Рентген шейно грудного отдела позвоночника


Как готовиться к рентгенографии грудного отдела позвоночника?

По итогам процедуры будет сделан один или несколько снимков, которые позволят изучить состояние позвоночника и выявить наличие патологических процессов.

Часто пациенты, которым врач назначает такую процедуру, интересуются, что показывает проведение рентгена грудного отдела позвоночника. Стоит знать, что по итогам исследования можно будет выявить:

Благодаря такой информативности, рентген в лечебных учреждениях используется повсеместно. Сама процедура занимает совсем немного времени, а по итогу будет получен снимок, на котором будут видны патологии.

Как подготовиться к рентгенографическому обследованию?

Никаких особых процедур по подготовке к рентгену грудного отдела позвоночника не существует. Все, что нужно сделать пациенту, это прийти в кабинет врача и снять с себя все металлические украшения, аксессуары, убрать гаджеты. В противном случае они негативно отразятся на качестве снимка.

Как проводится процедура?

Особых сложностей выполнение снимков не вызывает. Однако стоит учитывать, что процедура выполняется в лежачем положении и понадобится укладка для рентгена грудного или поясничного отдела позвоночника на специальный диагностический стол аппарата. Также необходимо сохранять полную неподвижность в процессе диагностики.

Рентген грудного отдела позвоночника в двух проекциях

Оценить состояние данного отдела позвоночного столба позволяют две проекции – прямая и боковая. Для обеих необходимо лежачее положение, врач подскажет, какую позу нужно занять и когда задержать дыхание, чтобы можно было получить четкие снимки.

Рентгенография с функциональными пробами

Функциональные пробы для данного отдела позвоночника – редкость. Это связано с тем, что его подвижность обычно ограничена, врачам очень редко нужны снимки под углом в 45 градусов, не говоря уже о функциональных пробах.

Функциональные пробы представляют собой сгибания и разгибания пациентом позвоночника. Если врач решает, что для полной картины понадобятся и такие снимки, он подберет позу индивидуально. После того как пациент займет ее, врач попросит его не шевелиться и сделает снимок.

Расшифровка результатов

По итогам проведения рентгена грудного отдела позвоночника в двух проекциях доктор займется расшифровкой результатов процедуры. Во время оценки состояния позвоночного столба рентгенолог обращает внимание на:

  • целостность всех костных тканей, наличие смещений, возможных переломов;
  • состояние поверхностей костей;
  • в каком состоянии находятся позвонки – имеется ли разрежение или уплотнение костного вещества;
  • в каком состоянии находятся суставные щели.
У человека без соответствующего образования выполнить расшифровку не получится в силу особенностей работы.

Нормальные показатели

Если по итогам рентгенографии грудного отдела позвоночника патологий не выявлено, в заключении будет значиться, что кости позвоночного столба соответствуют норме по количеству, нет изменений в их внешнем виде, размеры – в пределах нормы, а искривления отсутствуют. Также врач укажет, что отсутствуют переломы позвонков, вывихи и посторонние предметы, а мягкие ткани около позвонков не выглядят пораженными.

Противопоказания для проведения

Не получится узнать, как делают процедуру рентгена грудного или шейного отдела позвоночника женщинам, находящимся на любом сроке беременности. Рентгеновское излучение, пусть даже в незначительных дозах, может оказать крайне пагубное влияние на плод. В такой ситуации рентген можно делать только при наличии угрозы жизни женщины, и то врач оценит возможность проведения процедуры во втором триметре – это время считается самым безопасным для рентгенографических исследований, поскольку все органы малыша уже сформировались.

Противопоказанием является также недостаточный возраст пациента – не назначают рентген до 15 лет. Однако в этом случае решение может принимать лечащий врач, если он считает, что польза от процедуры куда выше вероятных рисков, а иных вариантов диагностики не имеется либо они нерезультативны, он назначит данное исследование.

Не получится обследоваться пациентам с избыточным весом. Все аппараты имеют ограничение по весу, как правило, оно составляет 130 килограммов. Если же вы проходили не так давно исследование с введением в организм бария, стоит уведомить об этом врача, поскольку барий отразится на качестве снимка. После исследований с барием можно делать рентген только спустя четверо суток.

Вреден ли и опасен рентген позвоночника

Для того, чтобы ответить на вопрос о вреде рентгенографического обследования различных отделов позвоночника нужно понять, что такое рентген и рентгеновское излучение.

Что такое рентгенографическое обследование

Рентгенография – медицинское обследование внутренних органов человека, при котором на обследуемый орган направляется рентгеновское излучение. Проходя через тело рентгеновское излучение по-разному поглощается костями и мягкими тканями. При этом кости поглощают излучение сильнее, а значит на фотопленке или цифровой матрице, они будут выглядеть темнее. При этом снимок в одной проекции не дает точной информации о расположении опухолей позвоночники или того как он искривлен. Для получения точной информации необходимо сделать снимки минимум в двух проекциях.

Компьютерная томография также использует для сканирования тела рентгеновское излучение. При этом в отличие от обычного рентгена, во время КТ делается целый ряд снимков с шагом в несколько миллиметров, а компьютерная обработка снимков дает возможность получить объемное изображение с высокой точностью.

Воздействие рентгеновского излучения на организм человека

Недостатком рентгена позвоночника или других органов является то, что рентгеновское излучение при прохождении ткани организма вступает во взаимодействие с молекулами и приводит к их повреждению (ионизации), что может негативно сказаться на здоровье человека, вызывая:
  • Изменения состава крови, которые проходят со временем;
  • Необратимые отклонения состава крови;
  • Заболевания кроветворных органов;
  • Появление злокачественных новообразований;
  • Генетические заболевания потомства и пр.

Однако важно учесть, что все органы подвержены негативному влиянию рентгеновского излучения не в равной степени. Например, костный мозг и молочная железа подвергаются в 4 и 5 раз соответственно большему риску. Поэтому, если говорить о вредоносном воздействии на позвоночник, то риск негативных проявлений в несколько раз ниже, чем при рентгенографии или КТ других органов.

Пару слов о дозах

Говоря об опасности или безопасности рентгена позвоночника невозможно обойти вниманием такую вещь, как доза излучения. Измеряемая в мЗв  доза говорит о том, сколько излучения прошло через ваш организм и чем эта доза выше, тем выше риск повреждений и развития нежелательных последствий.

Полученная при рентгенографическом исследовании доза облучения зависит от того, фиксируются результаты аналоговым способом, на фотографическую пленку или цифровым методом, при помощи матрицы, аналогичной той, что используется в цифровых фотоаппаратах или фотокамерах мобильных телефонов. Матрицы оказываются в несколько раз чувствительнее, что позволяет в такое же количество раз снизить мощность излучения.

Приведем реальные цифры.

Отметим, что при КТ этих отделов позвоночника доза облучения составляет около 5 мЗв.

При рентгене шейного отдела позвоночника мощность излучения составляет 0,2 мЗв при аналоговой и 0,03 мЗв при цифровой регистрации. Во время рентгена грудного отдела позвоночника эти показатели составляют 0,5 мЗв и 0,06 мЗв, а в случае поясничного отдела 0,7 мЗв и 0,08 мЗв соответственно.

Насколько опасна полученная при рентгене позвоночника доза излучения?

Чтобы понять это нужно учесть, что за год обычной жизни (то есть без проведения флюорографий, КТ и рентгенов) человек получает от 2 до 3 мЗв. Цифры разнятся, т.к. этот показатель сильно зависит, например, от высоты над уровнем моря.

Указанная цифра состоит из:
  • Космического и солнечного излучения 0,3-0,9 мЗв;
  • Природного фона почвы 0,25-0,6 мЗв;
  • Излучения стройматериалов от 0,3 мЗв;
  • Дозы, получаемой из воздуха 0,2-2 мЗв и пр.

Кстати, во время 10 часового полета на высоте 12 км пассажир самолета получает дозу облучения, равную 0,03 мЗв.

Проведя простое сравнение полученных цифр, мы увидим, что по полученной дозе перелет из России в США вполне сравним с рентгеном позвоночника с цифровой регистрацией данных, излучение стройматериалов и воздуха наносит намного больше вреда.

