资料和方法

一、资料与设备
34例全下肢X线摄影均为骨科病人，其中男19例，女15例，年龄29——75岁（中位年龄58岁）；摄片使用美国HOLOGIC公司DirectRay EPEX／Omniflex IV System或DirectRay Chest System，探测器35 cm×43 cm；使用Adobe公司Photoshop CS软件对获取的影像进行无缝拼接处理，由EPSON STYLUS PHOTO 790打印机在A4纸上打印出一张完整全下肢图像。
计算机配置：软件配置为应用软件Adobe Photoshop CS，操作系统Windows 2000／Windows XP；硬件配置为Intel Pentium 3／Pentium 4处理器，192 MB（推荐256 MB）内存，1.105 GB可用硬盘空间，1024×768显示器分辨率。
二、摄片及拼接方法
１、摄片方法：在进行超长规格全下肢X线摄影时，尽可能取标准人体直立（负重）位摄片，共摄三张X线片：{dy}张上缘自股骨头上缘至股骨中下段（图1），第二张上缘自股骨中下段至胫腓骨上段，第三张上缘自胫腓骨上段至全部踝关节，并在双股骨中下段的后侧和双胫腓骨上段的后侧各附一个铅标记“8”，以备下一步图像拼接时使用。摄片时下肢尽可能靠近暗盒，以减少X线影像的放大失真。
摄影时采用阳极端效应：X线管阳极端始终对足侧，阴极端对头侧，以取得相对满意的三张全下肢X线影像，摄片曝光参数自髋关节至踝关节分别：90 Kv／16 Mas，86 Kv／12 Mas，80 Kv／10 Mas，焦——片距180 cm。
２、拼接方法：将DR摄取的三张数字化医学影像和传输标准（Digital Imaging and Communications in Medicine，DICOM）的X线影像转换为联合图片专家组标准（Joint Photographic Experts Group，JEPG）图像，然后进行拼接。方法如下：
使用Photoshop CS软件打开图1进行处理，首先调节股骨头、股骨颈区域窗宽、窗位：选中“矩形选框工具”选取股骨头、股骨颈区域à图像（Image）à调整（Adjust）à调节选取区的亮度／对比度（Brightness／Contrast）à曲线（Curves）à 好 à存储（Save）；然后调节股骨头、股骨颈以外区域的窗宽、窗位：选择（Select）à反选（Inverse）à调整à亮度／对比度à曲线à 好 à存储；
再调节膝关节、踝关节的窗宽、窗位，方法：选中图像à图像à调整à亮度／对比度à曲线à 好 à存储；
{zh1}新建一宽3000像素×长9000像素（piexls）的“画布”（Canvas Size），使用“移动工具”分别将图1~3分别移到“画布”内，在“图层”中选择“叠加”工具将图像的背景设为透明，根据影像上的铅号码“8”完成相邻两幅图像的拼接。
使用“矩形选框工具”对拼接产生的图像左、右两侧边线选中进行“剪切”（Cut）操作，以对齐和修饰图像外观，{zh1}以JEPG格式“存储”，插入Microsoft Word中，由EPSON STYLUS PHOTO 790打印机在A4纸上打印出一张全下肢图像。
三、统计学分析
分别测量DICOM格式和JEPG格式图像的Q角，应用SPSS统计xxxx对两组数据采用配对t检验进行分析比较，t=0.05作为检验水准。
结 果
一、诊断结果
34例患者中，退行性膝关节炎19例25个膝关节（6例患者为双侧患病），占55.88%；类风湿性关节炎12例15个膝关节（3例患者为双下肢）；占35.29%；膝关节畸形、创伤性膝关节炎、膝关节结核各占１例，分别占2.94%；26例患者进行了人工全膝关节置换手术xx。
二、测量结果
由放射影像科和骨科主任医师一名和副主任医师两名将摄取的34张X线片分成两组进行测量，{dy}组将全部34例患者的全下肢影像打印出激光胶片，手工拼接并用胶布固定后测量，第二组将上述34例患者的X线影像经Photoshop处理、打印后测量。
21世纪医学影像技术进入了数字化的新纪元，计算机及其应用得到{zd0}程度的普及，为探索放射影像技术和计算机科学的“技术融合”[4，5]，解决数字化全下肢X线摄影中图像拼接问题，我们应用Photoshop图像编辑软件对摄取的三张全下肢X线影像进行无缝拼接，然后进行观察和测量。

一、放射影像摄影学概述

1、超长规格全下肢X线摄影，是一种应用于人工膝关节置换等术前诊断和术后随访的较好的X线检查方法，主要应用于膝关节的退变、畸形及进行人工膝关节置换术的患者，同时也是了解膝关节间隙狭窄程度的一种方法，测量下肢的力学轴线（力线）与股骨解剖轴线的夹角，用来确定成角畸形的程度，是本检查技术的主要目的，也是矫正性截骨的关键［6］。

