雙下肢負重位DR 全長攝影拼接技術在全膝關節(jié)置換術術前計劃及術后療效評估的應用價值

閆 德

（徐州仁慈醫(yī)院放射科 江蘇 徐州 221000）

隨著近年來人們生活水平的提高，關節(jié)性疾病的發(fā)生率也越來越多，并且呈明顯上升趨勢，而大部分關節(jié)相關疾病多伴有嚴重疼痛、活動受限、骨折等風險，使得患者正常生活受到了極大影響[1]。就我國現(xiàn)階段醫(yī)療技術而言，越來越多骨科疾病逐漸可通過外科手術、器械矯正等方法達到治愈或緩解癥狀的效果，其中全膝關節(jié)置換術作為治療關節(jié)病變的首選方法之一，一般是借助重建機械軸來實現(xiàn)理想關節(jié)平衡，進而幫助患者恢復最大關節(jié)活動范圍[2]，這一方法在這幾年也日趨成熟且有進一步擴大的趨勢，并且在臨床上也得到了諸多專家及患者的喜愛。但在一般情況下關節(jié)性疾病均是由關節(jié)軟骨磨損及軟組織不平衡，導致畸形及力線異常，可見除了需要細致的操作技術外，術前明確關節(jié)生物力線是保證膝關節(jié)置換術成功并獲得良好功能的關鍵所在，而且具體療效及預后也要依據患者病情及術后康復訓練而定[3]。因此臨床決定在進行全膝關節(jié)置換術前給予合適的影像學檢查，按照骨關節(jié)形態(tài)及下肢情況來制定治療方案，但常規(guī)影像學技術在顯示下肢生理力線上的效果欠佳，極易導致操作者產生錯誤判斷，無法獲得準確的雙下肢病變情況[4]。下肢負重位數字X 射線攝影（digital radiography，DR）全長拼接技術的出現(xiàn)及應用很好地解決了這一難題，通過X 射線及圖像拼接顯示患者多方位關節(jié)影像，確定股骨解剖結構、髁截骨、脛骨平臺后傾角度等情況時，還能清晰顯示雙下肢全長的角度及生理力線，為手術方案的制定提供了可靠的數據，成為現(xiàn)階段關節(jié)側彎及負重骨骼矯形術前術后檢查的首選方法[5-6]?；诖?，以92 例行全膝關節(jié)置換術患者為研究對象，利用雙下肢負重位DR 全長攝影拼接技術觀察其在術前計劃及術后療效評估的應用效果，現(xiàn)將結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年2 月—2023 年2 月于徐州仁慈醫(yī)院放射科檢查的92 例行全膝關節(jié)置換的患者為研究對象，其中男性40 例，女性52 例，年齡42 ～80 歲，均年（62.31±7.84） 歲； 病程4 ～10 年， 平均（6.22±2.03） 年；疾病類型包括膝關節(jié)骨性關節(jié)炎63 例，類風濕性關節(jié)炎29 例。

納入標準：①均行全膝關節(jié)置換術；②髕骨活動度良好；③既往無膝關節(jié)周圍手術史。排除標準：①合并嚴重骨質疏松；②嚴重膝內畸形；③具有手術禁忌證；④凝血功能障礙；⑤全身或局部存在活動性感染；⑥有酒精、藥物、毒品濫用病史者；⑦無法行硬膜外麻醉者；⑧中途退出研究者。

1.2 方法

儀器選擇銳珂Carestream DRX-Evolution 數字化X線系統(tǒng)，將專用拼接攝影支架置于探測器前，所有患者均采用前后位攝影，即患者背向平板探測器，面朝向球管，雙下肢伸直并緊貼攝影支架，足尖向前，雙手握住專用拼接攝影支架以保持身體平穩(wěn)，再次核對患者信息后，設置下肢全長攝影程序對患者進行掃描；根據患者下肢長度選擇1～5次曝光，SID均為200 cm，第一次曝光條件：管電壓為75 kV，使用AEC，mAs 上限為100；第二次曝光條件：管電壓為75 kV，使用AEC，mAs 為35；第三次曝光條件：管電壓為75 kV，使用AEC，mAs 為14；第四次曝光條件：管電壓為75 kV，使用AEC，mAs 為12.5；第五次曝光條件：管電壓為75 kV，使用AEC，mAs 為8。攝影范圍上至雙髖關節(jié)，下至雙踝關節(jié)；攝影結束后系統(tǒng)會自動進行下肢全長拼接，將DR 所獲取的圖像發(fā)送至處理工作站, 并借助另存功能轉換為JPG 格式；隨后打開Microsoft office Excel 軟件，將圖片插入到Excel；將其中一張圖片選擇并置于頂層，然后將其拖動至與另一張圖片重疊部分，使得兩張圖片完全重合；利用裁剪功能剪去重疊部分使其無縫拼接；然后按照上述步驟重復拼接剩下的圖片；用PicPick 截圖軟件將保存的截圖進行存儲，發(fā)送原圖或打印成膠片給醫(yī)師進行閱覽。

