髋关节、膝关节置换术是治疗晚期关节病变的有效方法。在膝关节、髋关节置换手术方案的制订与术后假体置换效果评估时，双下肢全长DR可为骨科医师提供影像依据^[1-3]。然而，在临床工作中，相同的管电压，若曝光模式不同，得到的基于信号的曝光指数(EI_s)和剂量面积乘积(DAP)也存在明显差异，尤其是自动曝光控制(AEC)模式下得到的EI_s和DAP数值偏高。本研究通过分析负重位双下肢全长DR，比较不同曝光模式下DR图像质量和辐射剂量的差异，探讨双下肢全长DR的最佳摄影方法。

回顾性分析日照市中医医院自2019年1月至2022年3月期间105例行双下肢全长DR检查的成人患者资料，男28例，女77例；年龄48~94岁，平均(65.43±8.55)岁。105例均采用固定kV摄影，其中44例(A组)采用AEC模式kV控制技术摄影，28例(B组)采用AEC模式kV-mA控制技术摄影，33例(C组)采用手动曝光控制(FIXED)模式kV-mAs控制技术摄影。本研究获得医院伦理委员会批准，但豁免了知情同意。

排除标准：①因身高原因，双下肢全长摄影无法行3次曝光者；②严重膝关节屈曲、蜷缩畸形导致探测器不能保全者；③双下肢不等长者。

采用Philips Digital Diagnost v2.1 DR系统，配有Pixium型碘化铯平板X线探测器，像素尺寸143 μm×143 μm；全长摄影患者托架和铅尺，Al当量0.9；Eleva Workspot工作站；球管固有滤过为2.5 mm Al/75 kV(IEC60522/1999)；滤线栅比8∶1，焦距F₀ 140 cm，空间分辨率36 lp/cm。下肢全长摄影参数设计：照射野43.18 cm×43.18 cm(17 in×17 in)，摄影距离(SID)260 cm，探测器敏感度选择S400，采用大焦点；AEC与FIXED模式的参数设计均采用机器预设的标准成人条件，3次曝光的管电压依次设为85、77、70 kV。

先将探测器垂直放置，球管移至SID为260 cm处，再将患者托架固定在卡槽内。曝光时球管位置保持不变，但球管角度会自动向头侧/向足侧倾斜-10°~10°，探测器自动移动并锁定球管的中心线，自头侧向足侧依次曝光3次并采集图像。曝光结束后，在Eleva Workspot工作站利用自带的拼接软件自动完成图像拼接，并对拼接图像进行微调，直至最佳；最后把图像传至PACS上进行存储与质量评价。

由1位副主任医师和2位主治医师采用双盲法进行图像质量评价，参考《全国第二届放射科QA、QC学术会议纪要》^[4]的图像质量评价标准：①位置正确，即双侧髂前上棘、距骨下缘均显示，髋关节、膝关节及踝关节显示清晰，髌骨处于旋转中立位；②对比度和清晰度高，无运动伪影；③拼接处图像衔接一致，无拼接伪影和错位；④图像内无影响下肢力线测量的异物重叠；⑤铅尺位置合适，图像标记准确。上述条件均满足为甲级片，有1项不符者为乙级片，有2项及以上不符者为丙级片；甲、乙级片视为达到临床要求，丙级片视为废片，需重照。

记录每位患者3次曝光的DAP、EI_s，以评价辐射剂量。

采用SPSS 25.0软件进行数据分析。计量资料以x±s表示。3组身高、年龄、体质量、体质量指数(body mass index，BMI)、DAP及EI_s比较先行方差齐性检验，方差齐时，行ANOVA检验，组间数据的多重比较行LSD-t检验；方差不齐时，行Brown-Forsythe检验，组间数据的多重比较行Tamhane T₂检验；数据之间的相关性采用Pearson相关分析；图像质量组间比较采用Kruskal-Wallis H检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

