王軍帥，劉 征，姜娥先，王玉潔，魏華田，李基臣，李業(yè)芹

（1.濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬日照市中醫(yī)醫(yī)院，山東 日照 276800；2.山東省淄博市淄川經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)衛(wèi)生院，山東 淄博 255100；3.山東省濟(jì)南市章丘區(qū)中醫(yī)醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250200）

髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療晚期關(guān)節(jié)病變的有效方法。在膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)方案的制訂與術(shù)后假體置換效果評估時，雙下肢全長DR 可為骨科醫(yī)師提供影像依據(jù)［1-3］。然而，在臨床工作中，相同的管電壓，若曝光模式不同，得到的基于信號的曝光指數(shù)（EI_s）和劑量面積乘積（DAP）也存在明顯差異，尤其是自動曝光控制（AEC）模式下得到的EI_s 和DAP 數(shù)值偏高。本研究通過分析負(fù)重位雙下肢全長DR，比較不同曝光模式下DR 圖像質(zhì)量和輻射劑量的差異，探討雙下肢全長DR 的最佳攝影方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析日照市中醫(yī)醫(yī)院自2019 年1 月至2022 年3 月期間105 例行雙下肢全長DR 檢查的成人患者資料，男28 例，女77 例；年齡48～94 歲，平均（65.43±8.55）歲。105 例均采用固定kV 攝影，其中44 例（A組）采用AEC 模式kV控制技術(shù)攝影，28 例（B組）采用AEC 模式kV-mA 控制技術(shù)攝影，33 例（C組）采用手動曝光控制（FIXED）模式kV-mAs 控制技術(shù)攝影。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，但豁免了知情同意。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①因身高原因，雙下肢全長攝影無法行3 次曝光者；②嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)屈曲、蜷縮畸形導(dǎo)致探測器不能保全者；③雙下肢不等長者。

1.2 儀器與方法 采用Philips Digital Diagnost v2.1 DR 系統(tǒng)，配有Pixium 型碘化銫平板X 線探測器，像素尺寸143 μm×143 μm；全長攝影患者托架和鉛尺，Al 當(dāng)量0.9；Eleva Workspot 工作站；球管固有濾過為2.5 mm Al/75 kV（IEC60522/1999）；濾線柵比8:1，焦距F0140 cm，空間分辨率36 lp/cm。下肢全長攝影參數(shù)設(shè)計：照射野43.18 cm×43.18 cm（17 in×17 in），攝影距離（SID）260 cm，探測器敏感度選擇S400，采用大焦點；AEC 與FIXED 模式的參數(shù)設(shè)計均采用機器預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)成人條件，3 次曝光的管電壓依次設(shè)為85、77、70 kV。

先將探測器垂直放置，球管移至SID 為260 cm處，再將患者托架固定在卡槽內(nèi)。曝光時球管位置保持不變，但球管角度會自動向頭側(cè)/向足側(cè)傾斜-10°～10°，探測器自動移動并鎖定球管的中心線，自頭側(cè)向足側(cè)依次曝光3 次并采集圖像。曝光結(jié)束后，在Eleva Workspot 工作站利用自帶的拼接軟件自動完成圖像拼接，并對拼接圖像進(jìn)行微調(diào)，直至最佳；最后把圖像傳至PACS 上進(jìn)行存儲與質(zhì)量評價。

1.3 圖像質(zhì)量和輻射劑量評價 由1 位副主任醫(yī)師和2 位主治醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行圖像質(zhì)量評價，參考《全國第二屆放射科QA、QC 學(xué)術(shù)會議紀(jì)要》［4］的圖像質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)：①位置正確，即雙側(cè)髂前上棘、距骨下緣均顯示，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)顯示清晰，髕骨處于旋轉(zhuǎn)中立位；②對比度和清晰度高，無運動偽影；③拼接處圖像銜接一致，無拼接偽影和錯位；④圖像內(nèi)無影響下肢力線測量的異物重疊；⑤鉛尺位置合適，圖像標(biāo)記準(zhǔn)確。上述條件均滿足為甲級片，有1 項不符者為乙級片，有2 項及以上不符者為丙級片；甲、乙級片視為達(dá)到臨床要求，丙級片視為廢片，需重照。

