数字化大平板狭缝曝光技术在青少年特发性脊柱侧弯中的应用 | ![]() |
青少年特发性脊柱侧弯(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是指骨骼发育成熟前在冠状面上Cobb角>10°的结构性脊柱侧弯畸形,矢状面后突,且合并脊柱旋转的三维异常,而无其他器质性疾病。以往DR探测器最大曝光长度仅17 in,脊柱拼接时常需多次曝光后人工手动拼接,曝光时间长,且由于被检者体位改变及呼吸运动往往造成影像失真,影响测量及矫正效果。采用狭缝曝光技术(SLOT技术),通过对脊柱从上到下一次连续曝光,可一次显示脊柱全长。本研究回顾性分析84例采用SLOT技术的AIS患者,以探讨SLOT技术对于脊柱侧弯诊断、Cobb角测量及矫正术后评估的临床应用价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料收集2017年10月至2018年6月我院就诊的84例AIS患者术前、术后的影像学检查资料,其中男29例,女55例,男女比例约0.527:1;年龄12~18岁,平均13.7岁。所有患者均行SLOT技术全脊柱成像。
1.2 仪器与方法采用日本岛津Shmadzu Sonialvision Safire多功能数字化大平板X线机,17 in×17 in直接转换型大平板探测器。扫描参数:正位80~90 kV,400 mA,6~7 ms,焦片距为1 200 mm;侧位110~120 kV,500 mA,7~8 ms,焦片距为1 200 mm。所有患者术前、术后均常规拍摄站立位全脊柱正、侧位。正位摄影时双脚并拢站于检查床中间,双手自然下垂于身体两侧,两眼平视前方,背紧贴检查板;侧位摄影时患者右转,身体冠状位垂直于检查床,双手交叉平举于前方,右侧紧贴检查板,避免肱骨与胸椎的重叠,以及身体晃动造成的图像模糊。照射野均包括双侧肩关节及胸廓。摄影时髋关节及膝关节用力均匀,以取消侧弯代偿性姿势,反映侧弯畸形的真实面貌。所有患者戴铅帽防护。
选取操作界面SLOT-RVS Spine里的SLOT HQF摄影模式对脊柱全长行正侧位摄影。在透视引导下将起始位定于C1椎体上段,确定后按下Head Position键,在透视下观察整个脊柱使其在球管直线运动中始终位于影像中心,止点位置定在股骨小转子水平,确定后按下Foot Position键。定好上下端位后,点击SET键,球管自动回到起始位置。启动曝光,X线中心线对准探测器水平垂直摄入,球管与探测器根据记录位置同步由起点向终点运动,对预定的范围进行逐次曝光采集。图像采集结束后,球管与探测器恢复至起点。
1.3 图像后处理将采集图像通过PACS传至工作站,再使用SLOT Radiography软件对图像进行后处理,可一次性获得全脊柱正侧位全景拼接图像,调节图窗宽、窗位,使其达到最优效果。SLOT技术使脊柱一次拼接在一张X线胶片上显示。
2 结果84例均采用SLOT无缝拼接技术一次成像,典型病例术前、术后成像效果见图 1,2。所有患者颈、胸、腰、骶尾椎均在一张X线胶片上清晰显示,图像上下密度均匀,无拼接伪影,均能准确测量Cobb角。正位片优秀率97.6%(82/84),1例因运动伪影图像模糊,1例因体型偏胖图像密度欠均匀,但不影响Cobb角的测量。侧位片优秀率92.9%(78/84),3例因胸椎、肋骨畸形及2例因上臂重叠均导致部分胸椎椎体形态显示欠清,1例因体型偏胖图像上下密度欠均匀。
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图 1 女,13岁,发现特发性脊柱侧弯2年 图 1a,1b 脊柱侧弯术前狭缝曝光(SLOT)技术正侧位全景拼接。脊柱呈S形侧弯,椎体相应旋转,腰椎前曲弧度稍大,各椎体、肋骨骨质未见发育畸形 图 1c,1d 脊柱侧弯术后SLOT技术正侧位全景拼接,T4~L2椎体见内固定影,胸段主弯生理弧度基本恢复,矫正侧弯角约35° |
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图 2 女,13岁,特发性脊柱侧弯1年 图 2a 脊柱侧弯支具矫形术前SLOT技术脊柱正位全景拼接。胸腰段呈S形侧弯,主弯以T9椎体为中心向右侧突,侧弯角约27°,代偿性以L2椎体为中心向左侧突,侧弯角约24°,各椎体、肋骨骨质未见发育畸形 图 2b 脊柱侧弯支具矫形术后SLOT技术正位全景拼接,胸腰段见支具影,上段主侧弯略9°,矫正约18°,下段代偿性侧弯基本矫正,基本恢复正常生理弧度 |
