X射線數字成像在全脊柱攝影中的臨床應用研究*

孫 濤姜 勇李大鵬韓善清

X射線數字成像在全脊柱攝影中的臨床應用研究*

孫 濤①姜 勇①李大鵬①韓善清②

目的：探討X射線數字成像在全脊柱攝影中的臨床應用價值。方法：應用西門子FX數字X射線機，對50例患者脊柱進行分段拍攝，通過工作站進行后處理，拼接出全脊柱無縫連接的優質圖像，為臨床提供可靠數據。結果：50例患者全脊柱正側位片，其中46例顯示了頸、胸、腰及骶尾骨完全連接，清晰度和對比度較好，另外4例為強制性脊柱炎患者，圖像不完全，但能達到診斷要求。結論：數字化全脊柱成像系統具有以下優勢：①能在一張X射線片上顯示全脊柱圖像；②攝影技術相對簡捷，易操作；③易于保存傳輸；④節省患者檢查費用，節約醫療資源。普及全脊柱成像技術能夠對臨床提供很大幫助，為影像數字化進程邁出堅實的一步。

脊柱側彎；全脊柱; 攝影；拼接; 數字化攝影

孫濤,男,(1978- ),碩士，主管技師。南京醫科大學第一附屬醫院放射科，研究方向：影像技術。

脊柱側彎是脊柱畸形中最常見的一種類型，青少年脊柱側彎的發病率為1%～3%。引起脊柱側彎的原因中約75%為特發性，其發病機制尚不清楚，對于脊柱側彎早發現、早治療可取得較好的治療效果[1]。脊柱側彎畸形患者在進行矯正手術前后需拍攝下頸椎至腰椎全部脊柱正位、側位X光片，以便分析病情、明確診斷和觀察治療效果。青少年的全脊柱長度約為50～80 cm，而我國大多醫院現今使用的成像板(imaging plate，IP)及平板探測器(flat panel detector，FPD)，最大規格的長度只有43 cm，無法一次拍攝出完整的全脊柱X光照片，只能分別拍攝頸胸椎和腰椎片后將兩張照片拼接或疊加起來進行測量診斷。由于在兩次拍片過程中患者體位變化和呼吸運動而造成的脊柱影像失真，往往引起診斷誤差，影響矯正效果[2-7]。隨著醫學影像技術的不斷發展，計算機及其應用的普及，為探索放射影像技術和計算機科學的“融合”技術，解決數字化全脊柱及全上下肢X射線攝影中的圖像拼接已不再困難[8-10]。圖像拼接技術在脊柱側彎畸形和下肢畸形的臨床診斷、術前手術方案的制訂和術后療效的評價等臨床應用中具有十分重要的地位[11-13]。近年來，國內有文獻報道，使用CR或DR的后處理軟件可以對分段攝片的圖像進行拼接[12-15]。南京醫科大學第一附屬醫院自2008年引進DR攝影系統后，在臨床應用方面取得良好的經濟效益和社會效益。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取在南京醫科大學第一附屬醫院就診的50例脊柱側彎青少年患者，其中男性16例，女性34例；平均年齡為18.2歲。

1.2 影像設備

采用西門子FX數字化X光機，配有Leonardo系統的后處理工作站，以及Kodak8900激光打印機。

1.3 攝影方法

(1)脊柱正位。采用前后位，患者直立在拍攝架上，定位器緊貼探測器平板，腳尖并攏朝前，雙腳跟緊貼定位器，雙腿、軀干盡量伸直，雙手穩扶定位桿，軀干緊貼定位器；焦片距為300 cm，選用90 kV及自動電離室(包括自動調整mAs)。側位攝影：患者側向，雙臂前伸，雙手扶穩定位桿以穩定身體，軀干緊貼定位器。采用右側位，患者直立在拍攝架上，雙臂水平舉起，焦片距為300 cm，選用100 kV及自動電離室(包括自動調整mAs)。

(2)測量。打開球管光圈燈觀測照射野，測量患者脊柱位置，上緣平第6頸椎椎體，下緣平骶椎，雙側包括髂骨。在該攝影程序中，測量階段的照射野與各分段攝影時的照射野有一個相對固定的參數。將金屬標記物精確放置于各分段攝影的中心線所對應的標尺刻度位置。

