重复摄影率，提高下肢力线测量准确率。通过既往文献和对照组的病例分析，总结图像质量低、重复摄影率高的因素，主要分为设备、技术人员及患者等3个维度，设备方面要确保探测器、照射野及支架放置等稳定性和可靠性[12]。本研究成立质量控制小组后，加强人员的培训，并根据技术人员的临床经验，不断更新和调整拍摄的操作流程。DR摄影技术应用电离室技术，技术人员需根据实际投射部位选择适宜的电离室，以调整不同曝光图像的密度值，使其更加符合拼接要求[13]。全下肢DR成像技术需要多次曝光，成像时间往往较长，拍摄过程中需充分考虑患者呼吸和肢体不自觉运动情况，且临床经验显示，患者在术前配合度较高，而术后因麻醉药物和固定物的影响，患者不能长时间站立，在拍摄过程中会发生移位等现象而造成拼接错误或失败等不良事件而增加重复摄影次数。因此，根据每例患者的情况，若遇到内翻、外翻或先天性畸形等病例，需合理设计患者拍摄摆位，对于配合度低的患者可应用束带固定，而针对不能站立者需考虑其他非负重方式等[14-15]。

4 结论

针对DR全长拼接技术进行质量控制干预，可明显改善图形拼接成像质量，提高下肢力线准确率，降低重复摄影次数，对医师制定合适治疗方案及改善患者依从性等均具有重要的临床意义。