DR全脊柱攝影技術(shù)在脊柱側(cè)彎中的應(yīng)用價(jià)值

孫玉霞 林致蘇

脊柱骨骼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常勢(shì)必會(huì)累及周圍神經(jīng)組織，輕者可能僅表現(xiàn)為肢體酸麻，重者或出現(xiàn)內(nèi)臟功能失調(diào)或其他慢性疾病；脊柱側(cè)彎為脊柱結(jié)構(gòu)畸形的重要體現(xiàn)，該病患者脊柱部分節(jié)段不同程度地向側(cè)方彎曲且椎體旋轉(zhuǎn)性變形[1]。為抑制椎體穩(wěn)定性減弱、阻止側(cè)彎進(jìn)展，臨床多以運(yùn)動(dòng)改善法、手術(shù)為治療手段，而早期對(duì)椎體側(cè)彎情況進(jìn)行細(xì)致的分析可為臨床診治提供參考依據(jù)，有利于醫(yī)者基于患者腰椎畸形程度、畸變腰椎走向來合理選擇腰椎功能修復(fù)方案。數(shù)字化X線攝影（digital radiography，DR）技術(shù)充分發(fā)揮了數(shù)字化信息處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，此項(xiàng)高曝光寬容度攝影技術(shù)能夠利用自身組織均衡方面的優(yōu)勢(shì)，減少組織密度、灰度差異對(duì)成像質(zhì)量的影響，醫(yī)者可將圖像上傳至多種重建平臺(tái)進(jìn)行處理，進(jìn)而形成層次分明的X線圖像，弱化周圍組織與照射野內(nèi)組織的毗鄰關(guān)系[2]。為研究此項(xiàng)攝影技術(shù)在脊柱側(cè)彎診治中的應(yīng)用價(jià)值，本研究選取80例脊柱側(cè)彎病例對(duì)其施以DR技術(shù)影像診斷，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

抽取2020年7月-2021年3月在福州市第二醫(yī)院接受治療的80例脊柱側(cè)彎患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：出現(xiàn)雙肩不等高、胸廓不對(duì)稱、呼吸困難等脊柱側(cè)彎典型癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）體內(nèi)有金屬植入物；（2）神志不清、易發(fā)癲癇或心臟驟停等疾病。80例患者中男35例，女45例；年齡15 ～29歲，平均（22.52±4.09）歲；側(cè)彎部位：41例為腰椎側(cè)彎，29例為胸椎側(cè)彎，其余10例為胸腰椎側(cè)彎；側(cè)彎方向：52例偏左，28例偏右；分型：先天性脊柱側(cè)彎7例，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎42例，成人型特發(fā)性脊柱側(cè)彎31例。本研究獲得醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，80例患者及其家屬已簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 掃描設(shè)備 采用SIEMENS Collimater ALO1C Ⅱ型X射線隕乘器[注冊(cè)證號(hào)：CFDA（I）20142310034]、患者支架、1 m長鉛標(biāo)尺、圖像后處理工作站及干式激光相機(jī)進(jìn)行掃描及圖像處理工作。

1.2.2 掃描方法 患者站立于拍攝架上，腳跟緊貼定位器，盡量伸直下肢及軀干，軀干緊貼定位器。鉛標(biāo)尺置放于曝光野內(nèi)，水平投照，結(jié)合最大圖像及重疊區(qū)域進(jìn)行曝光，根據(jù)重合情況微調(diào)曝光參數(shù)，拍攝正位脊柱像時(shí)設(shè)定焦片距為180 cm（管電壓 85 ～95 kV，管電流 250 ～400 mA），患者應(yīng)保持背部緊靠攝影床，雙手可自然下垂，曝光第7頸椎——骶椎、兩側(cè)肋骨及髂嵴；拍攝側(cè)位像時(shí)（管電壓80 ～100 kV，管電流250 ～400 mA），患者應(yīng)側(cè)立于攝影床上，雙手握拳放于鎖骨，肘部稍往前以免上肢與胸椎影像重疊，曝光全脊柱生理曲度、椎體形態(tài)、椎間隙狹窄程度等，注意觀察患者矢狀位是否出現(xiàn)平背畸形或后凸。合理設(shè)定平板探測(cè)器寬度，以40mm以內(nèi)為宜。X線管與平板探測(cè)器同步上移至曝光位時(shí)，囑咐患者盡量屏氣，實(shí)行分段平移法投照，在明確窗寬、窗位合適后利用X射線管自動(dòng)跟蹤功能對(duì)全脊柱進(jìn)行第1 次曝光，9 s后第2次曝光，第3次與第2次曝光間隔同樣為9 s。采集圖像后傳入圖像后處理工作站，使用全脊柱拼接軟件對(duì)圖像進(jìn)行拼接，拼接過程中注意參考已知各分段圖像中的金屬標(biāo)記物作為距離衡量標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用長度測(cè)量工具綜合各段影像中椎體、關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行微調(diào)，生成清晰的脊柱全長正、側(cè)位圖像。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

