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数字化拼接在全脊柱、全下肢的临床应用 【医学影像园】 王国亮 供稿 2016年1月10日 [摘要] 目的：探讨数字化拼接在全脊柱、全下肢X线摄片中的的临床应用价值。 方法：利用数字化摄影技术（DR）将分次取得的多幅脊柱或下肢的图像，通过软件拼接成一幅完整的全景图像与一般成像技术进行对比，并对图像进行质量控制便于临床观察、测量。 结果：80例中，全脊柱或全下肢成功拼接80例，拼接图像能达到临床诊断和治疗要求。 结论：数字化拼接在全脊柱、全下肢的成像具有较大临床应用价值。 ［关键词］数字化摄影；拼接；全脊柱；全下肢。 The clinical application of Digital stitching in the whole spine、the lower extremities WANG Guo-liang,HU Mao-neng,ZENG min,WANG Li-fei,YU Liang,HAN xiao,DU dan The third people’s hospital of hefei [Abstract] Objective: to explore the digital stitching across the whole spine、the lower extremities X-ray film of the clinical value. Methods: using the technology of digital radiography (DR) ,get more images of the whole spine or the lower extremities, by joining together into a complete software panoramic image compared with the general imaging technology, and the image quality control to facilitate clinical observation and measurement. Results: 80 cases, the whole spine or total 80 cases of lower extremity success stitching, stitching images to achieve the clinical diagnosis and treatment requirements. Conclusion: the digital stitching across the whole spine、the lower extremities imaging has higher clinical value. [Key words] digital photography; stitching; the whole spine;the whole extremities. 脊柱侧弯畸形是多发于青少年的一种常见骨骼畸形，骨性关节炎、风湿性关节炎及双下肢畸形如膝关节内外翻、“X”型和“O”型腿等也是骨科常见病、多发病，常累及下肢髋、膝、踝3个负重关节，引起膝关节的内、外翻畸形，影响患者的生活，甚至丧失工作能力。随着医疗技术的发展这些疾病渐渐都可以外科手术和器械矫正的方法治愈或缓解症状。临床在诊治这类疾病时，往往需要以X光片为主要依据来对病变部位进行测量。以往X线检查IP板成像或探测器规格多为14×17英寸，无法显示全脊柱和全下肢的整个形态。因此拍摄全脊柱以及全下肢负重位X线片对脊柱侧弯和膝关节置换术前计划和术后评估具有特殊意义。我院于2012年1月开始，通过DR数字化摄影，分段连续、重叠采集数字化图像，利用软件对图像进行拼接的方式来获得全脊柱、全下肢的图像，满足了临床需要，现总结如下。 1.资料和方法 1.1一般资料 收集2012年1月至2014年1月80例骨科门诊和住院治疗的患者，其中男性32例，女性48例；年龄15～80岁，平均年龄（44.5±6.5）岁；其中全脊柱摄影30例；全下肢摄影50例。主要病种为脊柱侧弯和膝关节退变畸形等。 1.2设备 美国GE Definium 6000型DR，Photoshop CS3 10.0软件，eFilm2.1免费软件，KONICA干式激光相机，KONICA医用红外激光胶片。自制宽80cm高200cm体位架和长60cm宽50cm高40cm垫高凳见图1。直径6mm钢珠一枚作为体表标记物。 1.3摄影方法 摄片时患者站立于探测器前体位架内（拍摄全下肢时需要患者站在垫高凳上），摄影距离（焦片距）180cm-200cm，摄影方法取消球管与探测器自动跟踪功能，改为手动曝光模式，将球管固定在全脊柱或全下肢范围中点，全脊柱中心线一般在T12-L1之间，全下肢中心线一般在膝关节髌骨上缘，探测器从上至下对脊柱或下肢连续摄取部分重叠的数幅图像。摄取脊柱全长正、侧位片，正位背部和臀部紧贴背板，双手自然下垂轻握扶手，固定身体不动，从上至下连续摄取部分重叠的2~3幅图像；摄侧位时，双手上举轻握摄片架侧面上方扶手，一侧身体紧贴背板，保持不动，图像采集同正位。下肢全长一般摄取正位，摆位前在股骨和胫骨中点上下约10～15 cm 处、骨干中心平面外侧皮肤上各粘贴1个直径6mm 的钢珠。因探测器有效下缘距地面为30 cm，故患者须站立于体位架垫高凳上，面向球管,双下肢紧贴背板，双足并拢足尖向前，双手自然下垂轻握扶手，固定身体不动。