自動(dòng)曝光技術(shù)在全脊柱X攝影中的優(yōu)勢(shì)研究

曹曉樂(lè)，柳秋風(fēng)，萬(wàn)維佳（通訊作者）

（華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院放射科 湖北 武漢 430030）

全脊柱X射線攝影在診斷脊柱畸形方面有很大的優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)是可以清晰地顯示脊柱的情況及側(cè)彎的角度，具有較高的分辨率[1-2]。相比較全脊柱CT，全脊柱X射線攝影的優(yōu)勢(shì)是輻射劑量少、價(jià)格低；相較MRI，其優(yōu)點(diǎn)是拍攝時(shí)間短、價(jià)格低，缺點(diǎn)是無(wú)法顯示脊髓異常[3-5]?；谠O(shè)備的限制，一般探測(cè)板的長(zhǎng)度不足以覆蓋全部脊柱的范圍，因此多采用多次曝光后拼接圖像的方法，即根據(jù)病人身高，將脊柱全長(zhǎng)分2～3次拍攝，隨后利用軟件拼接起來(lái)。過(guò)去由于設(shè)備的限制，全脊柱X射線攝影大部分采用手動(dòng)分次曝光，需要技術(shù)員拍完一張后，進(jìn)入機(jī)房，手動(dòng)調(diào)整球管和探測(cè)板的位置，此操作需要技術(shù)員精確地調(diào)整位置，不僅耗費(fèi)了很多時(shí)間，降低了工作效率，而且在調(diào)整過(guò)程中病人可能移位，增大圖像的拼接難度，甚至導(dǎo)致拍攝失敗。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)曝光技術(shù)的產(chǎn)生，使全脊柱的拍攝有極大的進(jìn)步，自動(dòng)曝光技術(shù)是通過(guò)軟件自動(dòng)控制球管旋轉(zhuǎn)和探測(cè)器移動(dòng)，在極短的時(shí)間內(nèi)完成多次曝光，極大地減少了曝光時(shí)間，提高了圖像的精確度，本文著重從操作難度、工作效率和圖像質(zhì)量等方面，探討自動(dòng)曝光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用回顧性分析方法，選擇2020年9月—2021年3月在本院放射科進(jìn)行全脊柱攝影的患者100例，平均分成兩組，一組采用手動(dòng)曝光技術(shù)，設(shè)為手動(dòng)曝光組；一組采用自動(dòng)曝光技術(shù)，設(shè)為自動(dòng)曝光組。自動(dòng)曝光組男24例，女26例，平均年齡25.6歲，手動(dòng)曝光組男27例，女23例，平均年齡23.4歲，設(shè)備采用聯(lián)影公司的uDR588i，配備全脊柱拼接支架和自動(dòng)曝光軟件模塊。

1.2 方法

曝光參數(shù)：根據(jù)病人的體型，機(jī)器自動(dòng)選擇參數(shù)，通常正位電壓70～80 kV，電流20～40 mAs，側(cè)位電壓80～90 kV，電流25～45 mAs。全脊柱范圍為枕骨下緣至股骨小轉(zhuǎn)子，分2～3次曝光，采用旋轉(zhuǎn)球管的方式，將球管對(duì)準(zhǔn)脊柱的中心，向上和向下旋轉(zhuǎn)球管10°～35°，探測(cè)板由上向下移動(dòng)，重合5～10 cm。病人取下體表金屬物品后，站立在固定好的拼接支架上，正位時(shí)，頭背臀貼緊靠板，側(cè)位時(shí)肩部臀部緊貼靠板，注意不要遮擋全長(zhǎng)尺，調(diào)整支架扶手至合適位置，指導(dǎo)患者擺好體位后囑咐其不要?jiǎng)?。手?dòng)曝光組每次曝光之后，由操作熟練的技術(shù)員進(jìn)入檢查室，迅速旋轉(zhuǎn)球管，移動(dòng)探測(cè)板。自動(dòng)曝光組采用軟件模塊，向上旋轉(zhuǎn)球管至全脊柱上緣邊界，在球管的顯示界面點(diǎn)擊上界圖標(biāo)，隨后向下旋轉(zhuǎn)球管至下界，點(diǎn)擊下界圖標(biāo)，程序會(huì)根據(jù)上下界的位置，自動(dòng)分割成2～3張圖片，從上到下依次曝光。隨后技術(shù)員進(jìn)入操作室，長(zhǎng)按曝光手閘，機(jī)器會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)球管和移動(dòng)探測(cè)器進(jìn)行曝光，曝光結(jié)束后松開(kāi)手閘。