Исходя из приведенных данных становится понятно, что, хотя вред от рентгена позвоночника есть, он не намного больше, чем вред от полетов на самолете или от жизни в городе с обилием стройматериалов и точно не стоит того, чтобы из-за потенциальной опасности отказываться от обследования. Нужно всегда помнить, что опасность рентгеновского излучения намного ниже, чем последствия плохой диагностики заболеваний позвоночника, неверной постановки диагноза и ошибок в определении места возникновения проблемы, которые могут привести к тяжелым осложнениям, инвалидизации и даже смерти пациента.

Напоследок несколько советов:
  • Не стоит злоупотреблять рентгеном позвоночника. Делать его нужно только по назначению врача.
  • При возможности выбирайте клиники, использующие самое современное оборудование и цифровую регистрацию.

Уточните у врача как можно минимизировать последствия воздействия рентгеновского излучения.

Что нужно знать о рентгене позвоночника?

Рентген – это один из самых надежных и хорошо зарекомендовавших себя способов поставить, подтвердить или опровергнуть диагноз. Поэтому при возникновении болей в области спины, шеи и головы, врач с большой вероятностью назначит вам именно этот вид исследования. Первое, что приходит в голову, когда мы слышим слово «рентген» – это черно-белый снимок с четким контуром костного скелета. Но мало кто задумывается, как устроен рентгеновский аппарат, есть ли противопоказания к проведению исследования и можно ли самому расшифровать полученные снимки? На эти вопросы мы постараемся ответить в этой статье.


Что показывает рентген позвоночника и вреден ли он?

Для начала стоит описать принцип действия рентгеноскопа. Внутри аппарата находится специальная лучевая трубка (похожее устройство можно было увидеть в старых телевизорах с электронно-лучевыми трубками), где и происходит разгон частиц. Проходя сквозь тело человека, они задерживаются в тех областях организма, которые отличаются высоким содержанием кальция, минуя остальные ткани почти без помех. Затем лучи попадают на специальный экран, где оставляют отпечаток, который впоследствии воспроизводят на специальной бумаге или хранят на жестком диске компьютера. По большей части, данное исследование используется для диагностики проблем, связанных с костями, ведь они лучше всего видны на снимках. С помощью рентгена позвоночника выявляют травмы, воспалительные заболевания, остеохондроз, остеопороз, а также туберкулез и раковые опухоли.

Но у этого метода диагностики есть свои недостатки. Дело в том, что рентгеновские лучи оказывают на организм человека радиационное воздействие, ионизируя молекулы тела. Бояться такого излучения не стоит – использование современных аппаратов с низким уровнем энергии лучей, а также кратковременность их воздействия делают дозу облучения минимальной, и даже при неоднократном повторении она практически безвредна для здоровья. Например, при рентгене позвоночника организм получает дозу радиации в 1,5 мЗв, это количество сопоставимо с природным излучением, которое человек получает за 6 месяцев. Перед тем, как принять решение о проведении процедуры, стоит уточнить, какой рентгеновский аппарат установлен в выбранной вами клинике. Современные устройства являются цифровыми, снимок получается хорошего качества с первой же попытки, затем передается на экран компьютера, минуя этап проявления, характерный для работы с обычными рентгеноскопами. При использовании устаревающих аналоговых аппаратов снимок может получиться нерезкий, поэтому часто требуется двойное использование, что увеличивает полученную дозу радиоактивного излучения.

Дети наиболее восприимчивы к ионизирующему излучению, поэтому если необходимо сделать рентген ребенку, то открытой остается только область, нужная для проведения анализа, а остальные части тела закрываются специальным фартуком с высоким содержанием свинца.

Противопоказания к проведению исследования

Такая процедура, как рентген позвоночника, не имеет абсолютных противопоказаний. Но обычно врачи с особой осторожностью назначают это исследование беременным женщинам, особенно в первом триместре (чтобы избежать вреда для уязвимого плода). Избыточный лишний вес делает процедуру малоэффективной, так как изображение на снимке не получится достаточно четким. Также проведению рентгена позвоночника может помешать отсутствие у пациента возможности оставаться некоторое время без движения (сильный нервный тик).

Особенности рентгена шейного, грудного, поясничного и пояснично-крестцового отделов позвоночника

Рентген шейного отдела позвоночника назначают при следующих симптомах: головные боли без явных причин, болезненные ощущения при поворотах головы, головокружение, рябь перед глазами, травмы шеи, подозрение на инфекционные заболевания. Для проведения исследования этого отдела специальной подготовки не требуется, а во время процедуры нужно будет снять одежду до пояса, а также отложить в сторону все украшения. Согласно указанию врача следует принять то положение тела, которое необходимо для снимка. Обычно такая процедура занимает не более 15 минут, и еще около двух минут уходит на печать полученного изображения (если речь идет о цифровом рентгеновском аппарате).

Интересный факт
Ученые из технологического института Флориды доказали, что молния является мощным природным источником рентгеновских лучей. Наблюдение за природным объектом не могло дать стопроцентного результата из-за скорости движения излучения, поэтому исследователям пришлось запустить в небо летательный аппарат со специальной антенной, провоцирующей появление молнии длительностью в 2 секунды.

Если при наклонах и поворотах корпуса вы чувствуете дискомфорт или боль в груди, то врач, скорее всего, назначит вам рентген грудного отдела позвоночника. Для того чтобы получить полную информацию о состоянии позвоночника, обычно проводят два сеанса рентгена в различных положениях тела – вид спереди и сбоку. Для этого вида диагностики не нужно никаких предварительных процедур – достаточно снять одежду и украшения до пояса.

Исследование поясничной области с помощью рентгена проводят при искривлении позвоночника, онемениях и болезненных ощущения в области ног, рук и поясницы, подозрении на опухоли или грыжу. В течение трех дней перед исследованием нужно исключить из рациона продукты, которые способствуют повышенному газообразованию в желудке и кишечнике, чтобы финальное изображение было четким. К таким продуктам относятся черный хлеб, газированные напитки, молочные продукты, яблоки, морковь и т.д. Также за 6-8 часов до процедуры запрещается употреблять пищу. В принципе, то же самое относится и к любым лекарствам, алкоголю и табаку. В зависимости от предполагаемого диагноза может понадобиться рентген позвоночника в двух проекциях для большей детализации и уточнения диагноза. Процедура длится около 20 минут, в зависимости от количества снимков.

Проблемы в пояснично-крестцовом отделе позвоночника часто сопровождаются таким симптомом как боль в пояснице, также назначение на рентген могут получить люди с паталогическим изменением межпозвонковых дисков, травмами и подозрением на опухоли и воспалительные процессы в этом отделе. Накануне вечером пациенту назначается очистительная клизма, а утром в день процедуры допускается лишь легкий завтрак. Базовые положения для рентгена пояснично-крестцового отдела позвоночника – боковое и прямое, но в зависимости от индивидуальной ситуации, могут потребоваться еще несколько снимков, например, в согнутом или разогнутом положении.

Что можно увидеть на рентген-снимках?

Правильно расшифровать рентген может только профессионал, но заметить основные отклонения от нормы способен любой человек. Снимок представляет собой черно-белое изображение с участками разной цветовой интенсивности. Самыми светлыми являются кости, а мягкие ткани практически не видны, так как полностью пропускают рентгеновские лучи. На снимке хорошо заметны переломы – они выглядят как трещинки или смещения костей. Сколиоз проявляется как отклонение позвоночного столба в сторону. Округлые затемнения с четкими границами могут быть свидетельством раковых опухолей, а уменьшенная высота межпозвонковых щелей характеризует остеохондроз.


Расшифровка рентгена шейно-грудного отдела позвоночника - Вопрос невропатологу

Если вы не нашли нужной информации среди ответов на этот вопрос, или же ваша проблема немного отличается от представленной, попробуйте задать дополнительный вопрос врачу на этой же странице, если он будет по теме основного вопроса. Вы также можете задать новый вопрос, и через некоторое время наши врачи на него ответят. Это бесплатно. Также можете поискать нужную информацию в похожих вопросах на этой странице или через страницу поиска по сайту. Мы будем очень благодарны, если Вы порекомендуете нас своим друзьям в социальных сетях.

