姜 晨 李 朋 劉明榮
北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院,北京房山 102442
寵物影像技術(shù)從21 世紀(jì)初的普通X 光檢查伴水洗膠片攝影和B 型黑白超檢查,如今已經(jīng)發(fā)展到多數(shù)中、小型社區(qū)寵物醫(yī)院均有的X 線數(shù)字成像(DR)和高端超聲成像(彩色多普勒),以及部分大型寵物醫(yī)院裝備的X 線計(jì)算機(jī)體層成像(CT)和磁共振成像(MRI)。2020年中國(guó)獸醫(yī)協(xié)會(huì)首次公布了多個(gè)涉及X 線、超聲、CT 的寵物影像技術(shù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為寵物影像技術(shù)規(guī)范化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著寵物影像技術(shù)的發(fā)展,就當(dāng)前職業(yè)教育培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才而言,讓學(xué)生掌握如何獲取優(yōu)質(zhì)的X 線和超聲圖像是重點(diǎn),熟悉正常X 線和超聲影像解剖是基礎(chǔ),識(shí)別常見異常X 線和超聲征象是關(guān)鍵。
當(dāng)前X 線數(shù)字成像技術(shù)在獸醫(yī)臨床的廣泛應(yīng)用,教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)隨之改變。相對(duì)于傳統(tǒng)水洗X 線膠片攝影,DR 數(shù)字系統(tǒng)對(duì)X 線曝光攝影技術(shù)的容錯(cuò)率較高[1],在寵物影像技術(shù)教學(xué)中便可將更多的時(shí)間分配用于學(xué)生的X 線正常影像和異常典型征象識(shí)別。但需要強(qiáng)調(diào)的是獲得優(yōu)質(zhì)的X 線影像仍是進(jìn)行X 線診斷的基礎(chǔ),不合格的X 線片將會(huì)導(dǎo)致疾病誤診。如何讓學(xué)生在進(jìn)行正常影像識(shí)別前先評(píng)價(jià)X 線影像質(zhì)量是否合格,是幫助學(xué)生進(jìn)入獸醫(yī)臨床開展影像工作的第一步。
隨著X 線數(shù)字DR 攝影在寵物臨床中廣泛應(yīng)用,其獲得圖像的便捷性和圖像本身的清晰度都比傳統(tǒng)X 線平片攝影有質(zhì)的飛躍。結(jié)合當(dāng)前的寵物X線DR 攝影廣泛普及的趨勢(shì),制定一套相關(guān)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,有助于最大程度發(fā)揮攝影技術(shù)硬件更新帶來的影像質(zhì)量提升,同時(shí)也便于學(xué)生在影像技術(shù)學(xué)習(xí)方面獲得更多與時(shí)俱進(jìn)的新知技能[2]。本文從圖像質(zhì)量、投照技術(shù)和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)3 個(gè)方面初步探討了如何建立和應(yīng)用DR 攝影圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng),并就獸醫(yī)學(xué)生如何使用該表格進(jìn)行闡述及總結(jié)。
投照X 線影像的目的是利用X 線片上的影像,正確地反映內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況,借以診斷疾病。X 線片上的影像是各種立體結(jié)構(gòu)的平面投影,是各種組織結(jié)構(gòu)的密度、厚度吸收X 線量差異的顯示,一張良好的X 線片應(yīng)能充分表現(xiàn)出機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的層次,有表現(xiàn)這些層次的適當(dāng)密度和能鮮明地分清層次間的密度差異。此外,影像大小,各部輪廓及細(xì)節(jié)的邊緣銳利程度,解像能力,影像形態(tài)的真實(shí)性等問題,則是依賴于幾何投影的一些因素。對(duì)X 線圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)需要有能表現(xiàn)影像的適當(dāng)照片密度,能分辨機(jī)體對(duì)X線吸收差異的各種對(duì)比度,能分辨各細(xì)節(jié)的層次,能反映各部分細(xì)節(jié)的清晰度,以及最小的失真度[3]。
數(shù)字DR 系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)窗寬和窗位來調(diào)節(jié)圖像感興趣區(qū)域的顯影程度,但原始拍攝合格的X線影像會(huì)擁有更大的調(diào)節(jié)空間[4]。在初始拍攝時(shí)不能依靠DR 攝影系統(tǒng)的高容錯(cuò)率而隨意設(shè)定條件,仍需按照標(biāo)準(zhǔn)攝影規(guī)則進(jìn)行條件設(shè)定來提升優(yōu)化圖像質(zhì)量及獲取更多的診斷信息。