隨后對(duì)圖像進(jìn)行拼接，手動(dòng)曝光組采用手動(dòng)拼接技術(shù)，由經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)員進(jìn)行圖片拼接。自動(dòng)曝光組采用軟件自動(dòng)拼接，在曝光完成后軟件自動(dòng)進(jìn)行拼接操作。對(duì)拼接的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。圖像的信息隱去后，根據(jù)圖像質(zhì)量和臨床要求，由兩名工作十年以上主治級(jí)別的放射科醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)打分，采用4分制，4分為優(yōu)秀，3分為良好，2分為及格，1分為不及格。

1.3 研究指標(biāo)

①記錄各組從病人站好后到曝光結(jié)束的時(shí)間，同時(shí)統(tǒng)計(jì)各組是否出現(xiàn)因配合不好重拍的情況并記錄次數(shù)；②對(duì)拼接的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；③對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)計(jì)分析，計(jì)量資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以（±s）表示，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，以率（%）表示。P＜0.05則差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 曝光時(shí)間與拼接時(shí)間

兩組患者統(tǒng)計(jì)的時(shí)間如下，手動(dòng)曝光組所用時(shí)間為（89.66±23.88）s，自動(dòng)曝光組所用時(shí)間為（30.32±3.39）s，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=17.397，P＜0.05），自動(dòng)曝光減少了技術(shù)員進(jìn)入機(jī)房調(diào)整設(shè)備的時(shí)間，機(jī)器自動(dòng)判斷曝光的位置，更加快速，更加精準(zhǔn)，減小了操作難度。手動(dòng)拼接所用時(shí)間為（261.36±40.64）s，自動(dòng)拼接所用時(shí)間為（5.46±0.50）s，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=44.521，P＜0.05）。手動(dòng)拼接需要技術(shù)員人為選擇重合區(qū)域，進(jìn)行拼接，拼接后還要進(jìn)行微調(diào)，耗費(fèi)時(shí)間，而且在病人很多的情況下，工作量很大，技術(shù)員容易因疲勞而降低工作效率。而自動(dòng)拼接技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，機(jī)器可在5～6s內(nèi)，迅速精準(zhǔn)地完成拼接，技術(shù)員只需要進(jìn)行審核，降低了操作難度，提高了工作效率。

2.2 圖像質(zhì)量

在圖像質(zhì)量方面，采用4分制進(jìn)行評(píng)分，自動(dòng)組4分的有48幅圖像，3分的有2幅，2分和1分的為0幅；手動(dòng)組4分的有45幅圖像，3分的有5幅，2分和1分的為0幅。兩組的圖像質(zhì)量均在良好級(jí)以上，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.382，P=0.240＞0.05）可以清晰地顯示脊柱的結(jié)構(gòu)，符合診斷的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于脊柱側(cè)彎的病人，可以清晰地顯示脊柱的形態(tài)，方便測(cè)量側(cè)彎角度，如圖1所示，對(duì)于術(shù)后的病人，可以清晰地顯示矯正后的形態(tài)，骨釘顯示清晰，有利于術(shù)后的病情評(píng)估，如圖2所示。另外，手動(dòng)曝光組重拍人數(shù)為4人，自動(dòng)曝光組重拍人數(shù)為0，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.167，P=0.041＜0.05）。自動(dòng)曝光的速度很快，可以降低病人移動(dòng)的概率，減少病人重拍的可能性，減少輻射劑量。