記錄每位患者3 次曝光的DAP、EI_s，以評價輻射劑量。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以表示。3組身高、年齡、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、DAP 及EI_s 比較先行方差齊性檢驗，方差齊時，行ANOVA 檢驗，組間數(shù)據(jù)的多重比較行LSD-t 檢驗；方差不齊時，行Brown-Forsythe 檢驗，組間數(shù)據(jù)的多重比較行Tamhane T2檢驗；數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性采用Pearson 相關(guān)分析；圖像質(zhì)量組間比較采用Kruskal-Wallis H 檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組一般資料比較 經(jīng)單因素方差分析，3組患者的身高、年齡、體質(zhì)量、BMI 差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），具有可比性（表1）。

表1 不同曝光模式下3組一般資料比較（）

表1 不同曝光模式下3組一般資料比較（）

注：A組，采用自動曝光控制模式kV 控制技術(shù)攝影；B組，采用自動曝光控制模式kV-mA 控制技術(shù)攝影；C組，采用手動曝光控制模式kV-mAs 控制技術(shù)攝影；BMI，體質(zhì)量指數(shù)。

2.2 3組輻射劑量比較 EI_s 和DAP 各數(shù)值A(chǔ)組最高，B組次之，C組最低，3組間的EI_s 和DAP 數(shù)值比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。經(jīng)Pearson 相關(guān)分析，3組的DAP 均與BMI 呈顯著正相關(guān)（r=0.904，0.864，0.767；均P ＜0.05）；A、B組的EI_s 均與BMI 呈顯著正相關(guān)（r=0.841，0.841；均P＜0.05），C組的EI_s 與BMI 呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.943，P＜0.05）（表2，圖1～6）。

圖1～6 自動曝光控制（AEC）kV 控制（A組）、AEC kV-mA 控制（B組）、手動曝光控制（FIXED）kV-mAs 控制（C組）3組患者的體質(zhì)量指數(shù)（BMI）分別與曝光指數(shù)（EI_s）、劑量面積乘積（DAP）的散點圖 注：3組的DAP 均與BMI 呈顯著正相關(guān)（r 值分別為0.904、0.864、0.767），A、B組的EI_s 均與BMI 呈顯著正相關(guān)（r 值分別為0.841、0.841），C組的EI_s 與BMI 呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.943）

表2 不同曝光模式下3組EI_s、DAP 比較（）

表2 不同曝光模式下3組EI_s、DAP 比較（）

注：A組，采用自動曝光控制模式kV 控制技術(shù)攝影；B組，采用自動曝光控制模式kV-mA 控制技術(shù)攝影；C組，采用手動曝光控制模式kV-mAs 控制技術(shù)攝影；EI_s，基于信號的曝光指數(shù)；DAP，劑量面積乘積。_pevis，第1 次曝光數(shù)值；_knee，第2 次曝光數(shù)值；_ankel，第三次曝光數(shù)值。與AEC 模式kV 控制組相比，aP＜0.05；與AEC 模式kV-mA 控制組相比，bP＜0.05。

2.3 3組圖像質(zhì)量比較 A組甲乙級片率為93.18%（41/44），B組為96.43%（27/28），C組為93.94%（31/33），3組圖像質(zhì)量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表3，圖7～9）。

圖7～9 自動曝光控制（AEC）模式和手動曝光控制（FIXED）模式，負(fù)重位雙下肢全長圖像的質(zhì)量評價 注：圖7 為A組（AEC 模式kV 控制技術(shù)），男，58 歲，身高162 cm，體質(zhì)量71 kg，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）27.05 kg/m2；圖8 為B組（AEC 模式kV-mA 控制技術(shù)），女，60 歲，身高168 cm，體質(zhì)量75 kg，BMI 26.60 kg/m2；圖9 為C組（FIXED 模式kV-mAs 控制技術(shù)），女，63 歲，身高160 cm，體質(zhì)量85 kg，BMI 33.20 kg/m2。圖像均被評為甲級片，均能達(dá)到臨床應(yīng)用要求

