醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科中的應(yīng)用進(jìn)展

王智勇，鐘秀，張?jiān)气P

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科，內(nèi)蒙古呼和浩特010030

醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科中的應(yīng)用進(jìn)展

王智勇，鐘秀，張?jiān)气P

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科，內(nèi)蒙古呼和浩特010030

探討醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科中的應(yīng)用價(jià)值及發(fā)展?fàn)顩r，以提高骨肌系統(tǒng)影像學(xué)在臨床骨科中的診療水平。醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的X線、CT、MRI、超聲、核素顯像設(shè)備多年來在不斷的改進(jìn)和完善，檢查技術(shù)和方法也不斷地創(chuàng)新，影像診斷已從單一依靠形態(tài)變化進(jìn)行診斷發(fā)展成為集形態(tài)、功能、代謝改變?yōu)橐惑w的綜合診斷體系。醫(yī)學(xué)影像學(xué)在各個(gè)醫(yī)學(xué)專業(yè)里的臨床應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)展日新月異，尤其能為骨科疾病的發(fā)生發(fā)展、臨床診斷、手術(shù)指導(dǎo)、預(yù)后評(píng)估提供可靠的依據(jù)，同時(shí)還可應(yīng)用到骨科微創(chuàng)治療及介入治療當(dāng)中，互相協(xié)助，進(jìn)一步促進(jìn)骨骼肌肉系統(tǒng)影像學(xué)的發(fā)展。

醫(yī)學(xué)影像學(xué)；臨床骨科；多層螺旋CT；磁共振成像

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是匯聚X線檢查、CT、MRI以及超聲等多種技術(shù)的影像診斷、臨床放射治療學(xué)以及臨床介入治療學(xué)等綜合性的學(xué)科。醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的數(shù)字化圖像技術(shù)有效結(jié)合了當(dāng)下的計(jì)算機(jī)技術(shù)，最為廣泛地運(yùn)用到臨床骨科中，為臨床相關(guān)骨科診治提供依據(jù)［1］，顯著提高骨科疾病的治療效果。由于骨科學(xué)內(nèi)容涉及面非常廣，要求的專業(yè)性非常高，且骨科學(xué)的實(shí)踐性相當(dāng)強(qiáng)，因而形成了骨科學(xué)是臨床外科學(xué)中最為棘手的學(xué)科。該文將對醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科中的應(yīng)用狀況進(jìn)行研究探討?，F(xiàn)綜述如下。

1　醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科中的實(shí)際應(yīng)用

1.1醫(yī)學(xué)影像學(xué)在骨創(chuàng)傷中的診斷應(yīng)用分析

（1）臨床骨科中最多見的疾病就是骨折，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中X線平片是最重要的檢查方法，自從1895年德國物理學(xué)家倫琴在作陰極射線實(shí)驗(yàn)時(shí)所發(fā)現(xiàn)的X線以來，X線超強(qiáng)的穿透性在骨科特別是創(chuàng)傷骨科中被首選且廣泛應(yīng)用。隨著數(shù)字化時(shí)代的到來，常規(guī)的X線已基本被計(jì)算機(jī)X線攝像（CR）和數(shù)字化X線攝影（DR）所代替。特別是DR系統(tǒng)正被目前國內(nèi)外各醫(yī)院廣泛應(yīng)用，其具有易于存儲(chǔ)、傳輸，輻射的劑量較小、成像質(zhì)量較高等優(yōu)點(diǎn)。隨著數(shù)字化和軟件程序新技術(shù)的快速引入和發(fā)展（包括材料、結(jié)構(gòu)和圖像處理技術(shù)等），目前DR也有著快速和廣闊的研究和應(yīng)用進(jìn)展，包括計(jì)算機(jī)輔助診斷、三維體層攝影和合成、遠(yuǎn)程放射學(xué)、雙能量減影、圖像無縫銜接和低劑量透視擺位、時(shí)間減影等技術(shù)，特別是三維體層的攝影與合成，有著快速廉價(jià)和低輻射量的優(yōu)勢，且能夠?qū)崿F(xiàn)多平面重建圖像，或者是三維容積的圖像重建［2］，逐漸在創(chuàng)傷骨科中發(fā)揮著重要作用。