圖1 自動(dòng)曝光拍攝病人全脊柱正側(cè)位圖

圖2 自動(dòng)曝光拍攝脊柱矯正術(shù)后正側(cè)位圖

3 討論

科技的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)療體系帶來(lái)了巨大的變化。隨著硬件和軟件的更新，自動(dòng)化逐步替代了手動(dòng)，醫(yī)療技術(shù)向更快、更精準(zhǔn)的方向發(fā)展。脊柱側(cè)彎是脊柱畸形中最常見(jiàn)的一種類型[6-7]，也是影響青少年骨骼成熟前最常見(jiàn)的畸形，嚴(yán)重者甚至影響心肺功能[8]。在數(shù)字拍片領(lǐng)域，全脊柱的拍攝一直是一種十分復(fù)雜的操作，想要拍得快速精準(zhǔn)，需要技術(shù)員有很高的熟練度。長(zhǎng)時(shí)間的站立姿態(tài)可能會(huì)導(dǎo)致病人無(wú)法堅(jiān)持，或產(chǎn)生不自主的晃動(dòng)，提高了拍攝的失敗率[9-10]。聯(lián)影DR自動(dòng)曝光技術(shù)的采用，極大地縮短了曝光的時(shí)間，從病人進(jìn)入掃描室，在全脊柱支架上站穩(wěn)后，調(diào)整曝光方案到拍攝完成，所用的平均時(shí)間約為30s，相比手動(dòng)曝光方法的90s，時(shí)間縮短了近三分之二，相對(duì)較短的曝光時(shí)間，提高了曝光的成功率。手動(dòng)組因拍攝的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，病人因無(wú)法堅(jiān)持而產(chǎn)生移動(dòng)，出現(xiàn)了4次重拍的情況，自動(dòng)曝光組無(wú)一人重拍，說(shuō)明自動(dòng)曝光技術(shù)減小了重新拍攝的可能性，減少了病人受到的輻射，減輕了病人長(zhǎng)時(shí)間保持直立的痛苦，為病人帶來(lái)了方便舒適的體驗(yàn)，增加了對(duì)患者的人文關(guān)懷。同時(shí)，自動(dòng)曝光操作簡(jiǎn)單，只需要選擇上下界，曝光過(guò)程中一直按住曝光手閘即可，減小了技術(shù)員的工作難度，提高了工作效率，相同的時(shí)間內(nèi)，可以完成更多患者的檢查服務(wù)，為更多脊柱側(cè)彎的患者帶來(lái)方便。軟件的更新，使得自動(dòng)拼接技術(shù)日益成熟，如果采用人工接片的方法，即使是技術(shù)熟練的技術(shù)員，也要花費(fèi)4～5 min，而軟件則只需要5～6 s，極大地提高了工作效率，技術(shù)員只需要進(jìn)行圖像審核工作，減少了工作時(shí)間和病人等待的時(shí)間，不會(huì)造成病人堆積。在圖像質(zhì)量方面，手動(dòng)和自動(dòng)曝光和拼接后的圖片均達(dá)到良好以上，可以清晰完整地顯示脊柱的形態(tài)，為臨床診斷和治療提供影像學(xué)依據(jù)。

全脊柱自動(dòng)曝光系統(tǒng)的一個(gè)不足之處是不能完成患者臥位時(shí)的拍攝。該設(shè)備的球管只能滿足站立位時(shí)球管的旋轉(zhuǎn)，對(duì)于無(wú)法站立的病人，不能滿足其拍攝要求。希望在以后的更新?lián)Q代中，增加臥位拍攝的功能。

聯(lián)影DR的全脊柱自動(dòng)技術(shù)，曝光時(shí)間短，拼接時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，拍攝的圖像清晰，符合診斷要求，可以極大地提高工作效率，減輕醫(yī)療工作者和病人的負(fù)擔(dān)，值得推廣。