趙莉，李德春，王光明，劉秋紅

徐州市中心醫(yī)院 放射科，江蘇 徐州 221000

引言

脊柱側(cè)彎又稱為脊柱側(cè)凸，是臨床常見的脊柱畸形疾病。通常是指脊柱一節(jié)或多節(jié)偏離身體中線，使脊柱呈現(xiàn)弧形或S形，尤其好發(fā)于青少年，約占所有脊柱側(cè)彎患者的70%左右[1-2]。脊柱側(cè)彎主要分為功能性脊柱側(cè)彎、特發(fā)性脊柱側(cè)彎和神經(jīng)肌肉性脊柱側(cè)彎3種類型，輕者導(dǎo)致脊柱運(yùn)動(dòng)功能障礙，重者會(huì)導(dǎo)致心肺等臟器病變，危及患者生命安全[3-4]。此外，除脊柱側(cè)彎外形變化外，脊髓受壓或空洞也可導(dǎo)致下肢癱瘓及泌尿系統(tǒng)障礙[5]。在脊柱側(cè)彎的臨床診斷、手術(shù)治療和術(shù)后康復(fù)中，獲取脊柱完整解剖結(jié)構(gòu)信息和解剖徑線數(shù)據(jù)均具有重要的臨床價(jià)值[6]。X線平片具有價(jià)格低廉、采集方便的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于脊柱側(cè)彎的臨床診斷與治療工作中。但由于目前我國(guó)諸多醫(yī)院使用的X線拍攝儀器和膠片的規(guī)格長(zhǎng)度只有43 cm，而人體全脊柱長(zhǎng)度為50～80 cm，故而傳統(tǒng)的X線平片難以滿足臨床的實(shí)際需求。全脊柱X線拼接成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全脊柱的X線平片，直觀觀察脊柱的整體結(jié)構(gòu)、側(cè)彎部位和柔韌性水平，并以此評(píng)價(jià)疾病的嚴(yán)重程度，為臨床治療方案的選擇提供了重要的影像學(xué)依據(jù)[7-8]。該技術(shù)從傳統(tǒng)的分次曝光膠片拼接發(fā)展至當(dāng)前數(shù)字化自動(dòng)成像，其精確性和清晰度均有明顯提高，目前臨床已有相關(guān)研究探討過(guò)全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎診斷的應(yīng)用價(jià)值，但對(duì)現(xiàn)實(shí)脊柱整體解剖形態(tài)、判斷柔韌性水平的相關(guān)研究相對(duì)較少，且該技術(shù)受到X線束為扇形的影響，脊柱長(zhǎng)軸會(huì)存在一定的拼接痕跡，影響圖片的拼接效果。為探討不同體位下全脊柱X線測(cè)量脊柱側(cè)彎的評(píng)價(jià)效果，本研究以本院129例脊柱側(cè)彎矯形手術(shù)病例為研究對(duì)象，通過(guò)回顧性分析患者的影像學(xué)資料進(jìn)行了整理與分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選擇2018年1月至2021年12月徐州市中心醫(yī)院行脊柱側(cè)彎篩查的患者300例。其中男性/女性為198例/102例；年齡19～32歲，平均（22.87±4.56）歲；體質(zhì)量42～69 kg，平均（51.84±6.84）kg；身高156～181 cm，平均（167.74±8.71）cm。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡19～32歲的青少年；以頸肩部長(zhǎng)期、反復(fù)疼痛不適，頸椎活動(dòng)受限（至少頸椎1個(gè)活動(dòng)維度出現(xiàn)受限）為主要癥狀；確診患者均予以手術(shù)方案治療，且以脊柱側(cè)彎手術(shù)治療的專家共識(shí)指南作為金標(biāo)準(zhǔn)[9]，脊柱的一個(gè)或數(shù)個(gè)節(jié)段向側(cè)方彎曲或伴有椎體旋轉(zhuǎn)的脊柱畸形，經(jīng)X片平片檢查顯示脊柱有＞10°的側(cè)方彎曲；均于術(shù)前行X線檢查，并應(yīng)用全脊柱X線拼接成像技術(shù)參考評(píng)估；能夠理解并配合完成調(diào)查問(wèn)卷、研究課題評(píng)估及相關(guān)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)法全程參與相關(guān)檢查及評(píng)估者；合并其他嚴(yán)重疾病患者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核通過(guò)（2018A0212）。

