数字化X线摄影技术在脊柱全长摄影中的应用价值

刘健

福建省三明市第一医院放射科 (福建三明 365000)

脊柱侧弯多发于青少年，目前尚无确切病因，可能与患者年龄、骨骼发育、神经肌肉功能、创伤等因素有关。在发病早期，患者的侧弯畸形不明显，不容易被发现，随着骨骼的生长发育，可出现双肩不等高、身高低于同龄人、胸廓不对称等特征，严重时甚至会影响心肺发育，导致呼吸道感染或呼吸困难，严重影响患者的日常生活。近年来，随着人们就医意识的提高，因脊柱侧弯问题就诊的患者人数也逐年增多，对于确诊的患者需及早进行矫正治疗。因此，对脊柱侧弯的早期诊断、术前评估以及术后复查尤为重要。随着影像摄影技术的不断发展，数字化X线摄影技术被逐渐应用于骨科疾病的诊断和治疗中，该技术能够清晰显示全脊柱摄影图像，获得相对精准的数据，有助于为临床医师提供直观依据。鉴于此，本研究将重点探讨数字化X线摄影技术在脊柱全长摄影中的应用效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019年5月至2021年6月我院收治的83例脊柱侧弯患者，患者均于本院接受矫正手术治疗，其中，男37例，女46例；年龄11～18岁，平均(14.56±1.03)岁；侧凸方向，右侧53例，左侧30例；脊柱侧凸部位，胸椎侧凸45例，腰椎侧凸38例。本研究经医院医学伦理委员会审核批准[2019审(62)]，所有患者家属均已签署知情同意书。

纳入标准：符合《脊柱外科学》(第1版)中脊柱侧弯的诊断标准；均于本院接受脊柱矫正手术治疗；治疗依从性较好。排除标准：合并其他部位骨折患者；先天性脊柱畸形患者；合并肾、肝等重要脏器功能不全患者；既往存在脊柱手术史患者；选择保守治疗患者。

1.2 方法

1.2.1摄影设备

采用悬吊式数字化医用X射线摄影系统(荷兰PHILIPS，型号Digital Diagnost 2.0)对所有患者进行数字化全脊柱摄影，平板探测器选择非晶硅及碘化铯(型号17英尺×17英寸)。

1.2.2摄影体位与方法

摄影体位：嘱患者站立在摄片架前方，保证全脊柱自然形态，正位摄片，嘱患者头、背部紧靠摄片架，双手自然下垂，双脚并拢；侧位摄片，嘱患者一侧肩、臀部紧靠于摄片架，双手握拳放在对应锁骨上，肘部向前，避免胸椎和上肢互相重叠。

摄影方法：采用Ortho SPine模式明确脊柱摄像的上下限，范围包括颈椎、骶椎、双侧肩关节、骨盆等，此系统能够自动选择2、3次曝光次数，源像距离设置为3.0 m，球管位置相对固定，平板探测器由上往下进行移动，球管以不同角度进行旋转，并自动跟着平板探测器进行间歇曝光，且每次曝光均有所重叠；将采集所得图像传入后处理工作站，由拼接软件自动调整图像、拼接，以获得脊柱全景正侧位图像，其中身高≤120 cm曝光1次即可获得整体脊柱影像，无需拼接，身高在120～180 cm，脊柱长度在50～70 cm，需曝光2～3次拼接后获得整体脊柱影像；根据患者身高不同，一般曝光参数通常设置为管电压85～100 kV，管电流250～400 mA，曝光时间0.1～0.5 s。

