肋軟骨骨化模式在3DCT的影像表現(xiàn)及分析研究

麻海龍,黃日升,陳杰云,陳冠鋒,藍(lán)佐珍

(福建醫(yī)科大學(xué)附屬泉州第一醫(yī)院影像科,福建 泉州 362000)

肋軟骨的骨化模式存在著性別差異,以前只是依靠單純X線照片進(jìn)行研究,現(xiàn)在隨著多層螺旋 CT(MDCT)的出現(xiàn)和 Workstation的發(fā)展,可以輕松地制成3DCT影像,利用3DCT影像對(duì)肋軟骨的骨化模式進(jìn)行更詳細(xì)地觀察。本研究的目的就是利用3DCT影像來(lái)判明是否可以通過(guò)肋軟骨的骨化模式進(jìn)行性別簽定,探究肋軟骨的骨化模式隨年齡的變化規(guī)律,以及是否可能為肋軟骨損傷和肋軟骨病變的診斷以及法醫(yī)學(xué)提供依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象

從 2010-01～ 2011-10在福建醫(yī)科大學(xué)附屬泉州第一醫(yī)院進(jìn)行胸部或胸腹部 CT檢查的病例,按性別及年齡組(30,40,50,60,70歲 以上 )隨機(jī) 抽出各 100例 ,男 500例 (30～78歲 ,54.1± 13.7歲 ),女 500例 (30～ 79歲 ,54.4± 14.4歲 ),共計(jì)1000例。這些病例中不包含肋骨、肋軟骨及胸骨有病變的病例。

1.2 掃描設(shè)備和方法

采用 GE64排 multidetector CT Aquilion,掃描條件:準(zhǔn)直1mm,矩陣 512× 512,FOV310mm,層 厚 5mm,層間 距 5mm,所得數(shù)據(jù)輸入 workstation(Virtual Place Advance,GE)ADW4.4,制成3DCT影像。利用這些影像對(duì)各例左右第2～ 9肋16根肋軟骨的骨化模式進(jìn)行觀察,經(jīng) CT室三名醫(yī)生合議后進(jìn)行分類,并依此對(duì)肋軟骨的骨化模式的性別差和年齡差進(jìn)行了研究。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用 SSPS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理,計(jì)數(shù)資料進(jìn)行卡方檢驗(yàn)。以 P＜0.05判斷為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 肋軟骨骨化模式的分型方法(圖1)。

圖1 肋軟骨骨化模式的分型方法

模式0:肋骨前端無(wú)骨化;模式Ⅰ:肋骨前端呈孤立點(diǎn)狀或多發(fā)點(diǎn)狀骨化;模式Ⅱ:肋骨前端呈舌狀或三角狀骨化;模式Ⅲ a:肋骨前端呈一側(cè)邊緣較厚的骨化;模式Ⅲ b:肋骨前端呈兩側(cè)邊緣較厚的骨化;模式Ⅳ:肋骨前端呈一側(cè)邊緣較薄的骨化;模式Ⅴ:肋骨前端呈兩側(cè)邊緣較薄的骨化;模式Ⅵ:肋骨前端完全骨化。

表1 肋軟骨性別骨化模式及數(shù)目

共計(jì)檢查 1000個(gè)病例,合計(jì)16000根肋軟骨,由 CT室三名醫(yī)生進(jìn)行了骨化模式的研究。表1顯示了男女性別差異的各個(gè)模式的肋軟骨骨化的數(shù)目,可以看出骨化模式Ⅰ、Ⅱ在女性中多見(jiàn),男女之間的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (i2= 1121,P ＜0.01),骨化模式Ⅲ b、Ⅳ、Ⅴ在男性多見(jiàn) ,男女之間的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (i2= 1457,P ＜0.01)。骨化模式0、Ⅲ a、Ⅵ在男女兩性無(wú)明顯差別 (i2= 18.35,P＜0.01;i2= 2.73,P＞ 0.05;i2= 12.18,P ＜ 0.01)。

2.2 我們探討了通過(guò)觀察肋軟骨的骨化模式是否可以對(duì)男女性別進(jìn)行判斷,具體方法是:觀察每一個(gè)病例的16根肋軟骨 ,將模式Ⅰ、Ⅱ合并計(jì)數(shù),模式Ⅲ b、Ⅳ、Ⅴ合并計(jì)數(shù)進(jìn)行比較,將模式Ⅰ、Ⅱ多的骨化模式做為女性的骨化模式 ,將模式Ⅲ b、Ⅳ、Ⅴ多的骨化模式做為男性的骨化模式 ,兩種骨化模式數(shù)目相同的情況為無(wú)法判斷。(見(jiàn)表2)。按此判斷方法,在500例男性病例中 449例表現(xiàn)為男性骨化模式,29例表現(xiàn)為女性骨化模式,22例無(wú)法判斷。在500例女性病例中,423例表現(xiàn)為女性骨化模式,56例表現(xiàn)為男性骨化模式,21例無(wú)法判斷,由肋軟骨骨化模式進(jìn)行性別判斷的準(zhǔn)確率為88.2%。