(3)曝光。囑患者屏氣分別行脊柱全長正側位分段平移法投照。按下曝光按鈕，探測器同步跟蹤球管從上至下自動分2～3段曝光，將圖像調整好窗寬和窗位，并做好左右標記后用局域網傳送至Leonardo系統。

(4)拼接過程。Leonardo系統采集到患者分段圖像后使用全脊柱拼接軟件進行拼接，生成兩幅新的全脊柱圖像。拼接中充分利用已知的各分段攝影中的金屬標記物之間的距離，合理使用后處理工作站中的長度測量工具，參照各段影像中的椎體、關節及肋骨等結構進行細微的調整，即可獲得準確的脊柱全長正、側位像。并對圖像進行窗寬和(或)窗位調節，將調整好的圖像進行保存。

(5)打印過程。將調整好的圖像傳送至激光打印機，至此一幅全脊柱圖片便完成。

2 結果

經拼接后打印的復合圖像密度均勻，對比度良好，各拼接處無錯位，各椎體關節結構清晰(如圖1、圖2所示)。

圖1 脊柱側彎患者正位拼接圖

圖2 脊柱側彎患者側位拼接圖

3 討論

全脊椎拼接攝影是一種X射線檢查，照射野較大，無法對青少年敏感部位進行放射防護，故操作人員應熟悉操作要點，運用與患者溝通技巧，交待好注意事項(如攝影曝光時囑其憋氣并靜止不動)，以熟練的技術使每個體位爭取一次攝影成功，減少X射線的照射，避免重復照射所產生的輻射損傷。

DR攝影具有數字化影像特點，其結合全脊柱的拼接技術開創了數字化放射成像新階段，利用計算機拼接軟件獲得全脊柱和全下肢影像，其拼接的影像準確、清晰、密度均勻以及拼接處過渡自然，同時通過網絡終端可在顯示屏上對影像進行長度、角度等測量操作，為臨床診治脊柱病變及下肢人工關節置換提供可靠的影像資料[16-19]。

4 結語

數字化全脊柱成像系統具有下述優勢：①能在一張X光片上顯示全脊柱圖像；②攝影技術簡捷，易操作；③曝光劑量低；④易于保存傳輸；⑤節省患者檢查費用，節約醫療資源。普及全脊柱成像技術能夠對臨床診斷提供可靠影像資料，醫學影像數字化進程能夠為醫院取得良好的經濟效益和社會效益。

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Applications of the whole spine imaging based on DR

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SUN Tao, JIANG Yong, LI Da-peng, et al//
China Medical Equipment,2014,11(11):31-33.

Objective: To explore the application value of the whole spine imaging based on DR. Methods: Fifty patients were examined by Siemens FX digital X-ray machine. The segment images were processed on the workstation. Then, a high-quality image of whole spine without cracks was obtained. It can provide reliable data for clinical. Results: Among 50 cases, 46 cases showed the cervical, thoracic, lumbar, sacrum and coccyx fully connected, the sharpness and contrast are good. The images of the other 4 cases who were diagnosed with ankylosing spondylitis are not complete, but can satisfy the requirement of diagnosis. Conclusion: Digital whole spine imaging system has the following advantages: (1)It can display whole spine in an X-ray image. (2)Technology is simple, easy to operate. (3)It can be easily saved and transitted. (4)It can help patients to save examination cost and medical resources. The popularity of imaging technology in the whole spine can provide great benefit to clinical departments, so it made a solid step for the digital image process.

Spinal curvatures; Whole spine; Imaging; Composing; Digital radiology

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.011

1672-8270(2014)11-0031-03

R445

A

2014-01-27

江蘇高校優勢學科建設工程資助項目(JX10231801)“臨床醫學”

①南京醫科大學第一附屬醫院放射科 江蘇 南京 210029

②南京醫科大學第一附屬醫院信息中心 江蘇 南京 210029

[First-author’s address]Department of Radiology of The First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210029, China.