Медпортал 03online.com осуществляет медконсультации в режиме переписки с врачами на сайте. Здесь вы получаете ответы от реальных практикующих специалистов в своей области. В настоящий момент на сайте можно получить консультацию по 66 направлениям: аллерголога, анестезиолога-реаниматолога, венеролога, гастроэнтеролога, гематолога, генетика, гепатолога, гинеколога, гомеопата, дерматолога, детского гастроэнтеролога, детского гинеколога, детского дерматолога, детского инфекциониста, детского кардиолога, детского лора, детского невролога, детского нефролога, детского офтальмолога, детского психолога, детского пульмонолога, детского ревматолога, детского уролога, детского хирурга, детского эндокринолога, диетолога, иммунолога, инфекциониста, кардиолога, клинического психолога, косметолога, логопеда, лора, маммолога, медицинского юриста, нарколога, невропатолога, нейрохирурга, нефролога, нутрициолога, онколога, онкоуролога, ортопеда-травматолога, офтальмолога, паразитолога, педиатра, пластического хирурга, проктолога, психиатра, психолога, пульмонолога, ревматолога, рентгенолога, репродуктолога, сексолога-андролога, стоматолога, трихолога, уролога, фармацевта, физиотерапевта, фитотерапевта, флеболога, фтизиатра, хирурга, эндокринолога.

Мы отвечаем на 96.86% вопросов.

Оставайтесь с нами и будьте здоровы!

Рентген травмы - Осевой скелет - шейный отдел позвоночника

Ключевые точки
  • Нормальные рентгеновские снимки шейного отдела позвоночника не исключают серьезных травм
  • Клинические аспекты имеют особое значение при оценке внешнего вида рентгеновских снимков шейного отдела позвоночника
  • Систематически изучите все имеющиеся виды
C-позвоночник - Системный подход
  • Охват - Адекватно?
  • Выравнивание - Переднее / Заднее / Спиноламинарное
  • Кости - Кортикальный контур / Высота тела позвонка
  • Расстояние - Диски / Остистые отростки
  • Мягкие ткани - Предпозвоночный
  • Край изображения

Клинические аспекты особенно важны в контексте травмы шейного отдела позвоночника (C-spine).Это связано с тем, что нормальные рентгеновские снимки шейного отдела позвоночника не могут исключить значительную травму, а пропущенный перелом шейного отдела позвоночника может привести к смерти или пожизненному неврологическому дефициту.

Клинико-радиологическую оценку повреждений позвоночника должны проводить опытные клиницисты в соответствии с местными и национальными клиническими рекомендациями. Визуализация не должна задерживать реанимацию.

Дальнейшая визуализация с помощью КТ или МРТ (не обсуждается) часто уместна в контексте травмы с высоким риском, неврологического дефицита, ограниченного клинического обследования или при неясных рентгенологических данных.

Стандартные виды

Три стандартных вида: Боковой вид - Передне-задний (AP) вид - и вид Одонтоидный колышек (или вид с открытым ртом) . В контексте травмы все эти изображения трудно получить, потому что пациент может испытывать боль, быть в замешательстве, без сознания или неспособен сотрудничать из-за иммобилизационных устройств.

Дополнительные виды

Если на виде сбоку позвонки не видны до T1, то может потребоваться повторный вид с опущенными руками или « Swimmer's view ».

Вид сбоку

Вид сбоку часто является наиболее информативным изображением. Оценка требует системного подхода.

Систематический подход к шейному отделу позвоночника - нормальный боковой 1

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

систематический подход - Нормальный Боковой 1
  • Охват - Все позвонки видны от основания черепа до вершины T2 (T1 считается адекватным)
  • - Если T1 не виден, то повторное изображение с опущенными плечами пациента или может потребоваться вид «пловца»
  • Выравнивание - Проверьте переднюю линию (линию передней продольной связки), заднюю линию (линию задней продольной связки) и спиноламинарную линию (линию, образованную передний край остистых отростков - идет от внутреннего края черепа)
  • - ЗЕЛЕНЫЙ = Передняя линия
  • - ОРАНЖЕВЫЙ = Задняя линия
  • - КРАСНЫЙ = Спинолам внутренняя линия
  • Кость - Проследите кортикальный контур всех костей для проверки на наличие переломов
  • Примечание : спинной мозг (не виден) лежит между задней и спиноламинарной линиями

Систематический доступ к шейному отделу позвоночника - Нормальный Боковой 2

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Систематический доступ к шейному отделу позвоночника - Нормальный Боковой 2
  • Межпозвонковые пространства - Тела позвонков разделены межпозвоночными дисками - непосредственно рентгеновские лучи не видны.Эти промежутки должны быть примерно одинаковой высоты
  • Предвертебральные мягкие ткани - Некоторые переломы вызывают расширение предвертебральных мягких тканей из-за предвертебральной гематомы
  • - Нормальные предвертебральные мягкие ткани (звездочки) - сужаются до C4 и ниже
  • - Выше C4 ≤ 1/3 ширины тела позвонка
  • - Ниже C4 ≤ 100% ширины тела позвонка
  • Примечание : Не все переломы шейного отдела позвоночника сопровождаются предвертебральной гематомой - отсутствие утолщение предвертебральных мягких тканей НЕ следует воспринимать как успокаивающее
  • Край изображения - Проверить другие видимые структуры

Нормальная анатомия шейного отдела позвоночника - Боковая часть (деталь)

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть выводы

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Нормальная анатомия шейного отдела позвоночника - Боковая часть (фрагмент)
  • Кость - Кортикальный слой Контур не всегда четко очерчен, но если приложить усилие глаза к краю всех костей, это поможет определить переломы
  • C2 Bone Ring - На C2 (ось) боковые образования, просматриваемые со стороны, образуют кольцо кортикальной кости ( красное кольцо )
  • Это кольцо не является полным у всех субъектов и может выглядеть как двойное кольцо
  • Трещина иногда видна как ступенька в контуре кольца

AP вид

Хотя часто менее информативен, чем вид сбоку Тем не менее эта точка зрения может предоставить важную подтверждающую информацию - требуется систематический подход.

Систематический подход к шейному отделу позвоночника - нормальный AP

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

доступ - нормальный AP
  • Охват - вид AP должен охватывать весь C-позвоночник и верхний грудной отдел
  • Выравнивание - Боковые края C-образного отдела выровнены (красные линии)
  • Кость - Переломы часто менее четко видны на этом виде, чем на боковом
  • Расстояние - Остистые отростки (оранжевые) расположены по прямой линии и расположены примерно равномерно
  • Мягкие ткани - Проверить на хирургическую эмфизему
  • Края изображения - Проверка на наличие травм верхних ребер и верхушек легких при пневмотораксе

Одонтоидный штифт / вид с открытым ртом

Хотя это и называется «зубчатый штифт», th Сам зубной штифт на этом обзоре часто не виден из-за перекрывающихся структур, таких как зубы или затылок.Многие называют эту точку зрения «взглядом с открытым ртом». Его основная цель - наблюдать за выравниванием поперечной массы.

Даже если есть перелом зубного штифта, он часто не виден на этом виде. Если перелом колышка не виден, но клинически подозревается старшим врачом, следует рассмотреть возможность проведения дополнительных изображений с помощью КТ.

Нормальная анатомия шейного отдела позвоночника - вид открытого рта

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы отобразить / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

С-позвоночник нормальная анатомия - вид с открытым ртом
  • Этот вид считается адекватным, если он показывает совмещение боковых отростков C1 и C2 (красные кружки)
  • Расстояние между штифтом и боковыми массами C1 ( звездочек ) должен быть одинаковым с каждой стороны
  • Примечание: На этом изображении зубной штифт полностью виден, что не всегда возможно в контексте травмы из-за сложности позиционирования пациента

Открытый рот - повернутый

Наведите указатель мыши на / выключить изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Вид с открытым ртом - повернутый
  • Расстояние между колышек и боковые отростки не равны - сравните A, (справа) с B (слева)
  • Это потому, что при получении изображения голова пациента была повернута на одну сторону
  • Выравнивание боковых отростков все еще возможно оценивается и считается нормальным

Вид «пловца»

Это вид под углом, при котором головки плечевой кости проецируются в сторону от шейного отдела позвоночника.Вид пловца может быть полезен при оценке выравнивания в шейно-грудном соединении, если C7 / T1 недостаточно просматривается на боковом изображении или на повторном боковом изображении с опущенными плечами.

Вид трудно получить, и часто трудно интерпретировать. Если простая рентгенограмма шейно-грудного перехода ограничена, может потребоваться КТ.