表2 肋軟骨骨化模式性別判定

2.3 從骨化模式的分布部位來(lái)看,代表男性的骨化模式Ⅲb、Ⅳ、Ⅴ在男性的第 4到7肋明顯多數(shù),而代表女性的骨化模式Ⅰ、Ⅱ則沒(méi)有看到明顯的部位差別。

2.4 無(wú)論男女,骨化模式0都隨著年齡的增長(zhǎng)而數(shù)目減少,尤其是男性這種傾向表現(xiàn)的更為明顯。而其它的骨化模式則隨著年齡的增長(zhǎng)呈現(xiàn)增多的趨勢(shì) (相關(guān)系數(shù)=0.985)。

3 討論

以往曾將肋軟骨的骨化稱為”“鈣化”,近期有學(xué)者指出這是個(gè)誤稱[1,2],因?yàn)殓R下在肋軟骨的骨化處發(fā)現(xiàn)了骨皮質(zhì)和骨小梁結(jié)構(gòu),因而用“骨化”一詞比較準(zhǔn)確,骨化發(fā)生機(jī)制至今未明。此前曾有學(xué)者研究肋軟骨的骨化與動(dòng)脈硬化、感染、鈣磷代謝障礙、營(yíng)養(yǎng)、種族之間的關(guān)系,但未發(fā)現(xiàn)其間有明確聯(lián)系[1]。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)同卵雙生雙胞胎肋軟骨骨化的位置、形態(tài)、程度相近,進(jìn)而推斷肋軟骨骨化可能與基因有關(guān)[3],但這一假說(shuō)還沒(méi)有充足的證據(jù)。近期,有研究者提出,肋軟骨的骨化不是退變過(guò)程,而是生理性的過(guò)程[3]。肋軟骨骨化的性別差異最早于 1955年提出[6]。繼而,國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者的研究也證實(shí)了這一觀點(diǎn),發(fā)現(xiàn)男性以邊緣型多見(jiàn),女性以中央型多見(jiàn)[4～9]。這種性別差異性可能與甲狀旁腺激素和性激素有關(guān)。Rejtarova等[10]研究發(fā)現(xiàn),在4個(gè)月女孩的肋軟骨中央部發(fā)現(xiàn)軟骨小管,在剛出生的男孩軟骨膜處發(fā)現(xiàn)有軟骨小管。這在一定程度上可以解釋男女肋軟骨骨化位置的差異性。關(guān)于肋軟骨的骨化模式問(wèn)題,很早就被人們所關(guān)注。人的肋軟骨骨化在20歲以前很少見(jiàn),隨著年齡的增加呈增加的傾向,但存在著個(gè)體差異,其主要原因首先是有解剖學(xué)的背景,第1肋軟骨的骨化模式與其它肋軟骨的骨化模式截然不同,很多人第11、12肋軟骨不出現(xiàn)骨化現(xiàn)象。而且,個(gè)人的生活習(xí)慣、疾病、飲食、生理狀態(tài)等都可以影響肋軟骨的骨化,其中影響血清鈣平衡的疾病和內(nèi)分泌因素最重要。Horner通過(guò)對(duì)肋軟骨骨化模式的研究結(jié)果表明,在肥胖和女性的月經(jīng)功能障礙者肋軟骨骨化的發(fā)生率高于常人。

Mc Cormick對(duì)1100例剖檢病例的前胸壁的肋軟骨部(chest plate-Plastron)的 X線像進(jìn)行了研究,于 1985年發(fā)表了關(guān)于肋軟骨的骨化模式與性別關(guān)系的論文,1988年發(fā)表了由肋軟骨骨化模式推測(cè)年齡的論文。對(duì)與性別有關(guān)的肋軟骨骨化模式以及第四肋的寬度,胸骨柄、胸骨體的寬度和長(zhǎng)度與性別的關(guān)系進(jìn)行了研究。將肋軟骨的骨化分成 typeA～typeH 8個(gè)模式,又詳細(xì)分出中間型、混合型、無(wú)骨化型進(jìn)行了研究。其中 ,typeE～ G為男性骨化模式,typeA～ C為女性骨化模式。具有8種骨化模式的病例占總例數(shù)的 84.4%,對(duì)于性別差的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到90.9%。在 Chest plate(Plastron)的年齡別的肋軟骨骨化的研究中,以第1肋軟骨和第2～ 7肋軟骨為對(duì)象,與剖檢時(shí)的真實(shí)年齡相差5歲以內(nèi)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為55%,與真實(shí)年齡相差25%的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為95%,在他的研究中,對(duì)肋骨端、肋軟骨中央部、胸骨端的骨化程度分別進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1966年,Ssnders研究了人體胸部 X線平片上的下部肋軟骨的骨化模式的性別差異,得出了在能夠準(zhǔn)確判定骨化模式的癥例中對(duì)性別的判定高達(dá)96%的結(jié)論。