圖像分析及處理：由2 名本科室副主任醫(yī)師對所得圖像及數據進行分析，測定兩個指標及參數，取2 名副主任醫(yī)師2 次測量平均值為最終結果。

1.3 觀察指標

①觀察術前雙下肢骨骼形態(tài)及膝關節(jié)下肢力線情況；②記錄患者全膝關節(jié)置換術前、術后髖部-膝部-踝角部及股骨下角角度的變化。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件處理數據。符合正態(tài)分布計量資料以均數±標準差（±s）表示，行t檢驗；計數資料以頻數（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗。以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 術前雙下肢骨骼形態(tài)及膝關節(jié)下肢力線情況

92 例患者均完成雙下肢負重位DR 全長攝影拼接檢查，圖像下可見完整雙下肢全長及膝關節(jié)下肢力線，能及時發(fā)現(xiàn)并評估畸形關節(jié)情況及角度變化，且圖像清晰完整，未出現(xiàn)偽影，能滿足影像診斷鑒別需要。

2.2 術前、術后髖部-膝部-踝角部及股骨下角角度比較

術后髖部-膝部-踝角部角度大于術前，股骨下角角度小于術前，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），詳情見表1。

表1 術前、術后髖部-膝部-踝角部及股骨下角角度比較（±s，°）

表1 術前、術后髖部-膝部-踝角部及股骨下角角度比較（±s，°）

時間例數髖部-膝部-踝角部角度 股骨下角角度術前92160.33±5.0283.94±4.79術后92175.14±4.3980.21±3.34 t 30.1928.801 P＜0.001＜0.001

2.3 案例分析

患者男性，年齡75 歲，因左膝疼痛5 年余，加重伴活動受限2 周，行走困難，并呈反復發(fā)作性。術前影像學表現(xiàn)：雙下肢全長位片顯示右下肢較左下肢短6 mm 左右，雙膝內側關節(jié)間隙變窄，關節(jié)面硬化，關節(jié)緣及脛骨髁間隆起增生，雙膝關節(jié)退行性變，關節(jié)內翻表現(xiàn)，詳情見圖1。

圖1 術前影像學表現(xiàn)

術后影像學表現(xiàn)：雙下肢全長位片顯示右下肢機械軸長約73.83 cm，左下肢機械軸長約75.65 cm，右下肢機械軸偏向內側約3.82 cm，余無特殊；左膝關節(jié)置換術后復查，現(xiàn)置換器在位，膝關節(jié)周圍見小片狀高密度影；右膝關節(jié)在位，關節(jié)間隙不等寬，內窄外寬，構成骨骨質增生，詳情見圖2。

3 討論

雖然我國骨科關節(jié)矯形技術在近年來得到了飛速發(fā)展，其中全膝關節(jié)置換術不僅能改善膝關節(jié)疾病相關癥狀，促進關節(jié)功能恢復，還能使關節(jié)疾病患者免受病痛困擾，重建穩(wěn)定、功能良好的膝關節(jié)[7]，但其具體療效及預后關鍵在于掌握解剖學及生物力學知識，才能有助于操作者對下肢力線的精確確定及假體的準確植入，是直接關系膝關節(jié)運動范圍及遠期生存率的重要因素。但在臨床實踐中，關節(jié)外科醫(yī)生也不能保證假體植入的精確性及永久性，可見在進行手術時需要給予一定的影像學檢查來獲取并描述患者的膝關節(jié)解剖結構，幫助醫(yī)師明確病情，提高手術精準度，以最大限度地減少手術創(chuàng)傷，提高患者生存率[8-9]。