Нормальная анатомия шейного отдела позвоночника - вид «Пловец»

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

C- нормальная анатомия позвоночника - вид «пловца»
  • Наклонное изображение с головками плечевой кости, спроецированными в сторону от шейного отдела позвоночника
  • Видно шейно-грудное соединение
  • Проверьте выравнивание, тщательно сопоставив углы тела каждого смежного позвонка - спереди и сзади
.

Рентген травмы - Осевой скелет - шейный отдел позвоночника

Ключевые точки
  • Нормальные рентгеновские снимки шейного отдела позвоночника не исключают серьезных травм
  • Клинические аспекты имеют особое значение при оценке внешнего вида рентгеновских снимков шейного отдела позвоночника
  • Систематически изучите все имеющиеся виды
C-позвоночник - Системный подход
  • Охват - Адекватно?
  • Выравнивание - Переднее / Заднее / Спиноламинарное
  • Кости - Кортикальный контур / Высота тела позвонка
  • Расстояние - Диски / Остистые отростки
  • Мягкие ткани - Предпозвоночные
  • Край изображения

Переломы шейного отдела позвоночника

Травмы шейного отдела позвоночника часто имеют характеристики, зависящие от механизма повреждения.На этой странице описаны типичные проявления некоторых распространенных переломов шейного отдела позвоночника.

перелом С1

Травма С1 (атласа) приводит к потере целостности его кольцевой структуры. Кольцо расширяется и теряет совмещение с соседней затылочной костью вверху и С2 внизу. Это легче всего понять на виде с открытым ртом, который показывает, что боковые массы C1 больше не совпадают с поперечными массами C2, и что промежутки между штифтом и боковыми массами C1 расширены.

C1 Перелом Джефферсона - вид с открытым ртом

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

C1 'Джефферсон 'перелом - вид с открытым ртом
  • Пространство между зубцовым штифтом C2 и латеральными массами C1 расширено с обеих сторон ( стрелки )
  • Боковые образования C1 смещены в боковом направлении и больше не совпадают с боковые образования C2 ( красных колец )

Переломы C2

Переломы C2 (оси) могут затрагивать зубной штифт, тело позвонка или задние элементы.

Перелом зубного пальца C2 - вид сбоку

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Перелом зубного пальца C2 - Вид сбоку
  • «Кольцо» кости C2 неполное из-за перелома
  • Штифт зубчатого отростка смещен назад

Перелом зубного пальца C2 - вид с открытым ртом

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы отобразить / скрыть результаты.

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы.

Перелом зубного пальца C2 - вид с открытым ртом
  • Перелом зубного пальца со смещением
  • Такой очевидный перелом увидеть нечасто на виде с открытым ртом - многие переломы зубчатого штифта лучше видны при виде сбоку

C2 Перелом «палач»

Так называемый «палач» перелом является результатом большой силы гиперэкстензионная травма.Перелом затрагивает ножки C2 и часто приводит к смещению тела и штифта C2 кпереди.

Перелом C2 «палач» - вид сбоку

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

C2 «палач» перелом - вид сбоку
  • Нарушение выравнивания в C2 / C3 с передним смещением C2 ( большая стрелка )
  • По кортикальному контуру C2 ( белая линия ) обнаруживается разрыв из-за перелома

'Расширение Каплевидный перелом - вид сбоку

Гиперэкстензия может привести к отрыву переднего угла тела позвонка - чаще всего С2.Передняя продольная связка остается прикрепленной к фрагменту кости, отделившемуся от тела позвонка.

Перелом «расширяющаяся капля» - вид сбоку

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

«Расширяющаяся капля» перелом - вид сбоку
  • Фрагмент перелома виден в переднем / нижнем углу C2, напоминающий «слезу»

«Каплевидный» перелом шейного отдела позвоночника

Этот перелом может произойти на любом уровне между C3 и C7.Это очень нестабильная травма с высокой частотой сочетанного повреждения спинного мозга.

Перелом «слеза сгибания» - вид сбоку

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

«Слеза сгибания» перелом - вид сбоку
  • По контуру тел позвонков показан фрагмент каплевидного перелома переднего-нижнего угла C6 позвонка
  • Фасеточный сустав C6 / C7 расширен - сравните с уровнем выше

Вывих C-позвоночника травма

Можно получить тяжелую травму шейного или спинного мозга без признаков перелома.Вывихи могут быть преходящими из-за самопроизвольного смещения суставов во время травмы. Иногда может наблюдаться блокирование или «усаживание» фасеточных суставов, не позволяющее костям вернуться в свое нормальное положение. Это может быть одностороннее или двустороннее.

Двусторонние выступающие грани - вид сбоку

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы отобразить / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его по верхнему краю страницы

Двусторонние выступающие грани - боковой вид
  • (тот же пациент, что и на изображении ниже)
  • Нарушение выравнивания всех трех линий в области C5 / C6 с «заедом» фасетки C5 на фасете C6 ( кольцо )
  • Перелом не виден
  • -позвонковые мягкие ткани расширены из-за гематомы
Примечание
  • Спинномозговой канал лежит между задней ( Оранжевый ) и спиноламинарной ( Красный ) линиями
  • Поражение позвоночного канала в результате этой травмы приводит к высокая частота травм спинного мозга

Двусторонние выступающие фасеты - вид AP

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите i

Двусторонние выступающие фасеты - вид AP
  • (Тот же пациент, что и на изображении выше)
  • Существует расширение пространства между остистыми отростками C5 и C6 ( SP ) с потерей нормального выравнивания
  • Опять не обнаружено перелома

Превертебральные мягкие ткани

Утолщение превертебральных мягких тканей иногда является единственным рентгенологическим признаком перелома шейного отдела позвоночника.

Предвертебральные мягкие ткани

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять с верхом страницы

Предвертебральные мягкие ткани
  • На уровне C3 предвертебральные мягкие ткани утолщены - (> 1/3 ширины тела позвонка)
  • Это опухание мягких тканей является единственным видимым признаком травмы
  • КТ показала перелом на C4, который не виден на простом рентгеновском снимке
Примечание
  • Не все переломы шейного отдела позвоночника сопровождаются предвертебральной гематомой
  • Отсутствие превертебрального утолщения мягких тканей следует рассматривать как успокаивающее НЕ

Остистокий отросток ' перелом лопаты

Изолированные переломы остистых отростков часто трудно идентифицировать, особенно в шейно-грудном соединении, где они могут быть скрыты из-за лежащих выше мягких тканей.Необходима особая проверка коркового контура каждого остистого отростка.

Эти отрывные травмы традиционно известны как переломы «глиняной лопаты» из-за механизма многократного сильного сгибания, связанного с лопатой.

Перелом остистого отростка

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Перелом остистого отростка
  • Большая кость Фрагмент широко смещен от остистого отростка С7
.

Как читать рентгеновские снимки костей позвоночника - Международный образовательный проект по неотложной медицине

Дейвид Ахметович и Грегор Просен

Введение

Интерпретация рентгеновского снимка шейного отдела позвоночника - один из основных навыков врачей скорой помощи. Несмотря на то, что текущие рекомендации побуждают нас использовать компьютерную томографию при подозрении на повреждение шейного отдела позвоночника, рентгеновские снимки шейного отдела позвоночника по-прежнему ценны для некоторых стран с ограниченными ресурсами и групп пациентов, восприимчивых к радиации. Таким образом, в этой главе будут обобщены основы интерпретации рентгеновского снимка шейного отдела позвоночника.

Интерпретация рентгенограмм имеет свои ограничения, которые более или менее зависят от индивидуальных знаний анатомии и клинического опыта.

Потому что анатомические ориентиры для измерений иногда бывает трудно найти или идентифицировать. Более систематический подход к чтению рентгенограмм шейки матки может значительно снизить шансы пропустить важную травму.

Визуализация

Обычные рентгенограммы, когда они показывают боковую проекцию шейного отдела позвоночника и включают вид с открытым ртом, довольно чувствительны для определения переломов шейного отдела позвоночника.Риск пропустить значительный перелом составляет, по статистике, менее 1%. Добавление переднезадней (AP) проекции увеличивает чувствительность примерно до 100%. Все три важных вышеупомянутых проекции можно увидеть на Рисунке 1.

Рис. 1: Боковой вид с нормальным легким лордозом (A), одонтоидный или открытый рот, вид атласа и оси (B), стандартный переднезадний вид или вид AP с открытым ртом, его также можно сделать с закрытым ртом (C).

