波纹照相在脊柱侧凸普査中的应用

波纹照相在脊柱侧凸普査中的应用

中日友好医院骨科张光铀 李子荣 魏新荣 李中实 崔群力 张铁立

［提要］本文报告了波纹照相在20 418例青少年学生三检普査(即体检、波纹照相、X线检査)中 的应用。对其中一检阳性的1 280例进行了二检，其阳性者为612例。文有对波纹照相的原理、应用方 法、图象识别及异常图象的分类进行了讨论，认为波纹照相作为第二检，可节省大量X线片，并可增加 普査的精确性。

在工业领域中用等高线来表示物体表面三 维结构已有较久历史，近十余年来进一步发展 为波纹照相(Moire topography),并很快从 工业扩展到医学领域自1985年5~12月 我科在中小学生脊柱侧凸群体普査的第二检 中，对1 240例脊柱侧凸可疑患者作了波纹照 相检査，现总结和介绍如下.

材料与方法

1.设备与操作方法：我们釆用的是专为脊柱检 査用的日本产FM 40光栅投影型波纹照相装置。该装 置的下列参数固定，即透镜间距为400 mm,焦距为 150 mm,光栅与被检査者体表的间距固定为180 cm, 使用ASA 400(27Din)胶卷，光圈5.6,快门1/2秒， 所摄出的图象每个条纹间距代表5mm深度差，测量 精确度最大误差为5%。由于上述特点该装置操作简 便，易于掌握。FM 40型波纹照相装置附有专为患者 照相时用的体位架，该架呈的。的斜度靠在墙上，摄 影时患者上半身裸露至臀部，站在架上。身体前俯， 使双肩及骨盆紧贴架子，头向前，目光平视，双手向 前合抱，此时调节照相装置，使格栅与被检者体背平 行，并使两者距离为180 cm。通过照相机观察被检者 背部波纹清晰，体位正确即可按快门摄影。

2.图象识别及分类：图象中的波纹间距是由光 栅至物体表面的间距b,透镜L,与L,的透镜间距1, 透镜焦距f,及光栅节距宽度S。所决定，从图象物体 上的基准点到第N系条纹之间的距离hn,可由下面 的公式求得，

凹对称。从颈7棘突至臀沟上缘划一直线作为基准线, 左右波纹相对称，如有一个以上波纹间距差即为阳性 (图1,2),此表示双侧背部有5mm以上的高度差。畸 形越严重，则高度差越大，此时波纹间距变小，波纹 密度增大，且腰凹不对称明显。如一侧波纹包括臀纹 皆抬高者为假阳性，此系姿势站立不正所致。参照 MoreLand及大塚嘉則⑷的分型，我们将异常波纹图象 分为五型：(1)上胸型：主要不对称波纹在上胸段； (2)胸椎型：不对称波纹局限在胸段即腰凹以上,(3) 胸腰型：不对称波纹在胸腰段，即腰凹上下；(4)腰 椎型，不对称波纹在腰段，即在腰凹或稍下；(5)双 弯型：躯干上下各有一段不对称波纹，且一般呈左右 交叉。此外，脊柱后凸的波纹图象有其特点，即波纹 的高峰在中线，两侧波纹融为一组波纹。

3.检査结果：普査对象是本市城、近郊区44所 学校20 418名初中及小学生。普査程序是“三检筛 选"。第一检：在学校医务室的配合下由经培训的医 护人员去学校査体、测身高、坐高、体重、臂外展位 双中指尖间距等。由专业骨科医生主检。被检者自然 站立，裸露背部，观察其双肩是否等高，双肩胛下角 是否在同一平面，两侧腰凹是否对称，两侧信帽是否 等高，棘突联线是否偏离中轴等。以上五项中有任何 一项以上不正常者列为躯干不对称。然后作前屈试验。 第二检，经第一检列为躯干不对称或前屈试验阳性者 到医院由固定的高年专业医生复査，确认后拍波纹相， 波纹图象双侧对比，若有一个或一个以上的波纹间距 差则为阳性。第三检：对波纹照相阳性者由固定的放 射科技师摄站立后前位脊柱全长X线片，然后用Cobb 法测量侧凸角度。Cobb角10°及10°以上者定为脊柱

正常波纹图象为双侧臀部对称，双肩等高，双腰 侧凸畸形。本组共摄波纹相1 240例，其中阳性者612 例，经X线片Cobb法测量Cobb角5°及5°以上者 350例.其中10°及10°以上者213例,此213例中

20°及20°以上者60例。为了确定波纹照相的可靠性， 我们无选择地对100例青少年行体检、波纹照相及X 线摄片对比，发现体检、波纹照相及X线摄片三者符 合率为71%,体检与X线相符合率为84%,而波纹 照相与X线相的符合率为79%,后两者符合率差别 不显著，波纹照相假阳性率为20%,而假阴性者为 1%。

讨 论

1.波纹照相装置的结构原理：波纹照相 装置有两种类型:即光栅照射型（Grating irradiation） 和光栅投影型（Grating projection）, 后者的优点是：（1）基准光栅对被检物体的大 小无限制,（2）可测定表面起伏深度较大的物 体；（3）因光栅固定在装置内，故体积小便于 携帯；（4）操作方便。投影型波纹照相装置是 由投影系统和摄影系统两部分组成，从点光源 发出的光线，通过聚光透镜和投影透镜A把 基准光栅G|投影到物体表面，而投影在体表 的光栅是随体表形状不同而变形，故也称变形 光栅。此时如将变形光栅成象在离投影透镜 Li距离为1的成象透镜L2的焦面上，而在L2 的焦面上放置有与G］相同的光栅G2,由变形 光栅和基准光栅重迭相互干涉而产生代表物体 表面形状的等高线波纹图，通过摄影系统用照 相机把此波纹图象拍摄记录下来即为波纹照 相（图3〜5）。