（2）隱匿性以及細(xì)微性骨折是由于患者的骨折處斷裂不徹底或者是其骨折的相應(yīng)斷端不明顯，致使患者的臨床影像骨折特性表現(xiàn)不明顯，還有一些骨折是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重疊較多的顱底、骨盆、胸壁、脊柱等部位顯示不佳，常規(guī)X線CR、DR技術(shù)進(jìn)行拍攝檢查不能有效地將患者的骨折實(shí)際損傷程度等情況顯示出來，因此導(dǎo)致臨床上常常出現(xiàn)漏治、誤治等情況發(fā)生。因此，多層螺旋CT（Multi-slice CT，MSCT）三維重建技術(shù)能夠立體、清晰、多角度地展示骨關(guān)節(jié)的解剖細(xì)微結(jié)構(gòu)及病變特征，尤其在解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重疊較多的骨關(guān)節(jié)骨折中具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值，為臨床創(chuàng)傷骨科的診斷和治療提供了很大幫助，其應(yīng)用已日益受到重視。多層螺旋CT通過多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）及容積再現(xiàn)（VR）進(jìn)行多方位任意角度成像以獲得骨折的最佳顯示方位觀察，特別適用于復(fù)雜部位的復(fù)雜骨折（如脊柱、髖臼、骨盆等部位）以及隱匿性骨折（如疲勞性骨折、水平線性骨折等）［3］。

（3）磁共振成像（MRI）是利用人體組織結(jié)構(gòu)內(nèi)水分子的氫核子受到外界加射頻的影響共振后釋放出來的微弱射頻信號(hào)而成像的一種先進(jìn)成像技術(shù)。MRI無射線影響，成像參數(shù)多，偽影少而且軟組織分辨率及空間分辨率均高，雖然顯示骨折線差，但顯示斷端及周圍出血、水腫和軟組織損傷情況和鄰近組織和臟器情況非常好。還可清楚顯示脊髓、軟骨、椎間盤、肌肉肌腱等結(jié)構(gòu)及其病理變化。利用MR彌散加權(quán)成像（DWI）能夠檢測到脊髓的切斷、髓鞘破壞和軸突腫脹等病變，為創(chuàng)傷骨科脊髓損傷患者提供了一種無創(chuàng)性地評(píng)價(jià)脊髓功能狀態(tài)的方法［4］。此外，MRI對骨挫傷（bone bruise）能清楚顯示骨小梁斷裂和骨髓水腫、出血。

1.2醫(yī)學(xué)影像學(xué)在骨腫瘤及腫瘤樣變中診斷應(yīng)用分析

1.2.1常規(guī)X線檢查（CR、DR）診斷骨腫瘤及腫瘤樣變特異性高，敏感性、精確性差。骨骼系統(tǒng)有著良好的天然對比，CR、DR仍為重要的檢查方法，尤其對于肢體腫瘤。但對髓內(nèi)病變、早期輕微骨質(zhì)改變、重疊部位及軟組織改變顯示較差。

1.2.2核素掃描常用锝99 m（or99 m锝），反映骨骼及軟組織功能性變化。用于病變的早期檢出及大范圍篩選。敏感性高，精確性及特異性差。

1.2.3MSCT有良好的密度分辨率，但空間分辨率較平片差。病變檢出的敏感性、特異性及精確性均較高，但不適于大范圍篩選。通常用5～10 mm層厚連續(xù)掃描或重疊掃描，骨算法重建，矩陣512×512，根據(jù)興趣區(qū)選擇適當(dāng)?shù)腇ov（以放大掃描為佳）。必要時(shí)使用1～2 mm薄層無間隔連續(xù)掃描及增強(qiáng)掃描。窗技術(shù)對病變的顯示也非常重要，軟組織窗（W400～500，L40～50），適于評(píng)價(jià)腫瘤在骨髓內(nèi)、外的范圍；骨窗（W2000～2400，L200～300）適于評(píng)價(jià)骨皮質(zhì)內(nèi)緣侵犯或皮質(zhì)內(nèi)病灶；400 Hu以上的高窗位則適于評(píng)價(jià)髓腔內(nèi)的腫瘤。螺旋CT三維重建適于對病變進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。CT強(qiáng)化掃描觀察血供情況，有利于良惡性腫瘤鑒別。