1.2 方法

全脊柱X線檢查采用GE Definum 6000數(shù)字成像系統(tǒng)對(duì)所有入組對(duì)象行全脊柱X線檢查，包括站立正側(cè)位、懸吊正側(cè)位、仰臥左右側(cè)屈位。曝光野寬度根據(jù)患者體型采用38 cm或43 cm，包括雙側(cè)肩關(guān)節(jié)，攝影距離150 cm。前、后位時(shí)攝影條件：（98±11）kV、320 mA、10 ms。側(cè)位時(shí)攝影條件 ：（104±13）kV、320 mA、20 ms。

（1）站立正、側(cè)位：站立正位拍攝時(shí)，所有患者雙腳分開、雙膝伸直，與雙肩齊平面向球管，雙手掌心向前呈現(xiàn)自然下垂。保持骨盆的穩(wěn)定平衡，使中心線縱軸重合于脊柱矢狀縱軸中心，合理擺放測(cè)量標(biāo)尺。站立側(cè)位拍攝時(shí)，身體取側(cè)立位，雙手伸平前置于托手架上，使中心線縱軸重合于脊柱冠狀中心。

（2）懸吊正、側(cè)位：懸吊正位時(shí)指導(dǎo)患者雙手上向上抓懸吊支架，雙手張開與雙肩等寬，使身體吊起，雙足呈伸直或后彎狀。懸吊側(cè)位時(shí)，患者雙手相對(duì)握住懸吊桿，使脊柱冠狀中心縱軸重合于球管中心線縱軸。使用固定支撐的懸吊支架，避免人為因素導(dǎo)致的移動(dòng)偽影，控制檢查時(shí)不自覺旋轉(zhuǎn)與抖動(dòng)。

（3）仰臥左右側(cè)屈位：患者取仰臥位，頸胸部及雙下肢身體向同側(cè)彎曲，使骨盆居中且擺平，使右、左側(cè)凸起處椎間隙張開并顯露。

拼接成像技術(shù)采集范圍取枕骨大孔至股骨頭部位，優(yōu)先保證興趣部位實(shí)施一次采集，避免對(duì)該區(qū)域進(jìn)行拼接；二次采集時(shí)將采集板上緣運(yùn)行至患者耳廓上緣，測(cè)量采集下緣的面積，啟動(dòng)曝光按鈕后實(shí)施采集。采用全脊柱拼接系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)拼接，根據(jù)解剖學(xué)標(biāo)志和標(biāo)尺完成圖片的無(wú)縫拼接，盡量使2次采集的統(tǒng)一椎體部位的椎弓根、棘突、椎體上下緣，椎間隙及標(biāo)尺完全重合。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)估

參照《全國(guó)放射科 QA、QC 學(xué)術(shù)研討會(huì)紀(jì)要》[10]進(jìn)行全脊柱拼接圖像質(zhì)量評(píng)估，評(píng)估中由2名高年資（5年以上）放射科醫(yī)師采用盲法評(píng)片。成像質(zhì)量分為甲、乙、丙3個(gè)等級(jí)：① 甲級(jí)圖片：圖像清晰且細(xì)膩、對(duì)比度高，無(wú)拼接痕跡，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影等，完全滿足臨床診斷需求；② 乙級(jí)圖片：圖像清晰度和細(xì)膩度尚可，對(duì)比度較佳，拼接處輕微痕跡，輕微運(yùn)動(dòng)偽影，但圖像經(jīng)曝光處理后可基本滿足診斷需求；③ 丙級(jí)圖片：圖像清晰度和細(xì)膩度均較差，對(duì)比度明顯不足，拼接處痕跡明顯或拼接錯(cuò)位，偽影嚴(yán)重甚至椎體丟失，完全不能滿足診斷需求。