1)照片密度。照片密度即照片的黑化度。一張照片上如果只有一個(gè)密度,則這樣的照片是無法顯示影像。當(dāng)前所用DR 系統(tǒng)成像過程中,攝影投照時(shí)按照廠家給定的mAs(X 線拍攝時(shí)所用的管電流與時(shí)間的乘積)進(jìn)行曝光且加上設(shè)備的后處理功能,照片密度通常已不再是構(gòu)成圖像質(zhì)量不良的主要因素。
2)對(duì)比度。對(duì)比度是指影像中相鄰兩處的影像密度差異。影像密度不同于照片密度,是由X 線投照方向上機(jī)體不同組成部位對(duì)X 線的平均弱化程度決定。由機(jī)體各部分對(duì)X 線弱化程度的不同,而造成的在X 線影像上的影像密度差異即所謂的影像對(duì)比度。在X 線影像中無法識(shí)別較小的機(jī)體組成差別,按照對(duì)X 線衰減弱化由高至低主要的5 大類結(jié)構(gòu)依次是:金屬(植入物)、骨骼、液體/軟組織、脂肪和空氣。
圖像的噪聲是指圖像的顆粒感。在DR 產(chǎn)品已經(jīng)選定的情況下,明顯的噪聲會(huì)導(dǎo)致對(duì)比度下降,從而影響診斷,故而在購(gòu)買設(shè)備時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真篩選。通常投照時(shí)mAs 設(shè)定過低是臨床操作中噪聲過大的主要原因。某些DR 產(chǎn)品設(shè)置加大的邊緣增強(qiáng)功能,導(dǎo)致對(duì)比度過于偏大,從而影響圖像質(zhì)量。
3)層次。X 線影像中被照機(jī)體組織結(jié)構(gòu)的各種影像密度稱為層次,不同器官影像可重疊呈現(xiàn)即層次豐富。除了自身的天然對(duì)比因素影響外,在一張X線片上要想得到既有較好對(duì)比度,又能顯示豐富層次的影像,必須選擇恰當(dāng)?shù)膋V(X 線球管兩級(jí)的電壓)和mAs。
4)清晰度。清晰度是指影像邊緣的銳利程度,良好的清晰度有助于觀察組織結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化。清晰度通常受到投照時(shí)的幾何因素影響,焦點(diǎn)到膠片的距離(FFD)通常在廠家裝機(jī)后都為固定設(shè)置,故而臨床中通常不再變動(dòng)調(diào)整。對(duì)清晰度影響最大的因素是動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)所致,在胸部投照時(shí)避免動(dòng)物呼吸急促所致的胸廓運(yùn)動(dòng)是提升清晰度的關(guān)鍵因素。當(dāng)X 線機(jī)功率較低時(shí),無法提供較短的曝光時(shí)間,也是引起清晰度下降不可避免的因素。胸部投照時(shí)應(yīng)確保曝光時(shí)間低于0.05 s。
5)失真度。失真度是指照片上影像較物體原來的形態(tài)和大小改變的程度。X 線影像是三維結(jié)構(gòu)的二維平面投影,總是具有某種程度的不真實(shí)性,不真實(shí)的表現(xiàn)就是失真。臨床上獲得診斷用的X 線影像應(yīng)盡可能減少失真,應(yīng)避免人為造成的過大失真而影響X 線片的質(zhì)量。按照標(biāo)準(zhǔn)擺位即可最大程度減少感興趣區(qū)域的形態(tài)失真。在FFD 固定情況下,攝影時(shí)將被照肢體最大程度貼近DR 探測(cè)器,可最大程度減少放大失真。
隨著DR 硬件技術(shù)的進(jìn)步,圖像質(zhì)量所致X 線影像質(zhì)量降低的情況明顯減少,而由于投照技術(shù)所致的影像質(zhì)量不合格出現(xiàn)的幾率明顯增大。投照技術(shù)主要包括擺位、投照中心、投照范圍、條件設(shè)定、標(biāo)簽備注5 個(gè)方面[5]。
1)擺位。不同部位的投照有各自標(biāo)準(zhǔn)的擺位要求,比如胸部右側(cè)位投照時(shí)就需要雙前肢平行前拉,后肢后拉,頸部自然伸直,胸骨與脊柱保持同一水平;髖關(guān)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)腹背位投照時(shí)需要身體不能旋轉(zhuǎn),兩后肢平行后拉,輕度內(nèi)旋,髕骨位于股骨滑車正中;擺位不正的X 線影像通常會(huì)造成一定程度形態(tài)失真,從而可能引起獸醫(yī)師誤診。按照標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)擺位多加實(shí)踐是掌握擺位技術(shù)的關(guān)鍵。
2)投照中心。在拿到獸醫(yī)師開具的X 線檢查部位申請(qǐng)單時(shí)即明確需要投照的部位。每個(gè)部位都會(huì)有其X 線投照時(shí)的解剖結(jié)構(gòu)體表標(biāo)志,比如最后肋弓、肩胛骨后緣、股骨大轉(zhuǎn)子等。通過投照范圍的十字光標(biāo),借助體表標(biāo)志來確定申請(qǐng)單投照部位的投照中心。
3)投照范圍。每個(gè)投照部位都應(yīng)有其對(duì)應(yīng)的最小的投照包含范圍,比如四肢關(guān)節(jié)投照時(shí)至少包括關(guān)節(jié)相鄰兩端長(zhǎng)骨的1/3;比如胸部側(cè)位投照顱側(cè)至尾側(cè)需要包括胸腔入口至橫隔尾側(cè),腹側(cè)背側(cè)則需要包括胸骨及胸椎棘突。由于X 線攝影的錐形投照幾何學(xué)限制,過大的投照范圍并不能提供相應(yīng)的精確診斷,所以當(dāng)脊柱X 線攝影時(shí)需要分節(jié)段進(jìn)行。過大的不必要投照范圍,會(huì)增加不必要的輻射。