1.2.4MRI有良好的軟組織分辨率及多平面成像，軟組織及骨髓顯示良好，骨皮質(zhì)顯示稍差。病變顯示的敏感性、精確性均較高，但特異性稍差。常用SE、GRE序列及脂肪抑制技術(shù)（常用STIR）。肢體部需使用表面線圈，以增加信噪比和空間分辨力。常規(guī)矢狀或冠狀SE/T1，橫軸位SE/T1，T2。橫軸位T2WI適于骨周圍軟組織侵犯的評(píng)價(jià)，矢狀或冠狀T1WI適于對骨內(nèi)病變進(jìn)行評(píng)價(jià)。SET1WI（TR/TE，500～600/20～30 ms）顯示解剖結(jié)構(gòu)較好，適于髓內(nèi)病變分期；T2WI（TR/TE，1500～2000/50～100 ms）對軟組織及骨皮質(zhì)侵犯顯示較好。有病變時(shí)常規(guī)使用脂肪抑制（STIR）技術(shù)。對小病灶顯示可用表面線圈及小Fov；大范圍篩選及多發(fā)、跳躍性病灶宜用大Fov。順磁性核磁造影劑（常用Gd-DTPA）增強(qiáng)或動(dòng)態(tài)掃描有助于鑒別良惡性。3DGRE及3DSPGR等三維梯度回波技術(shù)，進(jìn)行容積掃描，薄層重建，避免遺漏微小病灶。DWI可鑒別感染性膿腫和腫瘤壞死，提供腫瘤病灶和其他改變的對比。

綜合上述，醫(yī)學(xué)影像檢查對肌肉骨骼腫瘤的診斷主要是明確病變的存在、病變的部位和范圍、病變的性質(zhì)、分期和隨訪觀察。普通X線在定位和定性上，仍是重要的檢查手段。MSCT可提供病變良好的組織對比，特別是骨腫瘤的微細(xì)病變及顯示結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重疊較多的顱底、骨盆、胸壁、脊柱等部位的腫瘤，可彌補(bǔ)普通X線的不足。MRI具有良好的軟組織分辨率和多平面成像能力，對腫瘤檢出及確定腫瘤的范圍、部位等方面具有較高的敏感性和精確性。MSCT、MRI還可確定腫瘤的分期，隨訪觀察及估計(jì)放療或化療對腫瘤的治療效果等。但MRI對顯示鈣化、骨化、骨膜反應(yīng)和氣體方面不如MSCT和X線平片［5］。

1.3醫(yī)學(xué)影像學(xué)促進(jìn)骨科微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)的發(fā)展

手術(shù)是有創(chuàng)的，自1983年英國外科醫(yī)生Wickham首次提出“微創(chuàng)外科（mininmally invasive surgery，MIS）”理念后，開始將手術(shù)帶入一種全新的境界，微創(chuàng)手術(shù)隨后開始隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用。其需要借用一些可精確定位切割的設(shè)備。不過其最大優(yōu)點(diǎn)為可以盡量減少損傷，有利于術(shù)后恢復(fù)，并減少并發(fā)癥發(fā)病率。醫(yī)學(xué)影像學(xué)為骨科微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展提供了條件，促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

1.3.1腔鏡技術(shù)在骨科快速發(fā)展的領(lǐng)域是脊柱外科椎間盤鏡的廣泛應(yīng)用，配合術(shù)中C型臂、G型臂X線機(jī)的準(zhǔn)確定位，在不到2 cm的切口內(nèi)，即可完成髓核摘除、神經(jīng)根管擴(kuò)大等手術(shù)。經(jīng)皮微創(chuàng)技術(shù)也在骨科領(lǐng)域快速發(fā)展，在術(shù)中C型臂或CT引導(dǎo)下，配合新型組織切割設(shè)備（激光氣化、射頻高溫刀和聚焦超聲刀、氬氦刀等）和組織填充材料（如骨水泥），經(jīng)皮穿刺精確找到病變部位，可以完成椎間盤髓核摘除，病灶取活檢，腫瘤的切除，椎體壓縮性骨折的成形術(shù)充填。另外還有學(xué)者在CT監(jiān)視下，經(jīng)皮行寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)融合術(shù)［6］，也可獲得滿意的臨床療效。