  • Перед тем, как анализировать рентгенограммы шейки матки, необходимо предоставить некоторые дополнительные факты.
  • Большинство травм позвоночника происходит на стыках позвоночника: краниоцервикальном, шейно-грудном, грудопоясничном и пояснично-крестцовом.
  • Следует удовлетвориться только рентгенограммой шейного отдела позвоночника, на которой видны все 7 шейных позвонков (C1-Th2).
  • Позвонки C7-Th2 могут быть не видны у пациентов с мышечной массой или ожирением (рис. 2), а также у пациентов с поражениями спинного мозга, которые влияют на мышцы, которые обычно опускают плечи. Такие поражения, которые оставляют без сопротивления трапециевидную мышцу, возникают в нижней шейной области.Плечи можно опустить, медленно и равномерно опуская руки вниз, или, если пациент способен, попросив их прижать одно плечо и поднять другую руку над головой, чтобы достичь положения пловца, которое лучше визуализирует нижние позвонки.

Рис. 2: Два примера рентгеновского снимка шейки матки, который недостаточно хорош для оценки возможного повреждения шеи.

Есть 3 основных вида c-spine

  1. Поперечный стол, вид сбоку
  2. Odontoid - Открытый рот
  3. Переднезадний вид

Поперечный вид стола

Вид сбоку (кросс-таблица) является наиболее полезным рентгенологическим исследованием при диагностике повреждений шейного отдела позвоночника.Осмотр на рентгеновском снимке должен быть тщательным, методичным и полным. На данный момент нелегко различить «ABC» из-за всех аббревиатур в области медицины, но «ABC» в данном случае означает: A - выравнивание и адекватность, B - костные аномалии, C - хрящевое пространство. оценка и S для мягких тканей.

A - Соответствие и соответствие: Сначала визуализируйте позвоночник от основания черепа до соединения C7-Th2. Затем проверьте, является ли рентгеновский снимок настоящим видом сбоку или он немного повернут.Фасеточные суставы лучше всего визуализируются при правильной боковой проекции. (см. рисунок 3).

Рис. 3: Пример слегка повернутой неидеальной боковой проекции шейного отдела позвоночника на (A) и рентгеновский снимок идеальной боковой проекции на (B).

Чтобы проверить правильность совмещения, найдите нормальную гладкую лордотическую кривую и представьте две линии, каждая из которых проходит по переднему и заднему краям тел позвонков. Кроме того, должна быть визуализирована третья линия (позвоночно-ламинарная линия), идущая вдоль основания остистых отростков до задней части большого затылочного отверстия (рис. 4).

Рис. 4: Всегда оценивайте (AV) передние позвоночные, (PV) задние позвоночные и (SL) спиноламинарные линии, они должны проходить гладко, без каких-либо разрывов и иметь легкую лордотическую форму.

Все три линии должны образовывать плавный лордозный изгиб шейного отдела позвоночника. Любое нарушение прохождения этих линий предполагает повреждение кости или связки (рис. 5).

Рис. 5. Нарушение формы AV-линии, указывающее на травму, и в данном случае на перелом тела C7.

Исключением из этого правила является псевдоподвывих C2 и C3 в педиатрической популяции, что может вызвать путаницу. В этих случаях осмотрите позвоночно-ламинарную линию от С1 до С3 и с подозрением относитесь к травме, если основание остистого отростка С2 лежит на расстоянии более 2 мм от этой линии. Также коррелируйте с результатами исследования мягких тканей (см. Ниже, в разделе «S»). Кроме того, на виде сбоку осмотрите преддентальное пространство, которое представляет собой расстояние между передней поверхностью зубовидного отростка и задней стороной переднего кольца С1.Он не должен превышать 3 мм у взрослых и 5 мм у детей. (Рисунок 6).

Рис. 6: Предзубное пространство, расстояние между передней поверхностью зубовидного отростка и задней стороной переднего кольца С1, у взрослых оно не должно превышать 3 мм, а у детей - 5 мм.

B - Кость: Следите за нормальным костным контуром позвонков и плотностью кости. Следует отметить незначительные изменения плотности костей, поскольку это может указывать на компрессионный перелом.Области со сниженной плотностью костей, которые могут быть обнаружены у пациентов с ревматоидным артритом, остеопорозом или метастатическими остеолитическими поражениями, более подвержены разрушению при стрессе. Острые компрессионные переломы вышеупомянутых изменений проявляются в виде участков повышенной плотности костей (Рисунок 7).

Рис. 7: Обратите внимание на неразрывный костный контур. Нарушение, как в приведенных выше примерах, означает перелом костной структуры. Также ищите любые гипо- или сверхплотные участки в кости, поскольку это может быть единственным признаком компрессионного перелома.На (A) небольшое расширение мягких тканей видно прямо перед переломом под белой стрелкой, что может указывать на острую травму.

C - Оценка хрящевого пространства: Проверка качественного рентгеновского снимка в боковой проекции у здорового человека должна показать однородные межпозвонковые пространства. (Рисунок 8).

Рис. 8: Равномерные межпозвонковые хрящевые промежутки, а также фасеточные суставы должны быть проверены на предмет необычного выравнивания или увеличенного пространства.

Врач неотложной помощи может диагностировать подвывихи и вывихи фасеточных суставов путем оценки хрящевого пространства между телами позвонков, фасеточных суставов и пространства между остистыми отростками. Увеличение межостистого расстояния более чем на 50% предполагает повреждение связок, а защитный мышечный спазм может затруднить интерпретацию.

S - Мягкие ткани: Превертебральные мягкие ткани могут использоваться как индикатор острого отека или кровоизлияния в результате травмы, а иногда могут быть единственным показателем острого повреждения на рентгеновском снимке.Нормальная ширина превертебральной ткани уменьшается от С1 до С4 и увеличивается от С4 вниз. Нормальные размеры от C1 до C4 составляют менее 7 мм (меньше половины тела позвонка на этом уровне) и менее 22 мм ниже C5 (меньше, чем тело позвонка на этом уровне), см. Рис. 9. Воздух в мягких тканях. может указывать на разрыв пищевода или трахеи.

Рис. 9: Мягкая ткань ретро-глотки, сужается от C1 до C4 и не должна превышать 7 мм (менее трети тела позвонка).Снизу мягкие ткани C4 начинают расширяться, но не должны превышать 22 мм (для облегчения размышлений, не должны превышать ширину тела позвонков.

Odontoid - Открытый рот

Обычно это второй стандартный вид, полученный в отделении неотложной помощи. Основная цель - изобразить зубной отросток C2 и C1. Это можно делать с открытым или закрытым ртом. При осмотре зубовидного отростка оцениваются две вещи: расстояние между зубцовым отростком и латеральными массами С1 должно быть одинаковым.В противном случае неравенство может быть связано с небольшим поворотом головы. Во-вторых, с учетом предыдущего пункта, поля C1 и C2 должны оставаться выровненными (рисунок 10).

Рис. 10: Расстояние между зубцовым отростком и латеральными массами С1 должно быть одинаковым, в противном случае неравенство может быть связано с небольшим поворотом головы. (Если у пациента есть верхние центральные резцы, мы можем проверить, совпадает ли пространство между этими двумя зубами с серединой зубовидного отростка, это может дать небольшое представление о вращении в случае, если сам процесс не нарушен и не смещен).Даже при небольшом повороте головы мы все равно можем проверить выравнивание, посмотрев на боковые поля C1 и C2, которые должны оставаться выровненными.

Переднезадний вид

Изображения, сделанные в этой проекции, обычно гораздо менее четкие, чем два упомянутых выше. Кончики остистых отростков должны лежать на прямой линии посередине, также следует проверять расстояния между остистыми отростками. Аномалии, такие как раздвоение остистых отростков, могут затруднить интерпретацию.Тени от гортани и трахеи должны быть выровнены по центру. Также необходимо проверить выравнивание боковых масс позвонка (рис. 11).

Рисунок 11: Синяя линия соединяет остистые отростки, они должны лежать посередине и иметь равное расстояние между ними. Красная линия должна плавно соединять боковые массы позвонков. Всегда проверяйте края снимка, в большинстве случаев видны верхушки легких, проверяйте на пневмоторакс.

Другие просмотры

Косые обзоры и виды сгибания / разгибания полезны только опытным врачам.Сгибание и разгибание часто либо противопоказаны из-за подозрения на нестабильную травму, либо их невозможно выполнить из-за спастической мускулатуры после травмы. (Рисунок 12). Неконтролируемое или даже принудительное сгибание или разгибание у пациента с повреждением связок также может привести к неврологическому повреждению.