4)條件設(shè)定。通過卡尺測(cè)量被照機(jī)體的厚度(cm),根據(jù)Santes 規(guī)則方程,通過厚度測(cè)量值(cm)×2+40 計(jì)算獲得應(yīng)設(shè)定的投照kV 值。而mAs 的設(shè)定則需要提前參考曝光實(shí)驗(yàn)獲得或由設(shè)備廠家提供。
5)標(biāo)簽備注。R、L、VD、DV 相應(yīng)的左右肢體或不同體位均需要在攝影后進(jìn)行標(biāo)注。同時(shí)需要核對(duì)動(dòng)物的基本信息錄入是否有誤,避免造成嚴(yán)重的低級(jí)錯(cuò)誤。
篩選影像質(zhì)量和投照技術(shù)中的關(guān)鍵要素進(jìn)行評(píng)價(jià)(表1)。根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目對(duì)影像質(zhì)量影響的權(quán)重設(shè)定相應(yīng)分值。評(píng)分欄中從前至后(如0、1、2)的數(shù)字分別對(duì)應(yīng)“好、及格、差”,積分合計(jì)≥4 分,該張X線片造成誤診或漏診的風(fēng)險(xiǎn)加大,需要重新拍攝。并在下次補(bǔ)拍時(shí)根據(jù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)目針對(duì)性改進(jìn)。
表1 XXX 部X 線影像質(zhì)量評(píng)分表
首先學(xué)生需要根據(jù)老師課程安排的部位(如,胸部、腹部等)填寫不同部位X 線影像質(zhì)量評(píng)估表,其次需要填寫編號(hào)及對(duì)應(yīng)的投照體位(如,RLR、LLR、VD、DV 等),最后對(duì)圖像質(zhì)量和投照技術(shù)各項(xiàng)目評(píng)分。圖像質(zhì)量的評(píng)估要點(diǎn)中,對(duì)比度是指相鄰兩處影像的密度差;清晰度是指影像邊緣的銳利程度;層次指不同器官影像可重疊呈現(xiàn)程度。投照技術(shù)的評(píng)估要點(diǎn)中,擺位需要按各個(gè)部位標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作;投照中心需要根據(jù)醫(yī)生開具檢查單的目的進(jìn)行設(shè)定;投照范圍指某個(gè)投照部位時(shí)至少需要包括的范圍;標(biāo)簽備注指投照體位、左右、病歷號(hào)、動(dòng)物名等基本信息是否標(biāo)注。
職業(yè)教育的內(nèi)容需要結(jié)合相關(guān)行業(yè)發(fā)展進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的變革,變革的目的始終是為了培養(yǎng)符合時(shí)代發(fā)展所需的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才[6]。在未使用該表格進(jìn)行評(píng)價(jià)之前,每組拍攝的X 線片需要老師針對(duì)性點(diǎn)評(píng),且學(xué)生X 線攝影技術(shù)獲得系統(tǒng)性提升緩慢。使用該表格評(píng)價(jià)后老師前期給予學(xué)生典型案例進(jìn)行評(píng)分講解,隨著課程進(jìn)展逐步進(jìn)行學(xué)生自評(píng)和組間互評(píng),最后讓學(xué)生對(duì)拍攝的每一種X 線影像養(yǎng)成先評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量再解讀影像內(nèi)容的良好習(xí)慣。在應(yīng)用表格評(píng)價(jià)中學(xué)生能更具體地獲得未合格X 線影像存在哪個(gè)項(xiàng)目不足,同時(shí)便于下次拍攝時(shí)針對(duì)性關(guān)注。老師記錄每組未合格的項(xiàng)目出現(xiàn)概率,獲悉學(xué)生實(shí)操中的難點(diǎn),便于針對(duì)性突破。在本團(tuán)隊(duì)使用該表格的2 個(gè)學(xué)期教學(xué)中,期末學(xué)生完成的X 線影像作業(yè)中影像質(zhì)量合格率由未使用前的70%提升到95%。收集先前學(xué)生拍攝的各個(gè)部位X線影像資料并標(biāo)注相應(yīng)的評(píng)分,學(xué)生可以利用這些已有的資料提前練習(xí)判定評(píng)分表格的應(yīng)用,這對(duì)于學(xué)生在自己拍攝時(shí)自評(píng)并改進(jìn)有很大幫助。
X 線影像質(zhì)量評(píng)估采用積分制進(jìn)行,便于對(duì)影響X 線影像質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行分類評(píng)價(jià),從而為全面提高寵物X 線攝影質(zhì)量提供抓手。通過將X 線攝影質(zhì)量評(píng)價(jià)表的教學(xué)使用,能提升學(xué)生獲得高質(zhì)量X 線影像的系統(tǒng)性操作能力,同時(shí)也可將更多的課時(shí)分配給后續(xù)的影像解剖知識(shí)學(xué)習(xí)。