表3 不同曝光模式下3組圖像質(zhì)量比較 幅（%）

3 討論

隨著髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)和下肢矯形技術(shù)的廣泛開展，負(fù)重位雙下肢全長攝影的臨床指導(dǎo)作用日益凸顯。如何在保證拼接圖像質(zhì)量的前提下顯著降低患者輻射劑量，成為諸多影像科醫(yī)師關(guān)注的課題。

DR 圖像拼接技術(shù)主要是將多次分段攝影的圖像利用機器自帶軟件自動無縫拼接成一幅完整圖像的成像技術(shù)。其操作簡單、檢查費用低、圖像清晰、密度分布均勻、測量下肢力線準(zhǔn)確、方便在PACS 上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與傳輸，具有傳統(tǒng)CR 專用X 線機、Photoshop 拼接軟件、CT/MRI 三維后處理技術(shù)等無法比擬的優(yōu)點［3，5］。目前，下肢全長圖像的拼接方法，以X 線球管是否同步移動為準(zhǔn)，分為以下2 種：①步進(jìn)式法，即X 線球管分段移動法，在分段曝光過程中，球管和探測器同步向上、向下移動。這種方法SID 相對較短，適用于4～6 次的分段攝影自動拼接。②球管位置固定式圖像采集，即X 線球管固定法，在分段曝光過程中，球管固定于患者雙側(cè)髕骨上緣連線位置，伴隨著探測器的移動，球管自動向上下傾斜角度，完成圖像采集并拼接。該方法SID 較長，適用于2～3 次的分段攝影自動拼接。本研究采用后一種圖像采集方式，采用Philips Digital Diagnost v2.1 DR系統(tǒng)，3組圖像均拼接成功，3組圖像的客觀評價差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=-0.276，P=0.871），說明雖然攝影模式不同，但獲得的下肢全長圖像均能達(dá)到診斷目的，為臨床醫(yī)師手術(shù)計劃的制訂、術(shù)中截骨方式的選擇，以及術(shù)后假體效果評估提供參考依據(jù)。

負(fù)重位雙下肢全長DR 檢查的攝影方式分為AEC 和FIXED 模式。由于AEC 模式采用自動曝光定時器控制曝光時間，負(fù)重位雙下肢全長DR 攝影大多采用AEC 模式［6-8］。AEC 模式有2 種控制技術(shù)攝影［9］：①kV 單因子控制技術(shù)，曝光時，電離室電流瞬間達(dá)到球管最大值，在很短曝光時間內(nèi)，達(dá)到閾值自動終止曝光；②kV-mA 雙因子控制技術(shù)，曝光時，電離室內(nèi)的電流保持在預(yù)設(shè)數(shù)值，使得自動終止曝光時間變長。而FIXED 模式由于無自動曝光定時功能，下肢全長的圖像質(zhì)量和輻射劑量在很大程度上取決于條件的選擇。文獻(xiàn)顯示，采用FIXED 模式行負(fù)重位雙下肢全長攝影，選擇基于AEC 攝影獲得的最佳條件，并靈活優(yōu)化參數(shù)，可獲得滿意的圖像，尤其適用于髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)假體術(shù)后復(fù)查的患者，既能使輻射劑量達(dá)到最優(yōu)化，又能讓圖像質(zhì)量達(dá)到最佳化［10-11］?；诖耍狙芯繉IXED 模式與AEC 模式預(yù)設(shè)成相同的kV 值，mAs 采用機器預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)成人數(shù)值，通過研究發(fā)現(xiàn)，A組的EI_s 和DAP 數(shù)值 最高，B組次之，C組最低，3組間的EI_s 和DAP數(shù)值比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；其中A組的EI_s 比B組高1.3～1.7 倍，A組的DAP 比B組高約1.8 倍，B組的EI_s 比C組高約2 倍，B組的DAP 比C組高約2.3 倍。這與劉啟桐等［11］的研究相符。

綜上所述，利用球管固定法行負(fù)重位雙下肢全長DR 攝影時，按輻射防護(hù)最優(yōu)化的原則，采用FIXED 模式大焦點進(jìn)行攝影，所得圖像質(zhì)量不受影響，且患者接受的輻射劑量也較低。