从上至下连续摄取部分重叠的三幅图像。 1.4拼接方法 1.4.1全脊柱拼接方法 全脊柱拼接方法，摄片结束后图像由网络传至eFilm工作站，对图像的窗宽窗位做细微的调整，使分段图像重叠之间部分的灰度与对比度相近，再将图像导出为JEPG格式，通过PS软件进行拼接，在脊柱拼接时，以椎体为拼接参照物，拼接重叠部分图像的椎体，为了图像更好的重叠，PS软件可以将拼接的图像透明度调节成50%，待脊柱完全重叠后，再将透明度调节成100%，可见图像完全重合，如果此时两幅图像之间灰度对比度还有较细微的差异可以通过PS软件中的曲线调节使得两幅图像之间的灰度对比度完全一致，这时点击合并图像，再对接缝处进行美化处理，保存图像为JEPG格式，再将图像导入EFLIM中，进行后处理和打印。 1.4.2全下肢的拼接方法 全下肢的拼接方法与全脊柱大致相同，由于骨性标志不是非常明显，所以要以体表标记物6mm钢珠为拼接参考，由于X线影像的放大与变形受X线投影过程中几何条件的控制，所以对于全下肢的拼接要结合标记物与骨性标志共同为参考。全下肢图像导入eFilm后，对图像进行放大，对钢珠直径进行像素测量给予测得的像素值赋予6mm的长度，软件自动生成比例尺，便于临床后期测量。 2.结果 本组80例中全脊柱30例，全下肢50例，一次拼接成功79例。评价标准：颈椎、胸椎、 腰椎及骶椎或双髋关节、股骨、膝关节及踝关节重组影像结构清晰，对比度高，对位对线好，整体上能对全下肢或全脊柱进行观察诊断，影像质量完全达到临床对下肢力线、长度和COBB角测量要求[1]（图2）。1例由于膝关节严重变形站立不稳，导致图像无法对位，第一次拼接失败，重新摄片后拼接成功。 3.讨论 3.1摄片时的注意事项 全脊柱、全下肢DR采集需要多次曝光，就要考虑呼吸和肢体活动，呼吸主要引起肋骨的运动，躯体的运动会使拼接部位产生移位，影响图像质量[2,3]。对于呼吸运动，笔者采取拼接点避开肋骨的方法，用下颈椎和上端腰椎拼接。因此摄影时一定要注意在这两个位置有重叠点且余量要大，以便选择最佳点。对肢体运动，在检查前要向受检者说明检查过程，嘱其不要活动，笔者所在科室自制了外固定架，让受检者有所依靠，目前因患者活动造成失败的很少。在满足以上条件外，图像的拼接点尽量避开临床兴趣区域，进一步减少兴趣区域的失真。在摄片期间，照射野大小不可调整，患者呼吸要尽量平静，要嘱患者不可移动，如果投照中有移动，应重新摄正或侧位的全系列片，图像质量满意时可以结束检查。 3.2摄片条件的选择及照片的整体密度 DR摄影使用了电离室技术，根据电离室部位不同会产生不同的密度值，如果这样拼接，会产生影像密度三截分明，无整体观[4]。不用电离室自定义曝光条件，不同部位选择不同条件，并使用的组织均衡软件，弱化了对比，全片获得了基本相似的密度。全脊柱正位颈、胸椎部分使用70-80Kv，30-40mAs，腰椎、骶尾椎和骨盆部分使用80-90Kv，40-60mAs。全脊柱侧位90-100Kv，50-70mAs。全下肢骨盆部分使用80Kv，60mAs，股骨及膝关节部分使用70Kv，40mAs，胫腓骨及踝关节部分使用60Kv，30mAs。 3.3全脊柱、全下肢X线片的临床应用价值 全脊柱、全下肢X线片要求站立位负重下拍摄，是CT和MR无法达到的[5]。全脊柱X 线片范围包括C5-S1 椎体，包含双侧肩部及骨盆。片内颈椎、胸椎、腰椎、骶椎、双肩及骨盆重组影像结构清晰，对比度高，对位、对线好，能清晰显示全脊柱的全貌，能够满足临床测量脊柱Cobb 角及临床人体平衡线等指标的测量。全下肢X线片范围包括骨盆、股骨、膝关节、胫腓骨和踝关节，拼接后影像清晰, 密度呈线性变化，放大率低，功能位影像质量完全达到临床对下肢力线、长度测量要求，为下肢髋、膝及踝关节置换术治疗方案选择及术后疗效评价起重要作用[6]。 本院放射科所有数字化摄影拼接法，准入门槛低，对设备要求不高（CR、DR 成像系统均适用），检查费用相对低廉（性价比高），射线照射剂量低，拼接方法简单、实用，拼接后图像质量高，完全能满足临床观察、诊断及测量要求，并可多格式进行网络存储、传输，适合各等级医院广泛推广、应用。 参考文献： [1]史建静,许宗永,赵晓君.全下肢及全脊柱成像技术的临床应用.放射学实践.2005,20(9):833-834. [2]ZHANG Xin-hua,QIU Yong,ZHANG Bin,et al.The study and application of extra-long X-ray set of total spine photography[J].Chinese Journal of Radiology,2002,36(1):82-83.[张新华,邱勇,张冰,等.X线超长规格全脊柱摄影装置的研制与应用[J].中华放射学杂志, 2002,36(1):82-83.] [3]秦民益,吴琼班,邱勇,等.负重位全下肢、骨盆及脊柱的整体成像研究[J].医学影像学杂志,2003,13(10):788-789. [4]王振毅.采用分段摄影法让无脊柱摄影功能的DR实现全脊柱成像的方法探讨.生物工程医学与临床,2010，14(4):311-312. [5] 杨勇,贾勤刚,徐常杰,等.MRI 全脊柱移床扫描对脊柱疾病的诊断[J].实用放射学杂志,2004,20(7):614- 616. [6]周兴宁,徐中佑，等.全脊柱数字化拼接成像技术的临床应用价值.中国现代医生,2011,22(49):113-115. 总编：花亭湖 审稿：春晓 编辑：小静 |
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