经单因素方差分析，3组患者的身高、年龄、体质量、BMI差异均无统计学意义(均P > 0.05)，具有可比性(表 1)。

表 1

表 1 不同曝光模式下3组一般资料比较（x±s）

表 1 不同曝光模式下3组一般资料比较（x±s） 组别 例数 身高（cm） 年龄（岁） 体质量（kg） BMI（kg/m2） A组 44 158.68±6.93 65.00±8.57 63.87±10.70 25.39±3.43 B组 28 160.96±7.71 65.25±8.99 64.82±11.82 24.94±3.71 C组 33 159.91±6.72 65.85±8.48 65.51±11.32 25.52±3.48 F值 0.914 0.068 0.211 0.211 P值 0.404 0.935 0.810 0.935 注：A组，采用自动曝光控制模式kV控制技术摄影；B组，采用自动曝光控制模式kV-mA控制技术摄影；C组，采用手动曝光控制模式kV-mAs控制技术摄影；BMI，体质量指数。

EI_s和DAP各数值A组最高，B组次之，C组最低，3组间的EI_s和DAP数值比较，差异均有统计学意义(均P＜0.05)。经Pearson相关分析，3组的DAP均与BMI呈显著正相关(r=0.904，0.864，0.767；均P＜0.05)；A、B组的EI_s均与BMI呈显著正相关(r=0.841，0.841；均P＜0.05)，C组的EI_s与BMI呈显著负相关(r=-0.943，P＜0.05)(表 2，图 1~6)。

表 2

表 2 不同曝光模式下3组EI_s、DAP比较（x±s）

表 2 不同曝光模式下3组EI_s、DAP比较（x±s） 组别 EI_s DAP（μGym2） EI_s_pevis EI_s_knee EI_s_ankel DAP_pevis DAP_knee DAP_ankel A组 266.86±55.70 494.27±187.19 328.73±141.15 171.26±87.30 73.99±37.06 31.49±15.73 B组 208.86±22.46a 319.32± 69.80a 193.36± 64.02a 97.07±43.29a 41.62±18.63a 17.11± 7.39a C组 106.55±34.64ab 157.24± 29.01ab 91.03± 15.33ab 43.24± 1.89ab 18.03± 0.81ab 7.44± 0.29ab F值 162.62 88.19 73.84 54.56 57.45 61.13 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 注：A组，采用自动曝光控制模式kV控制技术摄影；B组，采用自动曝光控制模式kV-mA控制技术摄影；C组，采用手动曝光控制模式kV-mAs控制技术摄影；EI_s，基于信号的曝光指数；DAP，剂量面积乘积。_pevis，第1次曝光数值；_knee，第2次曝光数值；_ankel，第三次曝光数值。与AEC模式kV控制组相比，aP＜0.05；与AEC模式kV-mA控制组相比，bP＜0.05。

图 1~6

注：3组的DAP均与BMI呈显著正相关（r值分别为0.904、0.864、0.767），A、B组的EI_s均与BMI呈显著正相关（r值分别为0.841、0.841），C组的EI_s与BMI呈显著负相关（r=-0.943） 图 1~6 自动曝光控制（AEC）kV控制（A组）、AEC kV-mA控制（B组）、手动曝光控制（FIXED）kV-mAs控制（C组）3组患者的体质量指数（BMI）分别与曝光指数（EI_s）、剂量面积乘积（DAP）的散点图

A组甲乙级片率为93.18%(41/44)，B组为96.43%(27/28)，C组为93.94%(31/33)，3组图像质量比较，差异无统计学意义(P > 0.05)(表 3，图 7~9)。

表 3

表 3 不同曝光模式下3组图像质量比较

表 3 不同曝光模式下3组图像质量比较  幅（%） 组别 例数 甲级片 乙级片 丙级片 Z值 P值 A组 44 38（86.36） 3（6.82） 3（6.82） 0.276 0.871 B组 28 25（89.29） 2（7.14） 1（3.57） C组 33 28（84.85） 3（9.09） 2（6.06） 注：A组，采用自动曝光控制模式kV控制技术摄影；B组，采用自动曝光控制模式kV-mA控制技术摄影；C组，采用手动曝光控制模式kV-mAs控制技术摄影。