Рис. 12. Выпрямленное нормальное лордозное искривление к-рого отдела позвоночника может быть связано с мышечным спазмом как защитным механизмом, что также затрудняет фиксацию изображений сгибания и разгибания.

Рис. 13: Подозрение на перелом зубовидного отростка, но зубы при закрытом рту могут повлиять на обзор.

Рисунок 14: Тот же пациент, что и на Рисунке 13, но с открытым ртом и виден перелом через тело С2, также обратите внимание на смещение боковых границ С1 и С2 и разницу в пространстве между зубчатым отростком и латеральными массами С2 с обеих сторон.

Рисунок 15: Боковой вид перелома зубовидного отростка 2 типа на A.Перелом остистых отростков C7 и Th2 позвонков по имени Клея - перелом Шовелера в B.

SCIWoRA (травма спинного мозга без рентгенологических отклонений)

Обычные рентгенограммы отрицательны у 25% педиатрических пациентов с травмой спинного мозга. Болезненность шеи и тщательное неврологическое обследование должны оставаться основным методом диагностики пациента, особенно в педиатрической популяции. Даже у взрослых нормальный боковой рентгеновский снимок с перекрестным столом не исключает травмы спинного мозга.Если сомневаетесь, относитесь как к травме спинного мозга, пока не будет доказано обратное. Также стоит запомнить короткую мнемонику для детей: SCIWoRA (Травма спинного мозга без рентгенологических отклонений).

Ссылки и дополнительная литература

  • Корт-Браун С.М., Хекман Дж. Д., Маккуин М. М., Риччи В. М., Торнетта П., Макки Мэриленд. Переломы Роквуда и Грина у взрослых. 8-е изд. Филадельфия [и др.]: Вольтерс Клувер; 2015.
  • Eastman AL, Rosenbaum DH, Thal ER, Parkland Memorial Hospital (Даллас, Техас.). Справочник по травмам Parkland. Третье издание. изд. Филадельфия, Пенсильвания: Mosby / Elsevier; 2009.
  • Холмс Э.Дж., Мисра Р.Р., ebrary Inc. от А до Я экстренной радиологии. Серия А-Я. Кембридж, Великобритания: Greenwich Medical Media; 2004.
  • Розен П., Маркс Дж. А., Хокбергер Р. С. и др. Неотложная медицина Розена: концепции и клиническая практика. Том I. Издание восьмое. изд. Филадельфия: Эльзевьер / Сондерс; 2014.
  • Tintinalli JE, Stapczynski JS, Ma OJ, Cline D, Meckler GD, Yealy DM. Неотложная медицина Тинтиналли: подробное учебное пособие.Выпуск восьмой. изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Education; 2016.

Ссылки на дополнительную информацию

Нравится:

Нравится Загрузка ...

.

Измерение угла позвоночника по Коббу по рентгеновским снимкам с использованием сверточной нейронной сети

Сколиоз - распространенное заболевание позвоночника, при котором позвоночник изгибается в сторону и, таким образом, его деформирует. Оценка кривизны является мощным показателем для оценки степени деформации сколиоза. В современной клинической диагностике стандартный метод оценки кривизны для количественной оценки кривизны осуществляется путем измерения угла Кобба, который представляет собой угол между двумя линиями, проведенными перпендикулярно верхней замыкательной пластине самого верхнего задействованного позвонка и нижней замыкательной пластине самого нижнего позвонка. участвует.Однако ручное измерение кривизны позвоночника требует значительных затрат времени и усилий, а также связанных с этим проблем, таких как различия между наблюдателями и внутри наблюдателя. В этой статье мы предлагаем автоматическую систему измерения кривизны позвоночника с использованием переднезадних (AP) изображений рентгеновского снимка позвоночника. Из-за характеристик изображений AP view мы сначала уменьшили размер изображения, а затем использовали гистограммы проекции интенсивности по горизонтали и вертикали, чтобы определить интересующую область позвоночника, которая затем обрезается для последующей обработки.Затем границы позвоночника, центральная линия изгиба позвоночника и передний план позвоночника обнаруживаются с использованием информации об интенсивности и градиенте интересующей области, и затем применяется подход с прогрессивной пороговой обработкой для обнаружения местоположения позвонков. Чтобы уменьшить влияние несогласованного распределения интенсивности позвонков на AP-изображении позвоночника, мы применили подходы сверточной нейронной сети с глубоким обучением (CNN), которые включают U-Net, Dense U-Net и Residual U-Net, чтобы сегментируйте позвонки.Наконец, результаты сегментации позвонков реконструируются в полное сегментированное изображение позвоночника, а кривизна позвоночника рассчитывается на основе критерия угла Кобба. В экспериментах мы показали результаты сегментации и искривления позвоночника; Затем специалисты сравнили результаты с ручными измерениями. Результаты сегментации остаточной U-Net превзошли две другие сверточные нейронные сети. Односторонний тест ANOVA также продемонстрировал, что три измерения, включая ручные записи двух разных врачей, и предлагаемые нами результаты измерений не имели существенных различий с точки зрения измерения кривизны позвоночника.В перспективе предлагаемую систему можно применять в клинической диагностике, чтобы помочь врачам лучше понять степень тяжести сколиоза и для клинического лечения.

1. Введение

Позвоночник - одна из важнейших частей человеческого тела. Он обеспечивает человека многими важными функциями, например, несет вес тела и защищает спинной мозг и нервы внутри. Как показано на Рисунке 1, позвоночник состоит из 33 позвонков, которые разделены на пять областей: шейный (C1 – C7), грудной (T1 – T12), поясничный (L1 – L5), крестец (S1 – S5) и копчик ( Co1 – Co4).Верхние 24 позвонка разделены и подвижны, обеспечивая гибкость позвоночника. 9 нижних позвонков фиксируются, 5 крестцовых позвонков сливаются, образуя крестец, а 4 копчиковых позвонка обычно сливаются, образуя копчик после подросткового возраста [1].


Нормальный позвоночник должен быть прямым и располагаться по центру над тазом при осмотре спереди и сзади. Сколиоз - это состояние, при котором позвоночник неправильно изгибается влево или вправо и когда изгиб позвоночника вбок превышает 10 градусов.Позвоночник человека со сколиозом будет иметь вид C- или S-образной кривой, как показано на рисунке 2.


Симптомы, связанные со сколиозом, могут включать боль в спине или плечах, остеоартрит и даже респираторные или сердечные проблемы в тяжелых случаях. . Чтобы установить диагноз сколиоза, врач измеряет степень искривления позвоночника на изображениях, таких как рентген, компьютерная томография и МРТ. Наиболее распространенной количественной оценкой сколиоза является угол Кобба [4], который первоначально был предложен американским хирургом-ортопедом Джоном Робертом Коббом.Угол Кобба был официально принят в качестве стандартной количественной оценки сколиоза Обществом исследования сколиоза (SRS), основанным в 1966 году. Измерение угла Кобба включает оценку угла между двумя касательными верхней и нижней концевых пластин верхнего и нижнего концов. позвонка, соответственно, как показано на рисунке 3. Степень тяжести сколиоза определяется с использованием угла Кобба, как показано в таблице 1. Состояние позвоночника связано с искривлением позвоночника, а не со сколиозом, когда угол Кобба меньше 10 градусов. .Угол Кобба в диапазоне от 10 до 20 градусов считается легким сколиозом. Тяжесть сколиоза умеренная, когда угол Кобба составляет от 20 до 40 градусов. Угол Кобба более 40 градусов указывает на тяжелый сколиоз.



Угол Кобба Определение

0 ° –10 ° Искривление позвоночника
10 ° –20 ° Легкий сколиоз
20 ° –40 ° Умеренный сколиоз
> 40 ° Тяжелый сколиоз

Текущий широко принятый стандарт диагностики и лечения сколиоза - это руководство измерение углов Кобба, которое относится к внутренней кривизне туловища позвоночника.Несмотря на то, что ручное измерение работает в течение последнего десятилетия, клиницистам сложно проводить точные измерения из-за большого анатомического разнообразия пациентов из разных возрастных групп и низкого тканевого контраста рентгеновского изображения позвоночника. Обычно это приводит к большому количеству ошибок между наблюдателем или внутри наблюдателя. Таким образом, разработка автоматизированных компьютерных измерений является важной темой исследования для обеспечения надежной и надежной количественной оценки сколиоза.