由經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師對(duì)成片進(jìn)行觀察分析，評(píng)估DR全脊柱攝影技術(shù)展示脊柱側(cè)彎情況的圖像質(zhì)量，并根據(jù)圖像對(duì)患者椎體Cobb’s角進(jìn)行測(cè)量。觀察參數(shù)：胸椎后凸角、腰椎前凸角、骨盆入射及傾斜角、骶骨傾斜角、骶股角、膝部及腳踝關(guān)節(jié)角、骨盆位移情況及矢狀面垂直軸偏距。全脊柱成像有效標(biāo)準(zhǔn)：圖像頂部應(yīng)包括外耳孔情況，底部應(yīng)顯示恥骨聯(lián)合影像，雙側(cè)需包含肩部圖像；經(jīng)圖像可看見脊柱清晰且完整的結(jié)構(gòu)物，不包含運(yùn)動(dòng)偽影；各段影像密度均勻，拼接線周圍影像需呈現(xiàn)自然延續(xù)狀態(tài)，未出現(xiàn)椎體丟失或部分椎體結(jié)構(gòu)圖像失真、變形的情況，拼接處最多可容納1 mm錯(cuò)位圖像。Cobb’s角測(cè)量方式：參考全脊柱圖像明確側(cè)彎上下端椎位置，分別于上端椎體上緣、下端椎體下緣作一橫線，接著對(duì)兩條橫線各作一垂線，所得交線夾角即為Cobb’s角。

2 結(jié)果

80例全脊柱圖像中，76例患者獲得有效正側(cè)位全脊柱成像，要求圖像對(duì)比度良好且各段圖像密度均勻，拼接處錯(cuò)位未超過1 mm誤差，見圖1。76例患者頸部、胸部、腰部及骶尾骨處椎體能夠全部展示于一張圖片內(nèi)，椎體側(cè)彎部位、頂椎及上下端椎位置均得以清晰顯示，觀察圖像可明確椎間隙、對(duì)稱椎弓根、跟間距及椎體側(cè)彎對(duì)周圍臟器的影響。80例患者中4例患者的全脊柱圖像未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其中2例因配合度不足而造成圖像出現(xiàn)偽影，其余2例因曝光不足而致圖像質(zhì)量不佳。對(duì)出現(xiàn)偽影的2例患者行人工校正處理后圖像清晰度、對(duì)比度達(dá)到成片標(biāo)準(zhǔn)，2例曝光條件欠佳者的圖像經(jīng)手動(dòng)調(diào)整圖像黑化度、密度、對(duì)比度后圖像整體質(zhì)量有顯著提升，符合成片標(biāo)準(zhǔn)。80例患者中Cobb’s角≥50°者共 15 例，25°＜Cobb’s 角 ＜50°者共 19 例，Cobb’s 角≤25°者共46例。