全脊柱X線檢查前簽署知情同意書，并由同一影像科醫(yī)師和同一醫(yī)療衛(wèi)生團(tuán)隊(duì)以相同標(biāo)準(zhǔn)完成。所有X線片cobb角均按標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)量，并由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的脊柱外科醫(yī)師進(jìn)行計(jì)算，取平均值。脊柱側(cè)彎cobb角是指頭側(cè)端椎上緣垂線與尾側(cè)端椎下緣垂線的交角，若圖像顯示端椎上、下緣不夠清楚，可取椎弓根上、下緣連線垂線的交角（圖1）。一般認(rèn)為cobb角≥10°則可判定為脊柱側(cè)彎[11]。比較不同體位下手術(shù)矯正率（Correction Rate，CR）、側(cè)彎柔韌性指數(shù)（Flexibility Rate，F(xiàn)R）和矯正指數(shù)（Correction Index，CI）。CR（%）=（術(shù)前脊柱側(cè)彎cobb角-術(shù)后脊柱側(cè)彎cobb角）/術(shù)前脊柱側(cè)彎cobb角×100%；FR（%）＝（術(shù)前脊柱側(cè)彎cobb角-術(shù)后脊柱側(cè)彎側(cè)屈位cobb角）/術(shù)前脊柱側(cè)彎cobb角×100%；CI(%)＝CR/FR×100%。

圖1 術(shù)前全脊柱X線拼接成像技術(shù)測(cè)量脊柱側(cè)彎cobb角

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

以SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，性別分布等計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)以%表示，滿足正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示，以脊柱側(cè)彎指南與共識(shí)為金標(biāo)準(zhǔn)，采用Kappa一致性分析全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎診斷價(jià)值，采用秩和檢驗(yàn)比較拼接前后圖像質(zhì)量，重復(fù)測(cè)量方差分析比較不同體位全脊柱X線測(cè)量單胸椎側(cè)彎數(shù)據(jù)差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎的檢出率與診斷效能

入組300例患者中，經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)、全脊柱X線拼接成像技術(shù)診斷為脊柱側(cè)彎患者分別為129例（43.00%）、133例（44.33%），經(jīng)比較，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。全脊柱X線拼接成像技術(shù)診斷脊柱側(cè)彎的靈敏度、特異度和Kappa值分別為90.70%、90.64%和0.862，見表1。

表1 全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎的檢出率與診斷效能（n）

2.2 全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎的診斷結(jié)果

入組300例患者中經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)診斷為脊柱側(cè)彎患者有129例，129例患者中單胸椎側(cè)彎82例，胸腰段側(cè)彎47 例。cobb 角 ＞60°、40°～60°、＜40°分別有 18、59 和 52 例。129例患者經(jīng)全脊柱X線拼接成像技術(shù)所得影像均完整，處于無(wú)縫連接狀態(tài)，可以顯示全脊柱的解剖形態(tài)和側(cè)彎程度，滿足臨床診斷需求，并分清椎體與椎間隙，評(píng)估椎體柔韌性。

2.3 全脊柱X線拼接成像技術(shù)拼接前后圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

129例患者中拼接前影像516幀，甲級(jí)、乙級(jí)分別501幀、15幀，無(wú)丙級(jí)圖像。拼接后甲級(jí)、乙級(jí)分別250幀和2幀，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析拼接前、拼接后圖像質(zhì)量比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 拼接前后圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)/幀

2.4 不同體位全脊柱X線測(cè)量脊柱側(cè)彎患者數(shù)據(jù)比較

仰臥左右側(cè)屈位檢測(cè)cobb角明顯小于站立正、側(cè)位和懸吊正、側(cè)位，F(xiàn)R和CI高于站立正、側(cè)位和懸吊正、側(cè)位，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。站立正、側(cè)位如圖2～3所示，仰臥加壓側(cè)屈位成像圖如圖 4～5所示。