如上所述,在此之前對(duì)肋軟骨骨化模式與性別和年齡關(guān)系的研究,只是基于剖檢和胸部 X線平片上能夠判定的部分肋軟骨骨化的研究。

CT問(wèn)世之前,尸體解剖和 X線平片已發(fā)現(xiàn)肋軟骨骨化形態(tài)存在性別差異、骨化程度與年齡有相關(guān)性,隨年齡增長(zhǎng),肋軟骨骨化程度增加[10]。盡管 X線平片具有空間分辨力高、檢查方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),但也存在一些局限性,表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:由于肋軟骨是軟組織密度,未骨化的肋軟骨在平片上不能顯示;X線平片是二維圖像,在前后方向上組織結(jié)構(gòu)互相重疊;平片密度分辨力差,對(duì)于微小骨化不易顯示。傳統(tǒng) CT雖然解決了 X線平片的“結(jié)構(gòu)重疊 "問(wèn)題,但其二維圖像難以全面顯示肋軟骨的整體結(jié)構(gòu)。MDCT問(wèn)世以后,由于其具備掃描速度快、掃描層厚薄、各向同性容積采集及強(qiáng)大的圖像后處理技術(shù)等優(yōu)勢(shì),使得 CT準(zhǔn)確、完整顯示肋軟骨成為可能。

我們把 MDCT的薄層掃描數(shù)據(jù)輸入 workstation,得到3D圖像,對(duì)所有癥例的第2～ 9肋骨、肋軟骨進(jìn)行了大范圍的研究,使用空間分辨率和密度分辨率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 X線平片的3DCT圖像進(jìn)行解析,得到了特別是對(duì)于性別差異有意義的結(jié)果。我們嘗試將肋軟骨的骨化模式進(jìn)行了自己的分類,本次研究中分為8種模式。男性多見(jiàn)的骨化模式3種 ,女性多見(jiàn)的骨化模式2種,基于此分析,得出了性別判定準(zhǔn)確率88.2%的結(jié)論。

這個(gè)結(jié)論,與剖檢例同樣基于肋軟骨的骨化形態(tài)分為8種骨化模式,比考慮了更多因素進(jìn)行性別預(yù)測(cè)的 Mc Cormic等人的準(zhǔn)確率也有很大的改進(jìn)。我們認(rèn)為:雖然只是以肋軟骨的骨化模式做為觀察對(duì)象,但利用3DCT圖像良好的空間和密度分辨率大大提高了對(duì)性別判定的準(zhǔn)確率。對(duì)于年齡差別的肋軟骨的骨化模式的研究,還沒(méi)有找到一個(gè)明顯的模式傾向,但已經(jīng)明確隨著年齡的增加肋軟骨的骨化增多。

我們本次研究的對(duì)象都是在胸部或胸腹部 CT檢查患者中隨機(jī)抽取的男女病例1000名,當(dāng)然其基礎(chǔ)病變也各不相同,因此本研究沒(méi)有將疾病對(duì)于肋軟骨骨化的影響考慮到其中。

MDCT密度分辨力高,克服了普通 X線攝影無(wú)法顯示軟骨成分和圖像重疊的缺陷,也克服了常規(guī) CT和單層螺旋CT在后處理技術(shù)上應(yīng)用上的局限性。近幾年國(guó)內(nèi)也有醫(yī)生利用 MDCT對(duì)肋軟骨損傷進(jìn)行了研究,結(jié)果表明3DCT圖像能夠顯示明顯離斷或錯(cuò)位的肋軟骨損傷,但對(duì)斷端未移位或移位小于2 mm的骨折容易漏診[2]。

大概了解了性別和年齡別的不同肋軟骨的骨化模式,在日常的胸部疾病的影像診斷中,可以提高鑒別診斷能力,做為法醫(yī)學(xué)的一種檢測(cè)手段,還有待于進(jìn)一步探討。

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