1.3 评价指标

(1)图像质量：由医院2名具有5年临床工作经验的影像科主任医师依据放射学学术研究会相关标准评估拼接前、后的图像质量，分别从布局合理性、椎体阶段中心要求、影像信息丢失、失真4个方面进行评估，实行5分制扣分，其中甲级片为得分≥4.5分，乙级片为得分4.0～<4.5分，丙级片为得分<4.0分。(2)脊柱侧凸术前、术后情况：比较两组手术前、后矢状面垂直轴(sagittal vertical axis，SVA)和Cobb角，其中SVA为C7铅垂线与S1后缘的水平距离，负值定义为C7铅垂线在S1后上缘的后方，代表躯干后倾，正值定义为C7铅垂线在S1后上缘的前方，代表躯干前倾，矢状面失代偿为SVA绝对值>50 mm；采用Ortho软件可直接生成Cobb角。

1.4 统计学处理

采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析，计数资料以率表示，采用χ2检验，等级资料采用秩和检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量

83例脊柱侧弯患者拍摄数字化X线摄影全脊柱成像92帧。其中82例拼接一次成功，1例因体位改变导致自动拼接失败，后由手动调整，达到拼接要求，拼接成功率98.78%(81/82)。拼接前共有206帧影像，其中甲级片194帧，乙级片10帧，丙级片2帧；拼接后共有92帧影像，其中甲级片91帧，乙级片1帧，丙级片0帧。拼接前、后图像质量比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 拼接前、后图像质量比较

2.2 脊柱侧凸术前、术后情况

与术前比较，83例脊柱侧弯患者术后SVA绝对值、Cobb角均降低，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 脊柱侧凸术前、术后SVA和Cobb角比较

3 讨论

脊柱侧弯是一种常见的脊柱畸形形式，如不早期采取有效的治疗，随着病情的发展，常会伴有骨盆偏转、肩斜等，不仅严重影响患者的身体形态，还易损伤其心肺功能。手术矫正是临床治疗脊柱侧弯患者的常用方法，但术前需明确患者脊柱正位、侧位情况。临床常采用X线、CT、MRI等影像学方法明确诊断，但X线最大探测器长度约为43 cm，无法对脊柱全长一次性成像，只能将腰椎、胸椎及颈椎分别成像，易因患者体位、图片拼接等因素出现图像失真。CT、MRI虽可获得脊柱全长图像，但不适用于术后安放金属内固定支具的患者，且二者均无法在站立时显示负重状态下脊柱的真实状态。因此，如何获得高质量的脊柱全景图像是确保脊柱畸形矫形手术顺利进行的重要内容。

数字化X线摄影技术具有操作简单、摄影时间短、成像清晰等特点，可在重力状态下显示脊柱全长，避免了多次成像中体位、呼吸等因素导致的图像失真，且适用于术后安放金属内固定支具的患者。本研究结果显示，83例脊柱侧弯患者拍摄数字化X线摄影，拼接成功率为98.78%，拼接前、后图像质量比较，差异无统计学意义(P>0.05)，且术后SVA绝对值、Cobb角均低于术前，差异有统计学意义(P<0.05)，说明数字化X线摄影技术应用在脊柱全长摄影中图像质量评分高，有助于评估临床诊疗。分析原因在于，SVA、Cobb角是临床评估脊柱侧弯严重程度的重要指标，数字化X线摄影技术可在重力状态下测量SVA和Cobb角，能更真实地反映脊柱畸形程度和功能状态；数字化X线摄影技术采用自动条件曝光，每次曝光时射线可垂直摄入人体内，可减少散射线，平板接收器接收的散射线也随之减少，获得的图像更清晰；同时，X线球管自动跟着平板探测器进行曝光，可减少影像的失真和放大；此外，数字化X线摄影技术还拥有强大的图像后处理功能，能够在曝光后直接运用软件对图像进行自动拼接，即使自动拼接失败，也可人工手动进行拼接。因此，数字化X线摄影技术在脊柱畸形的诊断及预后方面有重要的意义，对患者术前、术后状况的评估具有关键的作用。

综上所述，数字化X线摄影技术应用在脊柱全长摄影中图像质量评分高，可为脊柱侧弯临床诊断及预后评估提供重要的影像学依据。