全脊柱及下肢立位數字X線攝影成像與全景拼接后處理圖像的質量對比

金銀萍，姚克林，馮虹，程祖勝，戚洪陽

1.浙江省紹興市第七人民醫院,a 放射科，b 中西醫結合睡眠病區,紹興 312000；2.紹興文理學院附屬醫院

脊柱及下肢畸形是骨科的常見病，尤其好發于青少年[1]。青少年常因不良生活、學習姿勢導致骨骼形態發育異常，其中以脊柱側彎和雙下肢畸形最常見，雙下肢畸形又包括膝關節內外翻、雙下肢不等長、髖關節脫位等[2]。脊柱及下肢畸形若不及時診斷并予以矯治，會影響兒童發育，脊柱側彎甚至會影響患兒心肺功能，導致其無法正常活動[3]。數字X線攝影(DR)是臨床診斷脊柱及下肢畸形的常用方法，有助于分析患者病情、明確治療方案，具有成像速度快、放射劑量少、圖像動態化、后處理功能強等優勢[4-5]。本研究對96例脊柱及下肢畸形患者的病歷資料進行分析，并對比DR全脊柱及下肢立位攝影與全景拼接后處理圖像的質量，旨在探討提高圖像質量的有效方法，為臨床診斷提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析紹興市第七人民醫院及紹興文理學院附屬醫院骨科2020年1—12月的96例脊柱及下肢畸形患者病歷資料，按照隨機數字表法分為A組與B組各48例。A組：男26例，女22例；年齡18～59(35.8±7.8)歲；脊柱畸形31例，下肢畸形17例。B組：男27例，女21例；年齡18～59(35.7±7.7)歲；脊柱畸形30例，下肢畸形18例。2組一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。納入標準：①病歷資料完整；②經影像學檢查，符合脊柱及下肢畸形診斷標準，出現不同程度的脊柱、下肢外觀異常或功能障礙；③對研究內容知曉且自愿參加。排除標準：①脊柱、下肢手術史；②明顯疼痛導致配合不佳；③精神疾病；④妊娠與哺乳期婦女。

1.2 研究方法 A組：行DR全脊柱及下肢立位攝影。應用GE Deef inium 6000 DR系統，以平板半導體探測器為媒介。攝影距離1.5～2.0 m；曝光條件：脊柱80 kV、400 mA，下肢70 kV、320 mA。對不能穿透的具體部位進行標記(通常情況下，相連的2張圖片將出現標志物)。攝影時患者直立，正位時，指導患者背部靠近攝影支架，聽鼻線與水平面垂直，雙下肢伸直，雙手自然下垂；側位時，指導患者取右側站立位，雙手臂抱頭，右肩與臀部靠近攝影支架，下頜支與地面平行。檢查時保證患者掃描位置固定，必要時用扎線固定。全脊柱負重攝影要求保持人體直立，正中矢狀面、X線管焦點、探測板縱軸中線重合，下肢全長負重攝影要求人體直立，雙下肢、膝、足向內側并攏。將探測器順患者身體的長軸自然移動，保證3～5次間斷的曝光，球管和探測器曝光時自動同步從上到下移動直到曝光結束。

B組：行DR全脊柱及下肢立位攝影+全景拼接后處理技術處理圖像。DR全脊柱及下肢立位攝影操作同A組；攝片后將圖像傳送至工作站，進行拼接處理，獲得全景拼接圖像。在攝取原始圖像后，由圖像拼接軟件自動拼接出一幅全脊柱或全下肢的全景圖像，適當調整，于每個圖像的拼接點在探測器上貼上標志以作圖像拼接的參考，并以相對固定的骨頭為參考點進行拼接。拼接后明確拼接部位圖像的光滑細膩度，保證無錯位與重疊征象。