84例中,27例为胸段侧弯,32例胸腰段侧弯,25例为腰段侧弯;S形侧弯37例(44.0%),右侧弯25例(29.8%),左侧弯22例(26.2%)。Cobb法测量侧弯角10°~19° 25例,20°~40° 41例,40°以上18例,其中>60° 3例。经支具治疗34例,矫正侧弯角6°~25°,平均矫正15.8°;手术治疗13例,矫正侧弯角26°~50°,平均矫正33°。其中移行椎7例,合并胸椎畸形3例,肋骨畸形3例,骨盆倾斜2例。
3 讨论AIS是青少年脊柱侧弯最常见畸形,占青少年脊柱侧弯70%~80%[1],发病机制尚未清楚。有研究[2]认为与遗传、生长发育、神经因素、生长激素等有关,也有学者[3]认为与青少年坐姿及习惯行为不良有关。轻度脊柱侧弯仅影响美观,侧弯程度严重者可同时影响心肺功能。X线脊柱全景拼接技术可精准测量侧弯角,为临床选择治疗方法提供重要的影像学依据,尤其对手术患者,是术前及术后影像学评估的首选方法。本研究84例经支具治疗34例,平均矫正15.8°;手术治疗侧弯角40°以上13例,其中3例>60°,平均矫正33°。
X线摄影因成像速度快、价格低、辐射剂量小等优点成为AIS检查最基本和优先考虑的检查方法,数字化全脊柱拼接可从整体上显示全脊柱侧弯的弧度、类型、位置及与骨盆间的代偿平衡情况[4],可为临床制订手术方案提供测量依据,也用于术后复查及治疗效果评估。以往DR技术脊柱拼接为颈、胸、腰、骶段分次摄影后,手动将2张照片叠加拼接进行侧弯角测量,由于2次摄影过程中曝光时间长,患者体位变化及呼吸运动伪影导致拼接全脊柱影像失真,引起测量误差,影响矫正效果;由于脊柱移行椎的发育变异,技术人员手动拼接时常无法定位,导致脊柱计数错误。SLOT无缝拼接技术通过对脊柱从上到下一次连续曝光,颈、胸、腰、骶尾椎均一次拼接成像在一张X线胶片上。与传统DR拼接技术相比,SLOT全脊柱拼接技术还具有以下优点:①曝光时间短。一次连续几秒曝光即可获得全脊柱拼接图像,避免了患者因多次曝光不能保持同一姿势而造成的运动伪影,同时提高了工作效率。②图像清晰、密度均匀,辐射剂量小。由于SLOT为狭缝技术,有效控制了散射线,降低了X线辐射剂量,同时使图像上下密度均匀、一致,提高了图像质量。③多功能数字化大平板X线摄影床可快速切换立位与卧位,还可悬吊位摄片,尤其适用于术后不能站立的卧位脊柱拼接。④图像后处理工作站操作简便、功能强大。通过SLOT Radiography软件既可使图像一次拼接完成,还可调节窗宽、窗位,并行缩放、剪切、旋转、注释等多种处理,同时进行侧弯长度及角度的测量。此外,还具有数字化图像信息调用、存储方便快捷等优点。但对合并严重椎体、胸廓发育畸形者,观察椎体深度、椎弓根宽度、椎体旋转等时需结合MSCT检查,合并椎管内脊髓病变时需结合MRI检查。
综上所述,数字化大平板SLOT技术辐射剂量小、曝光时间短、费用较低,一次连续曝光能使全脊柱图像无缝显示在一张胶片上,去除以往拼接伪影,在观察AIS时能满足临床对侧弯长度及侧弯角的测量要求,为临床选择矫形治疗方案及矫形后评估提供准确的影像学资料,具有较高的临床应用价值。
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张鹏, 陈东, 刘国辉. 青少年特发性脊柱侧凸病因学研究进展[J]. 临床骨科杂志, 2008, 11(1): 85-87. DOI:10.3969/j.issn.1008-0287.2008.01.048 |
[2] |
Eftekhar NS. Principles of Total Hip Arthroplasty[M]. Saintlouis: Mosby, 1978: 437-455.
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[3] |
Vukasinovic Z, Zvikovic Z, Vucetic C. Developmental hip dysplasia in adolescence[J]. Srp Arh Celok Lek, 2009, 137: 440-443. DOI:10.2298/SARH0908440V |
[4] |
张茸, 朱冬青, 李励, 等. 数字化全脊柱成像技术在脊柱侧凸畸形中的应用[J]. 医学影像学杂志, 2015, 25(1): 180-183. |