MSCT多種測(cè)量方法在上頸椎椎弓根測(cè)量中的應(yīng)用價(jià)值

梁卡麗，戴貴東

（1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬中醫(yī)醫(yī)院放射科，四川 瀘州 646000；2.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 瀘州 646000）

MSCT多種測(cè)量方法在上頸椎椎弓根測(cè)量中的應(yīng)用價(jià)值

梁卡麗1，戴貴東2

（1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬中醫(yī)醫(yī)院放射科，四川 瀘州 646000；2.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 瀘州 646000）

目的：探討MSCT不同測(cè)量方法在上頸椎椎弓根測(cè)量中的應(yīng)用價(jià)值。方法：選擇51例懷疑或確診為上頸椎病變患者行頸部CT檢查。通過(guò)MIP、MPR和VR等后處理方式分別顯示椎體、椎弓根及周圍的解剖結(jié)構(gòu)。在MPR、MIP和VR圖像上分別測(cè)量C2椎弓根寬度（PW），椎弓根的長(zhǎng)度（PL），椎弓根高度（PH），頭傾角（PSA）和內(nèi)傾角（PMA）。由1名主管技師獨(dú)立對(duì)3種方法測(cè)量的數(shù)值差異、可操作性及顯示能力進(jìn)行比較分析。結(jié)果：MPR、MIP和VR 3種方式均能很好地顯示椎體、椎弓根及周圍的解剖結(jié)構(gòu)和彼此的空間位置關(guān)系。MPR、MIP和VR 3種方法測(cè)定的C2椎弓根數(shù)據(jù)是：①M(fèi)PR：PW（右/左）為（5.43±1.62）mm/（5.43±1.53）mm，PL（右/左）為（25.66±3.79）mm/（26.57±3.76）mm，PH（右/左）為（9.18±2.20）mm/（9.08±2.34）mm，PSA（右/左）為（31.79°±9.57°）/（32.13°±9.96°），PMA（右/左）為（31.14°±10.22°）/（32.69°±10.57°）。②MIP：PW（右/左）為（6.04±1.62）mm/（6.11±1.66）mm，PL（右/左）為（28.59±3.76）mm/（28.95±3.79）mm，PH（右/左）為（9.52±2.13）mm/（9.19±2.10）mm，PSA（右/左）為（28.73°±11.00°）/（29.88°±2.82°），PMA（右/左）為（35.78°±11.84°）/（35.68°±12.30°）。③VR：PW（右/左）為（6.82±1.75）mm/（6.52±1.92）mm，PL（右/左）為（28.28±3.93）mm/（28.40±3.76）mm，PH（右/左）為（9.64±1.73）mm/（9.33±2.13）mm，PSA（右/左）為（31.82°±8.81°）/（29.12°±2.33°），PMA（右/左）為（34.00°±11.28°）/（36.43°±11.90°）。左右椎弓根數(shù)據(jù)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3種測(cè)量方法兩兩之間行配對(duì)t檢驗(yàn)，MPR與MIP在評(píng)價(jià)PL、PW和PMA（右）上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），MPR與VR在評(píng)價(jià)PL、PW和PSA（右）上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），MIP與VR在評(píng)價(jià)PW和PSA（右）上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；其余數(shù)據(jù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：MSCT 3種測(cè)量方法均可以用于上頸椎椎弓根數(shù)據(jù)的測(cè)量，為上頸椎后路內(nèi)固定置釘提供參考，在實(shí)際工作中，可根據(jù)需要采用不同的測(cè)量方法。

樞椎；椎弓根；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；圖像處理，計(jì)算機(jī)輔助

顱底及上頸段解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜且病變多樣，一直 是外科手術(shù)的“盲區(qū)”。后路手術(shù)是目前治療寰樞椎病變較理想的手術(shù)方法，但易損傷椎動(dòng)脈［1］，因此術(shù)前對(duì)該解剖區(qū)域椎弓根釘?shù)罃?shù)據(jù)的掌握非常重要。近年來(lái)，隨著MSCT的發(fā)展，其多種后處理方法已運(yùn)用于椎弓根的觀察和測(cè)量。本研究旨在探討不同方法在觀察和測(cè)量椎弓根中的差異，以尋求最佳的MSCT測(cè)量方法，指導(dǎo)臨床手術(shù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2011年1月至2014年3月間瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院懷疑或確診為上頸椎疾病并行頸椎CT檢查的患者51例，其中，男26例，女25例；年齡18～80歲，平均61歲。