图3光柵投影型波纹照相结构原理

2.关于波纹照相的可靠性：背部表面的 不对称是由肋骨及椎旁肌不对称所致，其程度 主要取决于侧凸脊椎的旋转度，而相同程度的 侧凸可有不同程度的旋转，因此波纹图象并不 能精确成比例地反映侧凸的大小，但凡有结构 性脊柱侧凸必定伴有脊柱旋转，而波纹照相则 呈阳性。如有下肢不等长、骨盆倾斜、背部肌 肉不对称、被检者站立姿势不正等会影响检査 结果而出现假阳性。Adair等⑸报道波纹照相 的假阳性率为25%, Daruwalla"报告为 12.7%,而Moreland仅为2.7%,我们的假 阳性率为20%。结果相差之大的原因，除使 用照相装置型号不同外，照相时被检者的姿势 是重要的影响因素之一。但各家报道波纹照相 的假阴性率都很低（1.8〜4.3%）。在我们经X 线相査出的60例20°以上的侧凸中无一例假 阴性。在213例10°以上侧凸病例中有2例假 阴性,而此两例均为10°畸形，假阴性率为1%» 可以说波纹照相可产生假阳性，但很少发生假 阴性（漏诊），因此波纹照相作为脊柱侧凸普査 筛选手段是可靠的。

3.波纹照相在“三检筛选法”中的意义,一 个好的普査方法和程序主要体现在两方面。一 是操作简单经济快速，二是准确率高。目前的 普査程序大多为两检筛选法，即由学校医务人 员或专业医生作体检及前屈试验检査。其阳性 者作第二检X线摄片。此种方法准确性虽高，但 体检及前屈试验由姿势不正或目测误差而产生 的假阳性较高，以致第一检后转入第二检需援 X线片者数量仍相当大，如柳用墨⑺报告脊柱 侧凸普査8 165例需摄X线片者为790例，而 其中5°以上侧凸者为250例，只占摄片人数 的1/3。Rogala等⑻报告26 947例普査需拍 片者为1 744例，拍片后5°以上阳性者为539 例，亦仅占摄片数的1/3。说明2/3的摄片意 义不大。我们普査20 418例，通过第二检波 纹照相筛选，需摄X线者为612例，仅占第一 检阳性的42%,5°以上阳性者占摄片数的2/3。 因而用波纹照相作第二检，从第一检选出可疑 阳性者中把实际仅为躯干不对称或姿势不正或 由于检査者目测误差所产生的假阳性通过第二 检筛选掉，而使转入第三检需摄X线片者减少 一半。如我们在照相时注意将被检者体位摆正， 可进一步降低假阳性率减少X线摄片量，这在

大规模普査中将有很大的意义。

4.波纹照相用作脊柱畸形检诊的优点：

波纹照相是用光学方法通过等高线图象来 表示脊柱畸它对侧凸的诊断不仅有定性意 义，也具有定量意义“(1)该检査方法速度快， 每小时可达100—120 A; (2)可多次重复，而 无放射性损害的忧虑；(3)准确性高，即10° 以上的侧凸畸形很少发生漏诊；(4)图象易识 别，一目了然；(5)价格便宜，摄一张波纹图 象仅为X线象价格的15〜20分之一。波纹照 相装置目前在国内已自行生产，价格不贵。我 们认为波纹照相用作脊柱侧凸普査，不仅大大 节约人力、时间及费用，也增加了普査的准确 性’

(本文图1,2,4,5见插图第36页)

參考文献

1.Takasaki H. Moirl topography. Appl Optics 1970> 9：1467.

2.Meadows DM, et al. Generation of surface contour by Moire patterns. Appl Optics 1970j9：942.

3.井上駿一，他.Moird topography.整形外科 1977> 28：746.

4.大塚嘉則.脊柱側彎症学校検診士整形外科医役割. MoirW topography and it's application. Japanese Society for Moird Contourgraphy 1984： 167.

5.Adair IV, et al. Moire topography in scoliosis screening. Clin Orthop 1977；129：165.

6.Daruwalla JS, et al. Moire topography in scoliosis. J Bone Joint Surg 1985；67B：211・

7.Liu Yong-mo. Early diagnosis of scoliosis based on school screening. 1985 Beijing International Symposium Orthopedic Surgery China Academic Publishers 1985：23.

8.Rogala EJ, et al. Scoliosis incidence and natural history: A prospective epidemiological study. J Bone Joint Surg 1978j60A：1173.

（1986年3月18日收稿）

主动脉瓣下狭窄合并动脉导管未闭二例报告

沈阳市第四人民医院胸心血管外科于永显郭继唐于克东吴俊峰

主动脉瓣下狭窄(Subaortic stenosis； SAS)较 为少见，约占先天性心脏病的0.3%, SAS合井PDA 更为罕见。我科于1985年9月收治2例，均治疗成 功。现报告如下。

例1男，8岁。自幼即发现心脏有杂音，且易 感冒患肺炎，从5岁起活动后心悸气短，乏力，发育 欠佳。检査：血压100/60 mmHg₀胸骨左缘第2〜3