1.3 觀察指標 (1)圖像質量優良率：由專業的DR攝影操作人員進行評定；優：圖像清晰，可對骨骼的完整性與骨折畸形的移位進行準確判斷；良：圖像較清晰，骨骼完整性與骨折畸形移位的判斷不受影響；可：圖像清晰度一般，骨骼完整性與骨折畸形移位的判斷稍受影響；差：圖像清晰度差，無法對骨骼完整性與骨折畸形移位進行判斷；優良率=(優+良)/n×100%[6]。(2)圖像質量評分：由專業的DR攝影操作人員對攝影質量進行評定，標準為：①拍攝區域符合要求，體位正確；②部分肋骨、各椎體密度適中，和心肺、鄰近肌肉組織等形成良好對比，部分肋骨、各椎體骨小梁、骨皮質無運動偽影，可清除顯示；③圖像無異物污染等外來偽影；④圖像標識碼正確、整齊，對診斷無影響；4項均達到計4分，達到3項計3分，達到2項計2分，達到1項計1分，評分越高提示圖像質量越好[7]。(3)影像信噪比：進行信號值測量，運用橢圓形統一選取面積(30～50 mm2)，記錄選定范圍內的平均值，計算正位、側位的信噪比，即SNR值[8]。

2 結果

2.1 圖像質量優良率對比 B組的圖像質量優良率高于A組(P<0.05)。見表1。

表1 2組圖像質量優良率對比

2.2 圖像質量評分對比 B組正位、側位的圖像質量評分均高于A組(P<0.05)。見表2。

表2 2組圖像質量評分對比分)

2.3 影像信噪比對比 2組正位、側位的SNR值對比，差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 2組SNR值對比

3 討論

DR系統能夠通過X線照射非晶硒后在晶體管陣列上出現正比于X線強度的電荷，再經電子設備讀取，經模數轉換輸出數字信號，其成像系統為全固體化結構，可以快速、清晰顯示圖像，使其在脊柱及下肢畸形檢查中獲得廣泛應用[9-10]。傳統DR檢查難以顯現全脊柱與全下肢的整體形態，只能靠超長X線膠片配合超長規格攝影裝置實現全景圖的攝影，或靠做標記進行分區攝影[11]。全景拼接后處理技術的應用，能夠將幾幅分區連續、局部重疊的X線影像圖進行配對整合，形成一幅涵蓋所有感興趣區域的全景影像圖，清晰呈現病變的整體形態，為臨床診斷畸形結構提供準確、有價值的參考依據[12-14]。

本研究結果顯示，對比單純行DR全脊柱及下肢立位攝影以及加用全景拼接后處理技術處理圖像在全脊柱及下肢立位攝影中的應用效果，結果顯示，B組的圖像質量優良率為95.83%，與向朝輝等[6]報道的97.50%相近，高于A組的83.33%，提示加用全景拼接后處理技術處理圖像能夠進一步提高圖像質量，有助于臨床對骨骼完整性與骨折畸形移位的判斷。圖像質量評分對比結果顯示，B組正位、側位的圖像質量評分均高于A組，進一步證實了全景拼接后處理技術對提高影像圖質量有顯著作用。

早期獲取全脊柱及下肢圖像的方法存在放大率、斜射效應等不足，或拼接處理的圖像存在偽影、空間分辨率、信噪比等問題[15]。CT重建技術雖可獲得全景圖像，但其輻射劑量問題不容忽視。MRI檢查獲得的全景圖像較理想，但其體位僅限于臥位，無法滿足脊柱及下肢畸形患者的負重位圖像攝取需求，且價格昂貴。本研究應用全景拼接后處理技術，其通過球管與探測器自動同步從上到下移動來采集圖像，有效解決了錐形射線束的發散投射問題，也減少了偽影與散射線對圖像質量的影響[16]。信噪比的對比結果顯示，A組與B組正位、側位的SNR值均相近，提示全景拼接后處理技術的應用對DR攝影的信噪比不會產生明顯影響。

應用全景拼接后處理技術，能夠清晰顯示脊柱及下肢連接圖像、提高圖像質量。此外，該技術還可獲得均勻密度的數字化X線影像，可為臨床診斷提供更為直觀、準確的圖像，有利于觀察膝關節、髖關節及脊柱的整體形態以及病變嚴重程度與范圍。需要注意的是，無縫隙拼接全脊柱及下肢立位影像圖應做好兩點：一是軸線，二是縫線，要求軸線對齊且不成角，縫線不分離且重疊少，如此方能確保圖像的完全整合、不變形[17-18]。

綜上所述，全景拼接后處理技術在DR全脊柱及下肢立位攝影中的應用效果顯著，能夠滿足檢查需求，能提高圖像質量，有利于臨床更好地做出診斷。