1.2 儀器與方法 采用GE Lightspeed VCT機(jī)，掃描范圍自Willis環(huán)層面至主動(dòng)脈根部。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，自動(dòng)管電流100～400 mA，層厚及層距均為0.625 mm，螺距0.984，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.6 s/周。采用實(shí)時(shí)手動(dòng)觸發(fā)監(jiān)視增強(qiáng)掃描，閾值達(dá)160 HU后手動(dòng)觸發(fā)預(yù)定的掃描程序獲得動(dòng)靜脈期橫斷面圖像，注射50～70 mL碘普羅胺（370 mgI/mL）注射液完畢后繼續(xù)推注生理鹽水30 mL沖管。

1.3 圖像后處理和評(píng)價(jià)方法 將所有的圖像數(shù)據(jù)傳至AW 4.4工作站，通過(guò)MPR、MIP、VR等方式顯示C2椎弓根形態(tài)及該區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系。將椎弓根寬度（PW）或椎弓根高度（PH）＜4 mm定義為椎弓根細(xì)小［2］，以評(píng)價(jià)椎弓根大小，指導(dǎo)臨床手術(shù)。

MPR法：在Volume rendering應(yīng)用程序中，運(yùn)用剪切工具，在VR圖像上行MPR（圖1），確定平行于椎弓根、經(jīng)過(guò)椎弓根中份及左右較對(duì)稱的椎弓根橫斷面圖像（圖2）。并在該橫斷面圖像測(cè)量：PW，椎弓根最窄處骨皮質(zhì)間的距離；椎弓根長(zhǎng)度（PL），椎弓根/側(cè)塊后緣與椎體前緣之間，方向與椎弓根走行一致的中軸線距離；內(nèi)傾角（PMA），椎弓根長(zhǎng)軸與椎體矢狀面的夾角。在椎弓根橫斷面圖像中，沿椎弓根長(zhǎng)軸方向做椎弓根矢狀位的MPR圖像（層厚2 mm），范圍稍寬于PW（圖3）。選擇經(jīng)椎弓根中份的圖像進(jìn)行測(cè)量：PH，椎弓根/后弓最窄處骨皮質(zhì)間的距離；頭傾角（PSA），椎弓根長(zhǎng)軸線與椎體水平面的夾角（圖4）。

VR法：利用VR的自由剪切工具，選擇Anterior cut，與椎弓根橫斷面圖像同步顯示VR圖像，測(cè)量PW、PL、PMA（圖5）。在VR后前位左右旋轉(zhuǎn)45°～55°，確定椎弓根矢狀位的VR圖像，測(cè)量PH、PSA（圖 6）。

MIP法：在椎弓根橫斷面圖像中，增加層厚，產(chǎn)生MIP圖像（層厚稍大于高度PH），測(cè)量PW、PL、PMA（圖7）。在Volume rendering應(yīng)用程序中，運(yùn)用自由顯示工具，在矢狀位圖像上旋轉(zhuǎn)45°～55°，得到椎弓根矢狀面MIP圖像（層厚稍大于PW），測(cè)量PH、PSA（圖8）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。對(duì)VR、MIP、MPR法測(cè)量的釘?shù)罃?shù)據(jù)以±s表示，差異性分析采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

51例共102側(cè)椎弓根數(shù)據(jù)均成功獲得較清晰的MPR、MIP和VR圖像。3種方式均能很好顯示椎體、椎弓根及周圍的解剖結(jié)構(gòu)。