1.3.2計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)（CAOS）綜合了當(dāng)今醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的多種設(shè)備計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT），核磁共振成像（MRI），正電子發(fā)射斷層掃描（PET），數(shù)字血管減影（DSA），超聲成像（US）以及醫(yī)學(xué)機(jī)器人（MR）等，能對人體骨骼肌肉解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示，幫助骨科醫(yī)生進(jìn)行精確的術(shù)前和術(shù)后定位，規(guī)劃手術(shù)途徑，在術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)測、跟蹤、顯示手術(shù)器械、病灶及其周圍組織、內(nèi)固定物及人工假體的相關(guān)位置，極大地提高了手術(shù)定位精度、假體放置及術(shù)中器械操作的成功率。

2　結(jié)語

醫(yī)學(xué)影像學(xué)已廣泛在臨床上進(jìn)行應(yīng)用，尤其醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科上的應(yīng)用效果最顯著，它在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)助下得到相當(dāng)大的發(fā)展，通過結(jié)合計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的功能，有效將圖像進(jìn)行處理，為骨科醫(yī)生的治療方案提供了科學(xué)可靠的診斷依據(jù)，顯著提高了臨床骨科治療效果以及治療質(zhì)量，對骨科治療發(fā)展具有積極的推進(jìn)作用。

［1］李旭峰.試論醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床骨科醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.中國實(shí)用醫(yī)藥，2015，4（2）：243-244.

［2］檀臻煒，姚一民，婁延舉，等.醫(yī)學(xué)影像學(xué)在創(chuàng)傷骨科的應(yīng)用進(jìn)展［J］.世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘，2015，10（5）：63，56.

［3］夏志強(qiáng)，彭屹，劉力.醫(yī)學(xué)影像學(xué)在不同骨科疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2014，21（3）：156-158.

［4］Le Bihan D，Breton E，Lallemand D，et al．MR imaging of intravoxelincoherent motions：application of diffusion and perfusion in neuro-logic disorders［J］．Radiology，1986（161）：401-407．

［5］許華權(quán)，莊杰，章建軍，等.醫(yī)學(xué)影像學(xué)在骨科醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用［J］.中醫(yī)藥管理雜志，2016，11（7）：149-151.

［6］謝加兵，徐祝軍，汪正宇，等.圖像融合技術(shù)在骨科的應(yīng)用進(jìn)展［J］.安徽醫(yī)藥，2012，8（1）：1163-1165.

Application Progress of Medical Image in the Clinical Department of Orthopedics

WANG Zhi-yong，ZHONG Xiu，ZHANG Yun-feng
Department of Imaging，Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University，Hohhot，Inner Mongolia，010030 China

The paper studies the application value and development status of medical image in the clinical department of orthopedics thus improving the diagnosis and treatment level of musculoskeletal system image in the clinical department of orthopedics，the x-ray，CT，MRI，ultrasound and radionuclide imaging equipment are constantly improved over the years，and the examination technology and method are also constantly innovated，and the imaging diagnosis solely relying on the morphological change has developed into the comprehensive diagnosis system integrating the form，function and metabolic？changes together.The clinical application of medical image in various medical majors is wider and wider，and the development is changing quickly，and it can provide reliable basis for the occurrence and development，clinical diagnosis，operational guidance and prognosis evaluation of orthopedics diseases，and can be applied to the orthopedics mini-invasive therapy and intervention treatment，thus further promoting the development of skeletal musculature image.

Medical image；Clinical department of orthopedics；Multi-slice spiral CT；Nuclear magnetic resonance

R445

A

1672-5654（2016）09（c）-0196-03

10.16659/j.cnki.1672-5654.2016.27.196

王智勇（1974.10-），男，山東臨清人，碩士研究生，主治醫(yī)師，研究方向：醫(yī)學(xué)影像專業(yè)骨骼肌肉系統(tǒng)診斷與介入。

（2016-06-27）