В литературе много статей, посвященных интересным актуальным темам. Giannoglou и Stylianidis [6] представили обзорную статью о вычислении угла Кобба и методах моделирования на основе изображений для измерения деформаций позвоночника. В этой статье измерение угла Кобба включает в себя обработку рентгеновского изображения, которая пытается определить расположение позвонков, чтобы вычислить угол Кобба для каждого рентгеновского изображения позвоночника в AP-проекции. В общем, последовательность обработки изображений включает следующие этапы: (а) получение изображения, (б) обнаружение угла позвонка и (в) заключительный этап для общей оценки кривизны позвоночника.

Moura et al. [7] предложили набор методов для (1) изоляции позвоночника путем удаления других костных структур, (2) определения местоположения позвонков вдоль позвоночника с использованием метода прогрессивного порога и (3) определения боковых границ позвонков. Автор использовал древовидную структуру данных для удаления избыточной информации и объединения слишком малых областей. Выявленные границы позвонков использовали для измерения угла кривизны позвоночника по Коббу. Okashi et al. [8] предложили полностью автоматическое решение для сегментации позвоночника и количественной оценки кривизны по рентгеновским изображениям мышей.Их подход состоит из трех этапов: подготовка интересующей области, сегментация позвоночника и количественная оценка кривизны позвоночника. Этап предварительной обработки интересующей области включает три операции: (а) выравнивание скелета мыши, (б) обрезка области интереса и (в) шумоподавление и улучшение обрезанной области интереса. На этапе сегментации позвоночника сначала используется метод Оцу для получения первоначальной сегментации, а затем ее дальнейшее уточнение. Уточнение сначала применяет две операции морфологии градаций серого для шляпки и верхнего бота, чтобы уменьшить шум и максимизировать контраст.Затем граница корешка уточняется с помощью сложного итеративного процесса для определения значения высокой интенсивности для изменения пикселей границы. Наконец, методы полиномиальной аппроксимации применяются для уточнения краев корешка. Для измерения кривизны позвоночника предлагаются два разных индекса и. У этого метода были некоторые недостатки: (а) он требует сложных методов обработки изображений для сегментации позвоночника и (б) он не разделяет каждый позвонок, который не может вычислить наиболее полезную меру, а именно угол Кобба.

Mukherjee et al. [9] выбрал лучший фильтр из четырех методов шумоподавления: двусторонние фильтры [10], нелокальные фильтры средних значений [11], словари основных окрестностей, нелокальные средства фильтрации [12] и трехмерная фильтрация сопоставления блоков [13]. Из-за плохого контраста рентгенограмм для повышения контрастности изображения применялось выравнивание гистограмм, а для определения краевых точек позвонков использовался метод определения порогового значения Оцу. Наконец, преобразование Хафа [14] было использовано для обнаружения двух прямых линий верхней замыкательной пластинки самого верхнего задействованного позвонка и нижней замыкательной пластинки самого нижнего вовлеченного позвонка.Две обнаруженные линии затем использовались для нахождения углов Кобба для сравнения. Lecron et al. [15] предложили метод обучения, который сочетает в себе локальные дескрипторы масштабно-инвариантного преобразования признаков (SHIF) [16] с мультиклассовой SVM для обнаружения передних углов позвонков. Однако эти методы требуют сложных этапов обработки изображений, которые включают фильтрацию изображения, улучшение, сегментацию и извлечение признаков для получения оценки позвонка, что делает эти методы дорогостоящими с точки зрения вычислений и допускающими ошибки, вызванные вариациями рентгеновских изображений позвоночника.

Недавно глубокие сверточные нейронные сети (CNN) продемонстрировали огромный потенциал в области анализа медицинских изображений [17, 18]. В отличие от традиционных методов машинного обучения, глубокие нейронные сети не требуют каких-либо вручную созданных функций для обучения и могут быть обучены от начала до конца для обнаружения объектов и семантической сегментации. Таким образом, сеть CNN является подходящим выбором для извлечения позвоночных областей позвоночника. В области сегментации биомедицинских изображений недавние успехи в точной сегментации изображений были достигнуты с помощью архитектуры U-Net [19].В U-Net контекстная информация распространяется на уровни повышающей дискретизации путем объединения выходных данных нижних уровней в верхние уровни, обеспечивая больше каналов функций. Аль Ариф и др. [20] применили U-Net и U-Net с учетом формы для сегментации шейных позвонков. Авторы изменили операцию кадрирования и копирования на операцию конкатенации, которая получила средний коэффициент подобия Dice (DSC) 0,9438 для U-Net и 0,944 для U-Net с поддержкой формы. Авторы также сравнили с другими методами, такими как ASM-G [21], ASM-M [22] и ASM-RF [23].Их ДСК 0,774, 0,877 и 0,883. Эти результаты показывают, что эффективность предлагаемой нами работы очень близка к работе [24] и должна быть лучше, чем вышеупомянутые методы [21–23]. Кроме того, модификации U-Net, такие как Residual U-Net [24] и Dense U-Net [25], также были применены для сегментации грудного и поясничного позвонков для сравнения.

В этой статье мы предложили автоматическую систему измерения кривизны позвоночника по рентгеновским снимкам. Блок-схема предлагаемой системы представлена ​​на рисунке 4.Предлагаемая система включает четыре этапа: выделение области позвоночника, обнаружение позвонков, сегментацию позвонков и количественную оценку кривизны позвоночника. Этап изоляции области позвоночника начинается с процедуры предварительной обработки изображения, которая включает в себя изменение размера входного изображения и обрезку интересующей области (ROI) позвоночника. После этого применяются методы обработки изображений для определения местоположения позвонков с использованием метода прогрессивного порога. Затем мы применяем сверточную нейронную сеть (CNN) для сегментации позвонков.В отличие от работы Moura et al. [7], мы использовали аналогичный механизм голосования для разделения каждого позвонка. Заключительный этап - вычисление искривления позвоночника с применением критерия измерения угла Кобба.


Остальная часть статьи организована следующим образом. Раздел 2 знакомит с предлагаемыми методами и данными экспериментов. Результаты экспериментов и обсуждение предложенной системы приведены в разделе 3. Наконец, в разделе 4 представлены выводы и будущие работы.

2. Материалы и методы
2.1. Экспериментальные материалы

Рентгеновские изображения позвоночника, использованные в экспериментах, были получены в больнице Национального университета Ченг Кунг с использованием медицинской системы визуализации EOS (компания EOS, Париж). Перед экспериментами все участники были проинформированы о целях и процедурах исследования, которые включают удаление идентификационных данных для защиты конфиденциальности и подписанные формы согласия, утвержденные институциональным советом по надзору больницы национального университета Ченг Кунг (номер IRB: A-ER-105- 013).Изображения представляют собой двумерные рентгеновские изображения позвоночника в передне-заднем виде (вид AP) в формате оттенков серого, как показано на рисунке 5, с размером ширины: от 1056 до 3028 пикселей и высоты: от 1996 до 5750 пикселей. В общей сложности в этом исследовании было использовано тридцать пять изображений, полученных от молодых людей, страдающих сколиозом, на каждом из которых изображен весь позвоночник, который включает 12 грудных и 5 поясничных позвонков для последующего процесса сегментации. Большинство рентгеновских изображений позвоночника имеют размер около 3000 × 5000 пикселей.


2.2. Предлагаемые методы
2.2.1. Изоляция области позвоночника

Этап изоляции области позвоночника применяется для определения интересующей области (ROI) позвоночника. Чтобы сделать обработку более эффективной, мы сначала уменьшаем размер всех изображений AP view позвоночника до четверти от исходного размера. На этом этапе мы сфокусировались на области между грудным и поясничным позвонками (то есть от T1 до L5 позвонков) на рентгеновских изображениях позвоночника в AP-проекции. Область определяется как интересующая область позвоночника (ROI позвоночника).На рисунке 5 показаны столбцы изображения с более яркими пикселями, обозначающими столбцы, в которых расположен корешок. Поэтому сначала мы выравниваем по вертикали большие структуры, включая голову, позвоночник и бедра, а затем вычисляем гистограмму интенсивности вертикальной проекции. Мы выбираем столбцы, которые находятся между средней интенсивностью плюс или минус одно стандартное отклонение в качестве левой и правой границ области интереса, как показано на рисунке 6. Еще одно интересное наблюдение из рисунка 5 заключается в том, что интенсивность позвоночника возле грудных позвонков относительно низкая, но области позвоночника более яркими.В результате мы использовали гистограмму интенсивности горизонтальной проекции для обнаружения самых низких экстремумов в качестве верхней границы области интереса и положения самого большого прерывистого положения в качестве нижней границы, как показано на рисунке 6. Обнаруженная область интереса позвоночника затем обрезается для последовательное обнаружение и сегментация позвоночника.