2.1 MPR法測(cè)得的雙側(cè)釘?shù)罃?shù)據(jù)比較（表1） PH普遍大于PW。51例102側(cè)數(shù)據(jù)中，17側(cè)（16.7%）椎弓根細(xì)小，其中1例同時(shí)伴有PW和PH的細(xì)小，2例PH小于PW。左右椎弓根釘?shù)罃?shù)據(jù)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2 C2段VR、MIP和MPR法測(cè)量的釘?shù)罃?shù)據(jù)比較（表2） MPR與MIP在評(píng)價(jià)PL、PW和PMA（右）上，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；MPR與VR在評(píng)價(jià)PL、PW和PSA（右）上，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），MIP與VR在評(píng)價(jià)PW和PSA（右）上，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。其余數(shù)據(jù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

3 討論

表1 VR，MIP和MPR測(cè)得的C2段左、右側(cè)釘?shù)罃?shù)據(jù)（±s）

表1 VR，MIP和MPR測(cè)得的C2段左、右側(cè)釘?shù)罃?shù)據(jù)（±s）

注：PL為椎弓根長(zhǎng)度；PW為椎弓根寬度；PH為椎弓根高度；PMA為椎弓根內(nèi)傾角；PSA為椎弓根頭傾角。

測(cè)量方法 側(cè)別 PL（l/mm） PW（l/mm） PH（l/mm） PMA（°） PSA（°）MPR 右 25.66±3.79 5.43±1.62 9.18±2.20 31.14±10.22 31.79± 9.57左26.57±3.76 5.43±1.53 9.08±2.34 32.69±10.57 32.13± 9.96 MIP 右 28.59±3.76 6.04±1.62 9.52±2.13 35.78±11.84 28.73±11.00左28.95±3.79 6.11±1.66 9.19±2.10 35.68±12.30 29.88± 2.82 VR 右 28.28±3.93 6.82±1.75 9.64±1.73 34.00±11.28 31.82± 8.81左28.40±3.76 6.52±1.92 9.33±2.13 36.43±11.90 29.12± 2.33

椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)由于其良好的生物學(xué)穩(wěn)定性，被臨床廣泛運(yùn)用。1994年Goel等開(kāi)始應(yīng)用的寰樞椎椎弓根螺釘技術(shù)及融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于上頸椎畸形、骨折、脫位等病變，是目前治療寰樞椎病變較理想的手術(shù)方法［3］。但椎弓根螺釘易引起頸髓、C2神經(jīng)根和椎動(dòng)脈的損傷，風(fēng)險(xiǎn)較大［4］。樞椎結(jié)構(gòu)變異較大，臨床對(duì)樞椎椎弓根的解剖數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)的研究也各異。樞椎齒狀突基底部較細(xì)，骨皮質(zhì)較薄，故齒狀突骨折常見(jiàn)，占椎體骨折的10%～15%［5］。此外，該部在發(fā)生和發(fā)育過(guò)程中畸形和變異較多，可致該區(qū)域失穩(wěn)產(chǎn)生脊髓壓迫癥狀。樞椎椎弓根短而粗，解剖上較薄弱，承受杠桿力作用較大，過(guò)度伸展或擠壓時(shí)，可引起骨折。本研究中，樞椎椎弓根細(xì)小 17側(cè)，占研究樣本的16.7%，PSA約32°。樞椎橫突孔發(fā)育變異還可導(dǎo)致下頸椎椎體環(huán)和C2椎動(dòng)脈高跨的形成，內(nèi)固定術(shù)中易損傷椎動(dòng)脈，增加手術(shù)危險(xiǎn)性。大量解剖學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，椎動(dòng)脈孔的解剖變異是影響椎弓根內(nèi)固定螺釘置入的重要因素，主要與椎動(dòng)脈孔的位置和形態(tài)等因素有一定的關(guān)系［6］。Yanni等［7］觀察發(fā)現(xiàn)，大部分樞椎的椎動(dòng)脈球部主要位于椎弓根的外下方，并認(rèn)為螺釘置入是安全的。但椎動(dòng)脈出現(xiàn)變異時(shí)，椎動(dòng)脈球部與椎弓根的關(guān)系可能發(fā)生變化，椎動(dòng)脈可能會(huì)對(duì)椎弓根造成比較嚴(yán)重的推擠，使得置釘變得困難。本研究通過(guò)MPR法對(duì)102側(cè)樞椎椎弓根數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，8側(cè)C2椎弓根細(xì)的PW或PH＜4 mm。而臨床通常以C2PW或PH＜4 mm為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)作為內(nèi)固定置入術(shù)的解剖依據(jù)。本研究相比于Xu等［8］在50例干燥標(biāo)本上測(cè)得的數(shù)據(jù)，PL、PMA大致相近，而PH、PSA偏大，PW偏小。劉家明等［9］以30例標(biāo)本椎板后方滋養(yǎng)孔作為樞椎椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)，平均進(jìn)釘長(zhǎng)度為（24.71±1.35）mm，進(jìn)釘?shù)钠骄鶅?nèi)傾角為（20.17±3.65）°，與本研究相比均偏小。兩者的測(cè)量精確性還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。然而傳統(tǒng)的標(biāo)本測(cè)量方法，CT檢查觀察方式和角度多樣，且為活體測(cè)量，對(duì)該區(qū)域的解剖測(cè)量更有優(yōu)勢(shì)［10］。