圖1 DR技術(shù)曝光所得脊柱側(cè)彎患者正側(cè)位全脊柱拼接圖像

3 討論

脊柱側(cè)彎成因較復(fù)雜，神經(jīng)或肌群受損、骨骼發(fā)育異常、創(chuàng)傷應(yīng)激等均可能是脊柱側(cè)彎的形成原因，其中未成年人、成人在脊柱側(cè)彎發(fā)病特征上有所不同，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎占據(jù)未成年人脊柱側(cè)彎發(fā)病率的80%左右，成人則以退變性脊柱側(cè)凸為主要類型，此病在影像學(xué)檢測(cè)結(jié)果中不僅常表現(xiàn)為脊柱水平性彎曲，部分患者還會(huì)出現(xiàn)三維旋轉(zhuǎn)性椎體變形癥狀；此外，該病多呈現(xiàn)進(jìn)行性發(fā)展直至腰椎停止發(fā)育，較易影響個(gè)體活動(dòng)功能[3-4]。由此可見，盡早施以相關(guān)治療是有效抑制脊柱側(cè)彎癥狀發(fā)展的關(guān)鍵，而采取能夠清晰顯示脊柱變化情況的影像學(xué)檢查措施，可為改善脊柱手術(shù)臨床效果產(chǎn)生有利影響。目前，計(jì)算機(jī)X線攝影（computed radiography，CR）、DR等X線攝影技術(shù)均在臨床有所應(yīng)用，以上攝影技術(shù)在圖像質(zhì)量、后處理技術(shù)方面均有所不同，臨床一直致力于從中找到高效且能夠清晰展示腰椎骨骼病變程度的攝影技術(shù)，從而為臨床腰椎疾病診治提供有效參考依據(jù)。

本研究中，80例脊柱側(cè)彎患者經(jīng)DR全脊柱攝影技術(shù)檢查后，76例患者的脊柱正側(cè)位椎體變化情況均得以清晰顯示，其余4例患者的圖像經(jīng)人工手動(dòng)處理后同樣達(dá)到成片標(biāo)準(zhǔn)；提示于脊柱側(cè)彎患者臨床診治期間應(yīng)用DR全脊柱攝影技術(shù)構(gòu)建X線圖像有效可行。DR全脊柱攝影技術(shù)的成像原理是利用自動(dòng)曝光技術(shù)將椎體經(jīng)X線照射后得出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將多段影像的局部重疊區(qū)域經(jīng)配比后實(shí)現(xiàn)清晰成像，與傳統(tǒng)CR相比具有較高的圖像質(zhì)量，不易受到體位變化、組合IP板間隙過寬、受測(cè)者身高等因素的影響[5-6]。目前臨床X線攝影圖像后處理技術(shù)已逐漸成熟且仍處于不斷發(fā)展的階段，攝影成像經(jīng)縮放、窗寬調(diào)節(jié)等多種后處理技術(shù)介入后可呈現(xiàn)出較清晰、具體的全脊柱圖像，同時(shí)能夠借助數(shù)字化信息平臺(tái)及時(shí)上傳、快捷儲(chǔ)存等優(yōu)勢(shì)減少不必要的時(shí)間成本[7]。人體脊柱各部位組織密度具有一定差異，曝光時(shí)需考慮到組織密度差異從而避免對(duì)比度過大而造成圖像模糊的情況。DR全脊柱攝影技術(shù)實(shí)施狹縫狀X射線曝光攝影期間合理設(shè)定平板探測(cè)器寬度及照射層間距，有利于X射線垂直射入人體，最大程度減少散射對(duì)圖像質(zhì)量的影響，同時(shí)減少平板檢測(cè)器的散射線接收量，各段圖像間密度差具有較高的可控性，臨床可由此獲取對(duì)比度優(yōu)良的脊柱圖像[8]。

