數字化X線攝影技術在脊柱全長攝影中的應用價值

劉健

福建省三明市第一醫院放射科 (福建三明 365000)

脊柱側彎多發于青少年，目前尚無確切病因，可能與患者年齡、骨骼發育、神經肌肉功能、創傷等因素有關。在發病早期，患者的側彎畸形不明顯，不容易被發現，隨著骨骼的生長發育，可出現雙肩不等高、身高低于同齡人、胸廓不對稱等特征，嚴重時甚至會影響心肺發育，導致呼吸道感染或呼吸困難，嚴重影響患者的日常生活。近年來，隨著人們就醫意識的提高，因脊柱側彎問題就診的患者人數也逐年增多，對于確診的患者需及早進行矯正治療。因此，對脊柱側彎的早期診斷、術前評估以及術后復查尤為重要。隨著影像攝影技術的不斷發展，數字化X線攝影技術被逐漸應用于骨科疾病的診斷和治療中，該技術能夠清晰顯示全脊柱攝影圖像，獲得相對精準的數據，有助于為臨床醫師提供直觀依據。鑒于此，本研究將重點探討數字化X線攝影技術在脊柱全長攝影中的應用效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年5月至2021年6月我院收治的83例脊柱側彎患者，患者均于本院接受矯正手術治療，其中，男37例，女46例；年齡11～18歲，平均(14.56±1.03)歲；側凸方向，右側53例，左側30例；脊柱側凸部位，胸椎側凸45例，腰椎側凸38例。本研究經醫院醫學倫理委員會審核批準[2019審(62)]，所有患者家屬均已簽署知情同意書。

納入標準：符合《脊柱外科學》(第1版)中脊柱側彎的診斷標準；均于本院接受脊柱矯正手術治療；治療依從性較好。排除標準：合并其他部位骨折患者；先天性脊柱畸形患者；合并腎、肝等重要臟器功能不全患者；既往存在脊柱手術史患者；選擇保守治療患者。

1.2 方法

1.2.1攝影設備

采用懸吊式數字化醫用X射線攝影系統(荷蘭PHILIPS，型號Digital Diagnost 2.0)對所有患者進行數字化全脊柱攝影，平板探測器選擇非晶硅及碘化銫(型號17英尺×17英寸)。

1.2.2攝影體位與方法

攝影體位：囑患者站立在攝片架前方，保證全脊柱自然形態，正位攝片，囑患者頭、背部緊靠攝片架，雙手自然下垂，雙腳并攏；側位攝片，囑患者一側肩、臀部緊靠于攝片架，雙手握拳放在對應鎖骨上，肘部向前，避免胸椎和上肢互相重疊。

攝影方法：采用Ortho SPine模式明確脊柱攝像的上下限，范圍包括頸椎、骶椎、雙側肩關節、骨盆等，此系統能夠自動選擇2、3次曝光次數，源像距離設置為3.0 m，球管位置相對固定，平板探測器由上往下進行移動，球管以不同角度進行旋轉，并自動跟著平板探測器進行間歇曝光，且每次曝光均有所重疊；將采集所得圖像傳入后處理工作站，由拼接軟件自動調整圖像、拼接，以獲得脊柱全景正側位圖像，其中身高≤120 cm曝光1次即可獲得整體脊柱影像，無需拼接，身高在120～180 cm，脊柱長度在50～70 cm，需曝光2～3次拼接后獲得整體脊柱影像；根據患者身高不同，一般曝光參數通常設置為管電壓85～100 kV，管電流250～400 mA，曝光時間0.1～0.5 s。