表3 不同體位全脊柱X線測(cè)量脊柱側(cè)彎患者數(shù)據(jù)比較（±s）

表3 不同體位全脊柱X線測(cè)量脊柱側(cè)彎患者數(shù)據(jù)比較（±s）

注：FR為側(cè)彎柔韌性指數(shù)；CI為矯正指數(shù)。

測(cè)量體位 例數(shù) cobb角/° FR/% CI/%站立正、側(cè)位 129 19.72±3.65 37.83±9.85 80.32±12.33懸吊正、側(cè)位 129 20.63±3.86 40.10±9.42 83.65±12.65仰臥左右側(cè)屈位 129 17.74±3.05 66.84±9.03 95.84±12.87 F值 - 22.518 376.856 54.085 P值 - ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

圖2 1例脊柱側(cè)彎患者正位圖像

圖3 1例脊柱側(cè)彎患者側(cè)位圖像

圖4 1例脊柱側(cè)彎患者仰臥左側(cè)屈位

圖5 1例脊柱側(cè)彎患者仰臥右側(cè)屈位

3 討論與結(jié)論

由于脊柱側(cè)彎畸形是高發(fā)生于青少年的脊柱畸形類疾病，會(huì)對(duì)青少年生長(zhǎng)發(fā)育和生活質(zhì)量帶來(lái)較大影響，因此已經(jīng)成為臨床廣泛關(guān)注的骨科疾病。通常青少年脊柱側(cè)彎在成年骨骼發(fā)育成熟后也會(huì)持續(xù)進(jìn)展，文獻(xiàn)報(bào)道超過(guò)60%的脊柱側(cè)彎成年患者側(cè)彎畸形可持續(xù)進(jìn)展，尤其是側(cè)彎程度較嚴(yán)重（Cobb角＞于50°）病例進(jìn)展可能性可高達(dá)90%以上[12-14]。若成人脊柱側(cè)彎人群持續(xù)進(jìn)展或保守治療仍然表現(xiàn)出頑固性腰背部疼痛、下肢功能障礙等，臨床就必須予以側(cè)彎手術(shù)干預(yù)的矯形治療。通常脊柱側(cè)彎畸形接受手術(shù)治療的最佳時(shí)期為疾病進(jìn)展急速期，通常為10～18周歲，但由于較多脊柱側(cè)彎畸形青少年因接受教育及升學(xué)壓力等因素影響，未能在最佳時(shí)期接受手術(shù)治療[15]。影像學(xué)檢查是脊柱側(cè)彎畸形診療中的重要依據(jù)，充分術(shù)前檢查和診斷，可使臨床醫(yī)師患者脊柱側(cè)彎情況有全面了解，這是手術(shù)成功的關(guān)鍵所在。目前臨床對(duì)于青少年脊柱側(cè)彎的檢查和評(píng)估方法較多，全脊柱X線拼接成像技術(shù)是其中最基本和優(yōu)先考慮的一種影像學(xué)手段。數(shù)字化全脊柱拼接技術(shù)利用X線攝影具有成像速度快、檢查費(fèi)用較低、輻射劑量較少的優(yōu)點(diǎn)，也可從整體上全面顯示全脊柱側(cè)彎程度、脊柱弧度類型、脊柱側(cè)彎位置等情況，其優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)站立正、側(cè)位、懸吊正、側(cè)位、仰臥左右側(cè)屈位多次曝光自動(dòng)拼接成像獲取清晰度較高的診斷成像，有利于為臨床后續(xù)診斷提供依據(jù)和參考。但該技術(shù)仍有一定的臨床局限性，由于受到X線束為扇形的影響，脊柱長(zhǎng)軸會(huì)存在一定的拼接痕跡。本研究中采用全脊柱X線拼接成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)了較為準(zhǔn)確的拼接，主要在于把握了2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：① 圖像軸線對(duì)齊不能成角，銜接處不分離，盡量做到重疊較少，指導(dǎo)患者在拍攝時(shí)站立在專用的攝影架內(nèi)，背側(cè)不動(dòng)，避免隨意活動(dòng)；② 圖像拼接時(shí)針對(duì)同一場(chǎng)景的相互有部分重疊的圖片合成一張寬視角的圖像，最大程度地接近原始圖像，減少明顯的接縫痕跡。