图 7~9

注：图 7为A组（AEC模式kV控制技术），男，58岁，身高162 cm，体质量71 kg，体质量指数（BMI）27.05 kg/m2；图 8为B组（AEC模式kV-mA控制技术），女，60岁，身高168 cm，体质量75 kg，BMI 26.60 kg/m2；图 9为C组（FIXED模式kV-mAs控制技术），女，63岁，身高160 cm，体质量85 kg，BMI 33.20 kg/m2。图像均被评为甲级片，均能达到临床应用要求 图 7~9 自动曝光控制（AEC）模式和手动曝光控制（FIXED）模式，负重位双下肢全长图像的质量评价

随着髋、膝关节置换手术和下肢矫形技术的广泛开展，负重位双下肢全长摄影的临床指导作用日益凸显。如何在保证拼接图像质量的前提下显著降低患者辐射剂量，成为诸多影像科医师关注的课题。

DR图像拼接技术主要是将多次分段摄影的图像利用机器自带软件自动无缝拼接成一幅完整图像的成像技术。其操作简单、检查费用低、图像清晰、密度分布均匀、测量下肢力线准确、方便在PACS上进行数据存储与传输，具有传统CR专用X线机、Photoshop拼接软件、CT/MRI三维后处理技术等无法比拟的优点^{[3, 5]}。目前，下肢全长图像的拼接方法，以X线球管是否同步移动为准，分为以下2种：①步进式法，即X线球管分段移动法，在分段曝光过程中，球管和探测器同步向上、向下移动。这种方法SID相对较短，适用于4~6次的分段摄影自动拼接。②球管位置固定式图像采集，即X线球管固定法，在分段曝光过程中，球管固定于患者双侧髌骨上缘连线位置，伴随着探测器的移动，球管自动向上下倾斜角度，完成图像采集并拼接。该方法SID较长，适用于2~3次的分段摄影自动拼接。本研究采用后一种图像采集方式，采用Philips Digital Diagnost v2.1 DR系统，3组图像均拼接成功，3组图像的客观评价差异无统计学意义(Z=-0.276，P=0.871)，说明虽然摄影模式不同，但获得的下肢全长图像均能达到诊断目的，为临床医师手术计划的制订、术中截骨方式的选择，以及术后假体效果评估提供参考依据。

负重位双下肢全长DR检查的摄影方式分为AEC和FIXED模式。由于AEC模式采用自动曝光定时器控制曝光时间，负重位双下肢全长DR摄影大多采用AEC模式^[6-8]。AEC模式有2种控制技术摄影^[9]：①kV单因子控制技术，曝光时，电离室电流瞬间达到球管最大值，在很短曝光时间内，达到阈值自动终止曝光；②kV-mA双因子控制技术，曝光时，电离室内的电流保持在预设数值，使得自动终止曝光时间变长。而FIXED模式由于无自动曝光定时功能，下肢全长的图像质量和辐射剂量在很大程度上取决于条件的选择。文献显示，采用FIXED模式行负重位双下肢全长摄影，选择基于AEC摄影获得的最佳条件，并灵活优化参数，可获得满意的图像，尤其适用于髋关节、膝关节假体术后复查的患者，既能使辐射剂量达到最优化，又能让图像质量达到最佳化^[10-11]。基于此，本研究将FIXED模式与AEC模式预设成相同的kV值，mAs采用机器预设的标准成人数值，通过研究发现，A组的EI_s和DAP数值最高，B组次之，C组最低，3组间的EI_s和DAP数值比较，差异均有统计学意义(均P＜0.05)；其中A组的EI_s比B组高1.3~1.7倍，A组的DAP比B组高约1.8倍，B组的EI_s比C组高约2倍，B组的DAP比C组高约2.3倍。这与刘启桐等^[11]的研究相符。

综上所述，利用球管固定法行负重位双下肢全长DR摄影时，按辐射防护最优化的原则，采用FIXED模式大焦点进行摄影，所得图像质量不受影响，且患者接受的辐射剂量也较低。