2、人体下肢力线的测量：是一条自股骨头中心，通过膝关节中心，到踝关节中心的轴线，正常胫股关节存在8 ——9 生理性外翻；人体下肢解剖轴线的测量：是沿人体股骨干中心到膝关节中心的轴线。人体下肢的力线与股骨解剖轴线的夹角称作Q角，国人Q角在5 ——7 ，平均5.4 ，该Q角是人工膝关节置换术中需纠正的重要角度［7］。

二、Photoshop技术概述

1、Photoshop是美国Adobe公司于80年代末期发布的具有强大功能的图像编辑处理软件，经历了Photoshop3.0，Photoshop4.0，Photoshop5.0，Photoshop6.0，到{zx1}发布的Photoshop CS版本，它提供了色阶（Levels）、自动色阶（Auto Levels）、自动对比度（Auto Contrast）、亮度对／对比度、曲线、直方图（Histogram）和合并可见层（Merge Visible）等图像编辑、合成工具，可以将三张编辑后图像合并成一幅图像，实现了在一张A4纸上打印、显示出包含股骨头到踝关节的全部下肢骨性解剖结构，方便骨科对全下肢影像进行多轴线、多角度测量。

2、Photoshop引入图层（Layer）概念后，给图像的编辑（Edit）带来了极大的便利［8］，其中大多数操作都是基于图层的。图层可以想象成是一张张叠加起来的醋酸纸，如果图层上没有图像（即图层透明之处），可以一直看到底下的图层，故可以分别对各图层进行窗宽、窗位的编辑操作，也可以对编辑后的图层进行合并图层（Flatten Image）、合并可见层（Merge Visible）等多种操作。

使用“曲线”对话框能够独立的调整图像中的每一组灰阶（总共256级），即可以调整暗色调和中色调之间的图像或中色调和高亮色调之间的图像，而不影响其它部分色调［9］；“亮度对比度”可以调节影像的锐气度，增加空间分辨率，使股骨头、股骨颈区域的边缘部分得到增强，从而突出了组织的轮廓；“直方图”是一个简单的条形图［10］，它显示出构成图像亮度色阶范围，以及各个色阶之间的相对情况，根据直方图中灰度分布特征判断全下肢，尤其是髋关节的曝光剂量，并以此对曝光后的图像进一步处理。以上多种图像编辑技术的有机结合，可以获得一张拼接后的优化全下肢照片影像，以满足骨科的定位和测量。

3、JPEG格式一种常用的图象压缩标准，是所有压缩格式中最{zy1}的，尽管它使用“有损压缩”（Lossy）方案，但在压缩前可以从对话框中选择“{zg}”（Maximun）项，这样就有效的控制了图像由DICOM转换JPEG后信息量丢失。同时，Photoshop还带有多种辅助工具，如测量工具（Measure Tool）、标尺（Rulers）和网格（Grid）等。测量工具既可以测量图像中任意两点间的距离并进行画线标记；标尺可以方便的定位；利用网格——编辑à预置（Prerences）à参考线（Guides）、网格和切片（Slices）à网格线参数设置为颜色为白色，样式为直线，网格线间隔50mm，子网格为1，还可以根据股骨头、股骨颈占据网格的分布，进行双下肢健侧与患侧的对比、测量，及评估患者在负重位摄片时双下肢有无内旋、外翻，以便较xx的确定股骨头、膝关节和踝关节的中心点。

三、临床应用评价

1、计算机与X线的结合是放射影像科的发展趋势，随着各种数字化设备CR、DR的广泛应用，过去对“超长规格全下肢X线摄影”临床应用面临新的困难[11，12]，为了探索计算机在医学影像后处理中的应用和探索数字化全下肢Ｘ线摄影在临床的应用，使用Photoshop图像编辑软件对获得的全下肢数子X线影像进行格式转换、拼接，使之在一幅平面成像并测量。分别对人体全下肢（图1~4）和人体下肢实验模型摄X线片（图5~8），经Photoshop处理后打印，对前者获得的影像进行轴线、角度测量，其Q角数据经统计学配对分析，符合国内文献报道［13］；由于人体模型仅为骨骼系统，易固定、无移位，所采集的图像拼接后更理想。其检查无创伤，拼接方法简单，方便保存、携带，便于网络传输，满足了远程会诊的需要，且由于采用了亚高千伏低毫安的曝光参数摄影，{zd0}限度减少了患者接触的放射线剂量，从而加强了对患者的防护，适应了数字化放射影像科的发展趋势和满足了骨科的需求。

2、需要强调的是，本方法不足之处在于三次曝光摄取X线片，随着中心线的移动，铅标记有部分影像位移（X线斜射线所致），但通过结果可知不影响骨科对全下肢轴线、角度的测量。

总之，Ｘ线技术和现代计算机技术的结合是放射影像学发展的趋势，如何更好的利用计算机软件对Ｘ线摄影获得的数字化影像进行后处理，达到放射影像技术和计算机科学的“技术融合”，是我们努力的方向之一。