本研究結(jié)果顯示，經(jīng)全脊柱X線拼接成像技術(shù)診斷為脊柱側(cè)彎?rùn)z出率為44.33%，靈敏度、特異度和Kappa值分別為90.70%、90.64%和0.862。提示全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎患者具有較高檢出率，且診斷效能較好。

X線片檢查是脊柱側(cè)彎分類與評(píng)估的影像學(xué)基礎(chǔ)，臨床醫(yī)師可通過(guò)觀察側(cè)彎部位、側(cè)彎程度與受累椎體數(shù)目制定臨床治療方案[16]。本研究中 cobb 角 ＞60°、40°～60°、＜40°分別有18、59和52例。cobb角是脊柱側(cè)彎患者治療與評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，目前臨床對(duì)于cobb角為25°～40°骨骼尚未發(fā)育成熟的患者常采用支具治療，cobb角＞45°采用內(nèi)固定矯正術(shù)，Cobb角＞40°伴，矢狀面失衡或嚴(yán)重背痛的患者也應(yīng)采用手術(shù)治療[17-18]。本研究結(jié)果顯示，全脊柱X線拼接成像技術(shù)采集與測(cè)量均較為簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性高，這可以為臨床治療方案的選擇提供理論依據(jù)。

醫(yī)學(xué)全景成像原理是實(shí)現(xiàn)多張X線篇重疊區(qū)域的配準(zhǔn)，因此，獲取高質(zhì)量的脊柱全景圖像是診斷脊柱側(cè)彎并制定手術(shù)方案的重要依據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)，129例患者中拼接前影像經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析拼接前、拼接后圖像質(zhì)量無(wú)明顯差異，表明全脊柱X線拼接成像技術(shù)較好。究其原因可能是由于本研究中采用了拼接成像技術(shù)進(jìn)行后期處理，根據(jù)解剖學(xué)標(biāo)志和標(biāo)尺完成圖片的無(wú)縫拼接，盡量使2次采集的統(tǒng)一椎體部位的椎弓根、棘突、椎體上下緣，椎間隙及標(biāo)尺完全重合，不僅可以克服扇形X線方法造成的放大和失真，還可以基本消除圖像的拼接痕跡，為臨床診治提供高質(zhì)量的全脊柱圖像。

本研究結(jié)果顯示，仰臥左右側(cè)屈位檢測(cè)在cobb角、FR與CI評(píng)價(jià)上更具優(yōu)勢(shì)。脊柱柔韌性是評(píng)價(jià)患者手術(shù)矯形效果的常見指標(biāo)，本研究結(jié)果表明，仰臥左右側(cè)屈位圖像檢測(cè)柔韌性更高，矯正效果更好[19-20]。站立正、側(cè)位拍攝重點(diǎn)在于使脊柱保持良好的穩(wěn)定性，強(qiáng)調(diào)身體不能向任意一側(cè)側(cè)屈，經(jīng)全脊柱X線拼接技術(shù)后可以反映脊柱側(cè)彎患者畸形部位的真實(shí)面貌和軀干的平衡狀態(tài)。仰臥左右側(cè)屈位則是在借助外力作用下盡可能向左、向右屈曲，使同側(cè)第十二肋接觸到同側(cè)髂骨翼，可以準(zhǔn)確顯示出脊柱的柔韌性。

綜上所述，全脊柱X線拼接成像技術(shù)對(duì)脊柱側(cè)彎有較高的診斷效能，可以用于評(píng)估脊柱側(cè)彎的部位和側(cè)彎程度，不會(huì)降低圖像的原本質(zhì)量，其中仰臥加壓側(cè)屈位成像更有利于準(zhǔn)確評(píng)估脊柱柔韌性。