1.3 評價指標

(1)圖像質量：由醫院2名具有5年臨床工作經驗的影像科主任醫師依據放射學學術研究會相關標準評估拼接前、后的圖像質量，分別從布局合理性、椎體階段中心要求、影像信息丟失、失真4個方面進行評估，實行5分制扣分，其中甲級片為得分≥4.5分，乙級片為得分4.0～<4.5分，丙級片為得分<4.0分。(2)脊柱側凸術前、術后情況：比較兩組手術前、后矢狀面垂直軸(sagittal vertical axis，SVA)和Cobb角，其中SVA為C7鉛垂線與S1后緣的水平距離，負值定義為C7鉛垂線在S1后上緣的后方，代表軀干后傾，正值定義為C7鉛垂線在S1后上緣的前方，代表軀干前傾，矢狀面失代償為SVA絕對值>50 mm；采用Ortho軟件可直接生成Cobb角。

1.4 統計學處理

采用SPSS 25.0統計軟件進行數據分析，計數資料以率表示，采用χ2檢驗，等級資料采用秩和檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 圖像質量

83例脊柱側彎患者拍攝數字化X線攝影全脊柱成像92幀。其中82例拼接一次成功，1例因體位改變導致自動拼接失敗，后由手動調整，達到拼接要求，拼接成功率98.78%(81/82)。拼接前共有206幀影像，其中甲級片194幀，乙級片10幀，丙級片2幀；拼接后共有92幀影像，其中甲級片91幀，乙級片1幀，丙級片0幀。拼接前、后圖像質量比較，差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 拼接前、后圖像質量比較

2.2 脊柱側凸術前、術后情況

與術前比較，83例脊柱側彎患者術后SVA絕對值、Cobb角均降低，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 脊柱側凸術前、術后SVA和Cobb角比較

3 討論

脊柱側彎是一種常見的脊柱畸形形式，如不早期采取有效的治療，隨著病情的發展，常會伴有骨盆偏轉、肩斜等，不僅嚴重影響患者的身體形態，還易損傷其心肺功能。手術矯正是臨床治療脊柱側彎患者的常用方法，但術前需明確患者脊柱正位、側位情況。臨床常采用X線、CT、MRI等影像學方法明確診斷，但X線最大探測器長度約為43 cm，無法對脊柱全長一次性成像，只能將腰椎、胸椎及頸椎分別成像，易因患者體位、圖片拼接等因素出現圖像失真。CT、MRI雖可獲得脊柱全長圖像，但不適用于術后安放金屬內固定支具的患者，且二者均無法在站立時顯示負重狀態下脊柱的真實狀態。因此，如何獲得高質量的脊柱全景圖像是確保脊柱畸形矯形手術順利進行的重要內容。

數字化X線攝影技術具有操作簡單、攝影時間短、成像清晰等特點，可在重力狀態下顯示脊柱全長，避免了多次成像中體位、呼吸等因素導致的圖像失真，且適用于術后安放金屬內固定支具的患者。本研究結果顯示，83例脊柱側彎患者拍攝數字化X線攝影，拼接成功率為98.78%，拼接前、后圖像質量比較，差異無統計學意義(P>0.05)，且術后SVA絕對值、Cobb角均低于術前，差異有統計學意義(P<0.05)，說明數字化X線攝影技術應用在脊柱全長攝影中圖像質量評分高，有助于評估臨床診療。分析原因在于，SVA、Cobb角是臨床評估脊柱側彎嚴重程度的重要指標，數字化X線攝影技術可在重力狀態下測量SVA和Cobb角，能更真實地反映脊柱畸形程度和功能狀態；數字化X線攝影技術采用自動條件曝光，每次曝光時射線可垂直攝入人體內，可減少散射線，平板接收器接收的散射線也隨之減少，獲得的圖像更清晰；同時，X線球管自動跟著平板探測器進行曝光，可減少影像的失真和放大；此外，數字化X線攝影技術還擁有強大的圖像后處理功能，能夠在曝光后直接運用軟件對圖像進行自動拼接，即使自動拼接失敗，也可人工手動進行拼接。因此，數字化X線攝影技術在脊柱畸形的診斷及預后方面有重要的意義，對患者術前、術后狀況的評估具有關鍵的作用。

綜上所述，數字化X線攝影技術應用在脊柱全長攝影中圖像質量評分高，可為脊柱側彎臨床診斷及預后評估提供重要的影像學依據。