表2 C2段VR，MIP和MPR法測(cè)量的釘?shù)罃?shù)據(jù)比較

MSCT的各種測(cè)量方法已廣泛應(yīng)用于該區(qū)域解剖學(xué)研究和臨床術(shù)前的評(píng)估［11-13］，但3種方法的差異性研究不多，筆者結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究的特點(diǎn)，總結(jié)出了規(guī)范化、可重復(fù)性的測(cè)量方法，并通過(guò)VR、MIP和MPR測(cè)量釘?shù)罃?shù)據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)，3種測(cè)量方法對(duì)5個(gè)釘?shù)罃?shù)據(jù)的比較，大部分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。MPR法采用測(cè)量椎弓根中軸位的長(zhǎng)度、寬度和高度，更能反映椎弓根的真實(shí)大小，與瞿東濱等［14］測(cè)量方法一致。MIP法由于將薄層數(shù)據(jù)疊加導(dǎo)致圖像信息增加，椎弓根大小相應(yīng)增加。VR獲取的是椎弓根全部圖像信息，反映椎弓根最寬處的距離，因而也會(huì)相應(yīng)增加。對(duì)于PMA和PSA的測(cè)量差異，3種方法測(cè)得均值相近，大多差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明3種方法均可用于角度的測(cè)量。筆者發(fā)現(xiàn)，3種測(cè)量方法操作的難易程度及圖像的直觀顯示程度差別較大。在測(cè)量中，MPR法要求首先確定椎弓根中軸層面，對(duì)測(cè)量者技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)有一定要求，同時(shí)當(dāng)雙側(cè)椎弓根PSA差異較大時(shí)還需分開(kāi)測(cè)量。此外，MPR圖像層面薄，圖像信息有限，操作者如果對(duì)椎體和椎弓根整體形態(tài)及椎弓根中軸層面把握不準(zhǔn)都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量難度、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量誤差的增加；MIP和VR測(cè)量對(duì)中心層面的把握要求不會(huì)很精確，只要VR或MIP圖像顯示的角度和層面包括整個(gè)椎弓根且沒(méi)有相鄰結(jié)構(gòu)干擾即可。同時(shí)VR圖像和MIP圖像信息更加豐富，特別是對(duì)角度反映更加直觀，操作更加有把握，因此測(cè)量相對(duì)簡(jiǎn)單快捷。但本研究尚未將其具體量化統(tǒng)計(jì)，對(duì)3種測(cè)量方法在操作難易程度和直觀顯示程度的具體量化指標(biāo)將在下一步研究中進(jìn)行。

上頸椎椎弓根結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，MSCT多種后處理方法均可用于椎弓根數(shù)據(jù)的測(cè)量，為臨床手術(shù)提供參考。VR、MIP、MPR方法測(cè)量的上頸椎C2椎弓根釘?shù)罃?shù)據(jù)數(shù)值大小、操作難易度及圖像直觀度均有一定差異，在工作中可根據(jù)實(shí)際需要采用相應(yīng)的方法。