研究指出，對(duì)脊柱-骨盆矢狀面平衡度變化情況進(jìn)行分析，可為脊柱疾患發(fā)展現(xiàn)狀診斷提供參考依據(jù)；脊柱-骨盆矢狀面平衡度變化情況可反映出脊柱直至下肢各力線矢量和的改變，而腰椎或骨盆椎體所發(fā)生的旋轉(zhuǎn)性變形均是維持矢狀面平衡的關(guān)鍵機(jī)制[9]。DR全脊柱攝影技術(shù)能夠在短時(shí)間以連續(xù)曝光的形式實(shí)現(xiàn)多幅圖像局部重疊，于X線管與平板探測(cè)器沿?cái)z影架軸作同步上移運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行曝光，避免傳統(tǒng)扇形X線束光器對(duì)影像兩側(cè)產(chǎn)生的放大效應(yīng)，同時(shí)減少邊緣斜射失真度，最大程度減少圖像中運(yùn)動(dòng)偽影、拼接縫等情況的出現(xiàn)；選用站立位測(cè)量Cobb’s角可利用重力作用促使患者實(shí)際腰椎畸形程度及功能狀態(tài)得以明確顯示[10]。臨床脊柱側(cè)彎診斷中，Cobb’s角是確認(rèn)患者是否需要進(jìn)行手術(shù)治療的關(guān)鍵指標(biāo)，Cobb’s角能夠反映脊柱側(cè)彎的嚴(yán)重程度；本研究中80例患者的椎體Cobb’s角情況均得以展現(xiàn)，提示DR全脊柱攝影技術(shù)可為臨床診斷脊柱側(cè)彎病情發(fā)展提供參考依據(jù)。通過觀察DR全脊柱攝影技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化全脊柱X線片，臨床可明確患者病變椎體骨骼連接處是否出現(xiàn)帽性，并能夠?qū)怪馄市螒B(tài)、大體觀進(jìn)行分析，還原患者脊柱整體平衡情況，從而對(duì)患者現(xiàn)階段脊柱側(cè)彎發(fā)展時(shí)期進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷[11]。

隨著目前衛(wèi)生放射學(xué)研究的不斷深入，放射性檢查的劑量控制已逐漸成為臨床關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，傳統(tǒng)X線斷層掃描、多層螺旋CT等常用影像學(xué)檢查方式在輻射劑量控制效果上未呈現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。與多層螺旋CT相比，DR全脊柱攝影技術(shù)的輻射劑量較低，且該項(xiàng)技術(shù)在降低輻射劑量的同時(shí)能夠保證掃描物體結(jié)構(gòu)、層次得以清晰顯示，其借助自身高分辨率優(yōu)勢(shì)及強(qiáng)大的后處理能力為臨床脊柱側(cè)彎診治提供了清晰、全面的診斷依據(jù)，并將平板檢測(cè)器作為直接轉(zhuǎn)換介質(zhì)，最大程度降低照射野周圍圖像失真率[12]。

需要注意的是，患者接受掃描時(shí)需盡量保持靜止?fàn)顟B(tài)以免產(chǎn)生偽影影響成片質(zhì)量。觀察本研究結(jié)果可見，80例患者中，有2例因配合度不足而造成圖像出現(xiàn)偽影，其余2例因曝光不足而致圖像質(zhì)量不佳。出現(xiàn)以上結(jié)果的原因或與DR攝影進(jìn)行中照射野、入射角度及患者呼吸活動(dòng)有關(guān)。首先，為取得清晰的圖像，受檢者需在攝片期間保持不動(dòng)；因此，選用攝影操作熟練度較高的人員進(jìn)行攝片可縮短受檢者固定不動(dòng)的時(shí)間，避免患者因時(shí)間過程而無法控制呼吸。其次，人體正常腰椎曲線會(huì)有一定的曲度，在進(jìn)行DR正、側(cè)位攝片應(yīng)靈活調(diào)整受檢者的體位以彌補(bǔ)正常曲度對(duì)圖像質(zhì)量的影響，加上X線球管同步人體組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行移動(dòng)攝像，圖像失真的可能性或得到有效控制。DR攝影技術(shù)可手動(dòng)設(shè)置曝光量，同時(shí)利用組織均衡技術(shù)弱化肺實(shí)質(zhì)組織與骨骼組織的對(duì)比，本研究結(jié)果顯示，2例曝光條件欠佳者的圖像經(jīng)手動(dòng)調(diào)整圖像黑化度、密度、對(duì)比度后圖像整體質(zhì)量有顯著提升，符合成片標(biāo)準(zhǔn)；提示DR攝影技術(shù)強(qiáng)大的后處理技術(shù)可進(jìn)一步提高成像質(zhì)量，其所包含的標(biāo)記、黑白翻轉(zhuǎn)、窗位調(diào)節(jié)等多項(xiàng)功能可從多個(gè)方面優(yōu)化圖像對(duì)比度、銳利度。

綜上，DR全脊柱攝影技術(shù)可反映脊柱側(cè)彎患者脊柱整體結(jié)構(gòu)、形態(tài)變化情況，在脊柱側(cè)彎診治中具有顯著價(jià)值。