2.2.2. Обнаружение позвонков

После выделения области позвоночника мы дополнительно определяем расположение позвонков на изображении ROI позвоночника. В общем, позвоночник обычно проявляется с более высокой интенсивностью в области интереса к обрезанному позвоночнику; следовательно, мы можем обнаружить края позвоночника, используя суммы интенсивности и градиента.Есть три шага для обнаружения позвонков: (1) обнаружение сегмента центральной линии (CLS), (2) определение границы позвоночника и (3) обнаружение позвонков. Подробности описаны ниже.

Первым шагом при обнаружении позвонков является определение сегмента центральной линии (CLS) позвонков. На этом этапе многие прямоугольные окна размером H, × W пикселей перекрываются и размещаются с шагом в один пиксель вдоль верхней части области интереса корешка слева направо.Вычисляются суммы интенсивности внутри каждого прямоугольного окна. Если одно прямоугольное окно имеет наибольшую сумму интенсивностей, верхняя средняя точка этого окна используется в качестве первой контрольной точки для CLS, как показано на рисунке 7 (a). Далее, текущее окно прямоугольник с максимальной суммой интенсивности перемещается вниз р пикселей, а затем поиск инициируется для следующей контрольной точки в интервале д пикселей на обеих его сторонах. Этот поиск сдвигается на один пиксель один раз, а затем записывает сумму яркости соответствующего окна.Окно с максимальной суммой значений интенсивности затем назначается текущему окну, а его верхняя средняя точка определяется как вторая контрольная точка для CLS. Подобные процедуры повторяются до тех пор, пока не будут обнаружены n контрольных точек, и затем они будут помещены в CLS методом полиномиальной аппроксимации, как показано на рисунке 7 (a).

На втором этапе определяются граничные точки позвоночника вдоль нормального направления обнаруженного сегмента центральной линии. На этом втором шаге используются два маленьких соседних окна, каждое размером 11 × 5 пикселей.Пара соседних окон перемещается не более чем на на пикселей по обеим сторонам в нормальных направлениях соответствующей точки CLS, как показано на рисунке 7 (b). Верхняя середина пары окон-братьев выбирается в качестве граничной точки позвоночника, когда их разница в интенсивности максимальна, как показано на рисунке 7 (b). Процедура определения границ продолжается до тех пор, пока не будут исследованы все точки КЛС. Соответствующее текущее окно конечной точки для этого CLS реконструируется для последовательного обнаружения CLS до тех пор, пока не будут найдены все границы позвоночника.Наконец, все граничные точки позвоночника с каждой стороны зависимым образом подгоняются полиномиальной подгонкой с тремя степенями к границе позвоночника. В экспериментах задавались следующие параметры: H = 51, W = 13, p = 12, q = 10, r = 40 и n = 6.

Один раз Получены правая и левая границы позвоночника, среднюю точку пары границы на горизонтальной линии мы рассматриваем как точку линии центральной кривой позвоночника (ЦОК).Полная линия CSC и область переднего плана позвоночника нарисованы на рисунках 8 (a) и 8 (b). Затем результаты применяются в заключительной процедуре обнаружения позвонков. Область позвоночника, ограниченная двумя ограничивающими линиями, поровну делится на три области: левую, среднюю и правую, как показано на Рисунке 8 (c). Левая и правая области используются для создания пороговых изображений с пороговыми значениями.

На рис. 8 (г) показано изображение, на котором область позвонков всегда отображается в наиболее яркой области.Интенсивность каждого изображения обычно проецируется на линию CSC, а затем суммируется в их гистограмме проекции. Преобразованная проекция создается с помощью следующего уравнения: где - индекс гистограммы, то есть где - размер ячейки гистограммы. Как правило, β - это длина центральной линии позвоночника. Накопленная гистограмма представляет собой сумму всего, показанного следующим образом:

Вычисление для гистограммы P выглядит как механизм голосования; точнее, пиксели области межпозвоночного диска всегда имеют большее значение, чем пиксели позвонка.Значение гистограммы в позвонках почти всегда устанавливается равным 0. Чтобы получить прямоугольную область интереса (ROI) для позвонка, мы сначала выбираем каждое резкое изменение в порядке возрастания гистограммы P в качестве начальной точки A. В общем, начальная точка всегда находится на нижней границе каждого позвонка, то есть на границе между позвонком и нижним межпозвонковым диском. Начиная с каждой точки A вдоль линий CSC, мы извлекаем неперекрывающуюся субгистограмму из 15 бинов из соответствующей гистограммы P.Первое обнаружение глобального максимума каждой субгистограммы указывает положение горизонтальной граничной линии ROI соответствующих позвонков. ROI позвонков, окруженных двумя соседними горизонтальными линиями, и граница позвоночника определяется как интересующая область позвонков, как показано на рисунке 8 (d).

2.2.3. Сегментация позвонков

После этапа обнаружения позвонков мы получаем 17 интересующих областей позвонков (ROI) каждого изображения позвоночника. На изображениях позвоночника в обзоре AP интенсивность позвонков значительно различается, но в целом шейные позвонки обычно имеют низкую интенсивность, а поясничные позвонки - очень высокую.Несогласованность по интенсивности затрудняет сегментирование с использованием только простых методов обработки изображений. Таким образом, современные методы сверточной нейронной сети (CNN) стали мощной альтернативой для решения проблемы несогласованности интенсивности. По сути, CNN - это сквозной механизм, в котором входами в CNN являются исходные изображения без применения какой-либо процедуры обработки изображений. Все интересующие области позвонков масштабируются как входные изображения с размером 256 × 128 пикселей для сегментации CNN.Затем мы применили три разные сверточные нейронные сети (CNN): U-Net, Residual U-Net и Dense U-Net, чтобы сегментировать позвонки и для сравнения.

U-Net основан на структуре кодер-декодер, которая была первоначально разработана и использовалась для сегментации биомедицинских изображений [19], как показано на рисунке 9.


Мы пересмотрели исходную архитектуру U-Net, чтобы она подходила для сегментация позвонка, как показано на рисунке 10. Левая сторона предлагаемой U-Net - это часть кодера, а правая сторона - часть декодера.Часть кодировщика применяет свертку и понижающую дискретизацию для извлечения информации в карты характеристик из входного изображения. Часть декодера восстанавливает карту предсказания из закодированных карт характеристик, используя повышающую дискретизацию и конкатенацию соответствующих карт характеристик со стороны кодера. В исходной U-Net операции кадрирования и копирования должны обрезать центральную область карты функций части кодера, а затем объединять их с соответствующей картой функций на этапе декодера. Однако операция посева всегда теряет важную информацию о сегментации позвонков.Чтобы избежать потери важной информации, мы заменяем исходную операцию кадрирования и копирования операцией конкатенации в дизайне U-Nets. Подобная стратегия также была принята в других источниках [20]. Изображение ROI позвонка размером 256 × 128 пикселей было введено в сеть для сегментации.


В сверточных слоях выполнялась операция со сверткой фильтра 3 × 3, за которой следовали выпрямленный линейный блок (ReLU) [26] и пакетная нормализация (BN) [27], которые применялись как в кодере, так и в декодер часть сети.Свертка применяется обучаемыми фильтрами для извлечения функций из входного изображения.

В нашей сети свертка изображения выполняется фильтрами размером 3 × 3, шаг 1 для генерации карт характеристик. Уравнение свертки обозначается следующим образом: где и - входные и выходные данные в слое свертки, соответственно, - обучающий фильтр свертки, и - смещение.

Выпрямленный линейный блок (ReLU) [26] - это своего рода функция активации, которая применяется для нелинейного преобразования для карт характеристик.ReLU обычно используется, потому что в типичных случаях он имеет более низкие вычислительные затраты и лучшую производительность, чем другие функции активации. Функция активации ReLU выражается следующим образом:

.

Смотрите также

Site Footer