圖1 在VR圖像上做椎弓根走行的MPR示意圖：得到椎弓根橫斷圖 圖2 椎弓根橫斷面示意圖：雙側(cè)圖像均位于椎弓根中軸層面，測(cè)量PL、PW、PMA 圖3 椎弓根中軸橫斷面做平行于椎弓根走行的MPR圖像，可得到椎弓根矢狀位圖像 圖4 椎弓根矢狀面示意圖；選取椎弓根中軸層面測(cè)量椎弓根數(shù)據(jù)：PH和PSA 圖5～8 VR和MIP法測(cè)量的PL、PW、PMA、PH和PSA（PL：椎弓根長(zhǎng)度；PW：椎弓根寬度；PMA：內(nèi)傾角；PH：椎弓根高度：PSA：頭傾角）

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Application value of MSCT different measuring methods in the measurement of cervical vertebral pedicle

LIANG Kali,DAI Guidong.Department of Radiology，Affiliated Hospital of TCM of Luzhou Medical University，Luzhou，646000，China.

Objective：To explore the application value of multi-slice CT（MSCT）different measuring methods in the measurement of C2cervical vertebral pedicle.Methods：51 patients suspected or confirmed upper cervical disease were collected and performed cervical CTA examination，all the primary data.Multi-planar reformation（MPR），maximum intensity projection（MIP）and volume render（VR）were used to show the structure of vertebra，vertebrae pedicle，the relationship between the cervical vertebra and adjacent structure.Measure the pedicle data of C2in MPR，MIP and VR images，including pedicle width（PW），pedicle length （PL），pedicle height（PH），pedicle superior angle （PSA），pedicle median angle （PMA）.Comparative analysis about the data difference，the operability and the display ability of post-processing image were accomplished by one technician in charge independently.Pair sample t-test statistical analysis was used for the difference of two sides and the consistency of C2data of three methods.Results：MPR，MIP and VR could show the anatomy structure and nearby space relationship of cervical pedicle vertebral.The records of pedicle were as follow：（1）MPR：C2-PW（R/L）（5.43±1.62）mm/（5.43±1.53）mm，C2-PL（R/L）（25.66±3.79）mm/（26.57±3.76）mm，C2-PH（R/L）（9.18±2.20）mm/（9.08±2.34）mm，C2-PSA（R/L）（31.79°±9.57°）/（32.13°±9.96°），C2-PMA（R/L）（31.14°±10.22°）/（32.69°±10.57°）.（2）MIP：C2-PW（R/L）（6.04±1.62）mm/（6.11±1.66）mm，C2-PL（R/L）（28.59± 3.76）mm/（28.95±3.79）mm，C2-PH（R/L）（9.52±2.13）mm/（9.19±2.10）mm，C2-PSA（R/L）（28.73°±11.00°）/（29.88°± 2.82°），C2-PMA（R/L）（35.78°±11.84°）/（35.68°±12.30°）。（3）VR：C2-PW（R/L）（6.82±1.75）mm/（6.52±1.92）mm，C2-PL（R/L）（28.28±3.93）mm/（28.40±3.76）mm，C2-PH（R/L）（9.64±1.73）mm/（9.33±2.13）mm，C2-PSA（R/L）（31.82°±8.81°）/（29.12°± 2.33°），C2-PMA（R/L）（34.00°±11.28°）/（36.43°±11.90°）.With pair sample t-test statistical analysis，there was no significant difference between the left and right pedicle.Most of data had significant deviation，which means there was significant difference between three methods.MPR and MIP had advantage in operability and display ability of post-processing image，compared with VR.Conclusion：Three methods which can be used for the measurement of cervical vertebral pedicle and an accurate reference for clinical screw placement，had provincial difference in pedicle data，operability and display ability of post-processing image.Different methods can be selected according to actual needs in clinic work.

Axis；Vertebral pedicle；Tomography，X-ray computed；Image processing，computer-assisted

2014-12-14）