本研究針對此類問題，提出將雙下肢負重位DR 全長攝影拼接技術用于全膝關節(jié)置換術術前計劃及術后療效評估中，取得了較好的效果，其結果顯示患者均完成雙下肢負重位DR 全長攝影拼接檢查，圖像下可見完整雙下肢全長及膝關節(jié)下肢力線，能及時發(fā)現(xiàn)并評估畸形關節(jié)情況及角度變化，且圖像清晰完整，未出現(xiàn)偽影；與術前相比，髖部-膝部-踝角部角度明顯增大，股骨下角角度明顯減小，說明雙下肢負重位DR 全長攝影拼接技術在測量下肢關節(jié)角度及生理力學軸線上可發(fā)揮重要作用，能初步獲得術前規(guī)劃預期的下肢力線，使其所得截骨量及角度具有較高的準確性，才能更加精確地評估患者病情，創(chuàng)造一個解剖友好的膝關節(jié)模型，最終增強手術的可重復性及可控性，降低術中對軟組織松解的需求，避免不良事件發(fā)生，應用效果顯著，而且行全膝關節(jié)置換術后均有良好的治療效果，說明通過此檢查還能對下肢骨骼形態(tài)、股骨下角等進行評估。雙下肢負重位DR 全長攝影拼接與常規(guī)影像學檢查相比，采用相同焦片距、X 線視野、球管中心及曝光參數，能兼顧各個部位局部側彎情況，可直接顯示完整的雙下肢、髖關節(jié)及膝關節(jié)的病變程度范圍，幫助醫(yī)師拍攝出整體X 光影像，從髖關節(jié)至踝關節(jié)的骨骼形態(tài)、生理角度、力線均一目了然，全面了解各個關節(jié)生理曲度及關節(jié)連接的關系，準確反映人體生理功能形態(tài)改變的體位，實現(xiàn)“先平衡，后截骨”的手術方式，解決了在觀察頸椎至尾椎的脊柱側彎或其他病變時不能一次成像的問題，從而為手術方案的制定提供可靠依據[10-11]。另外，其借助的拼接技術使用的Microsoft office Excel 及Pic Pick 軟件電腦免費使用軟件，且圖片不受頁面限制，分段連續(xù)、重疊采集數字化圖像，不會因為過多或單向裁剪出現(xiàn)縮放現(xiàn)象，保證重合圖像都能無縫拼接；Pic Pick 軟件還能保證截圖圖像高像素有助于醫(yī)師明確診斷，依靠這一優(yōu)勢獲取下肢長度測量、股骨角、脛骨角、膝關節(jié)關節(jié)面夾角和膝外翻角等數據，并根據具體情況調整曝光條件，并且無拼接線，有助于獲得質量好、清晰度高的患者全下肢圖像，進而提高醫(yī)師對病情的判斷及對數據的精準測量[12-13]，目前下肢負重位DR 全長攝影拼接技術憑借著重組影像準確率高、價格適宜、操作簡單、應用性高、射線劑量小等優(yōu)勢，得到了臨床廣泛應用和認可，李靜等[14]的研究中指出對全膝關節(jié)置換術患者應用西門子多圖像及PACS 系統(tǒng)對整個下肢骨骼的形態(tài)、生理角度、生理力線進行手動拼接處理，可清晰顯示雙下肢全長及下肢形態(tài)，還能獲取術前、術后髖-膝-踝角及股骨下角相關數據，不僅能最大限度地減少對軟組織的損害，還能為術前術后測量及療效評估提供了有效依據，這與本研究結論具有一致性。但本研究依然存在以下局限，首先納入樣本量較少，加上研究為單中心研究，需要增加樣本量進行證實，其次未進行相關隨訪統(tǒng)計，雙下肢負重位DR 全長攝影拼接用于全膝關節(jié)置換術的具體效果還應酌情增加指標，需要更多大型的長期隨訪研究證明其安全性與有效性。

綜上所述，全膝關節(jié)置換術前計劃實施雙下肢負重位DR 全長攝影拼接技術，可初步確定下肢形態(tài)及生理力線，為具體診療方案提供有效信心，在術后評估中也能根據此技術反映手術臨床療效，有著良好的應用前景。