多排螺旋CT后處理技術(shù)在四肢關(guān)節(jié)骨折診斷中的應(yīng)用研究*

孫 濤 韓善清 王建偉 陳愛萍*

普通X射線平片價格低廉，骨骼與周圍軟組織具有良好的天然對比，是目前骨折診斷的首選檢查方法。然而，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的四肢關(guān)節(jié)而言，普通X射線平片具有影像重疊的特點(diǎn)，極易導(dǎo)致誤診或漏診[1-2]。多排螺旋CT屬于橫斷面成像，掃描速度極快，圖像空間分辨率高，容積成像后不但可任意選擇重建層面，而且可以選擇多種重建方式，其后處理重建技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于骨及關(guān)節(jié)病變的診斷，并可對四肢骨關(guān)節(jié)病變的定性、定位及術(shù)前制定手術(shù)方案提供很好的幫助[3-6]。本研究采用多排螺旋CT三維后處理技術(shù)對53例高度懷疑四肢關(guān)節(jié)骨折的患者進(jìn)行檢查，探討多排螺旋CT后處理技術(shù)在四肢關(guān)節(jié)骨折診斷中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2015年10月至2016年3月在南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科進(jìn)行檢查的53例高度懷疑四肢關(guān)節(jié)骨折患者的數(shù)字X射線攝影(digital radiography，DR)和CT平掃圖像資料，其中男性33例，女性20例；年齡20～69歲，平均年齡39.3歲。所有患者均為DR檢查后高度懷疑骨折，為明確診斷進(jìn)一步行16排螺旋CT容積掃描和工作站三維后處理技術(shù)重建，經(jīng)臨床和手術(shù)確診為骨折。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，檢查前所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與材料

采用Somatom emotion型16排螺旋CT掃描機(jī)(德國Siemens公司)；Ysio型DR攝片機(jī)(德國Siemens公司)。

1.3 檢查方法

(1)肩關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)以及髖關(guān)節(jié)攝片患者需仰臥于攝影臺，拍正側(cè)位片；肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)攝片患者需坐于攝影臺旁，只拍正位片，所有關(guān)節(jié)的攝影距離均為100 cm。

(2)CT掃描方法及參數(shù)。所有患者均于16排螺旋CT掃描機(jī)容積掃描后進(jìn)行三維重建后處理。肩關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)患者取仰臥位，頭先進(jìn)，行軸位掃描；肘關(guān)節(jié)檢查時，患者可取仰臥位，將患肢側(cè)舉；膝關(guān)節(jié)檢查時患者行仰臥位，腳先進(jìn)；腕關(guān)節(jié)檢查時患者可站立于機(jī)架旁，將患側(cè)腕關(guān)節(jié)置于掃描區(qū)域內(nèi)，隨檢查床移動，可節(jié)約檢查時間，避免患者上下檢查床以及可能出現(xiàn)的偽影。注意所有檢查盡量將感興趣區(qū)置于掃描中心，以免影響圖像質(zhì)量。

(3)掃描條件。管電壓120 kV，管電流200 mAs，掃描視野(field of vision，F(xiàn)OV)20～30 cm，矩陣512×512，螺距1.0～1.5，準(zhǔn)直寬度1～2 mm，重建層厚2 mm，層間隔1 mm，采用高分辨率算法。

(4)CT重建方法。掃描后將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入后處理工作站進(jìn)行多平面重建(multiplanar reconstruction，MPR)、容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)等三維后處理。MPR取冠狀位、矢狀位或任意斜位觀察關(guān)節(jié)內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)以及骨折區(qū)域的空間關(guān)系；VR處理剪除多余的結(jié)構(gòu)，獲得立體圖像，通過前后、左右以及上下的固定位置或者更多位置觀察顯示骨折，并多角度觀察關(guān)節(jié)內(nèi)情況。

1.4 觀察與評價指標(biāo)

由兩名資深放射科醫(yī)生進(jìn)行雙盲法讀片和圖像質(zhì)量的綜合評估，結(jié)果不一致時，兩人協(xié)商后統(tǒng)一意見。以臨床手術(shù)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。

2 結(jié)果

2.1 掃描診斷結(jié)果

在對53例四肢骨折患者掃描檢查中，膝關(guān)節(jié)檢查出骨折18例，髖關(guān)節(jié)檢查出骨折11例，肩關(guān)節(jié)檢查出骨折7例，肘關(guān)節(jié)檢查出骨折11例，腕關(guān)節(jié)檢查出骨折6例。

2.2 掃描與圖像質(zhì)量

(1)采用普通DR對53例患者按照要求順利完成X射線片檢查后，進(jìn)行多排螺旋CT容積掃描，在極短時間內(nèi)順利完成檢查，無移動偽影，圖像質(zhì)量符合診斷要求。

(2)影像診斷。53例患者共診斷出骨折65處，其中普通X射線平片明確診斷骨折46處，高度可疑骨折10處，另有9處未發(fā)現(xiàn)骨折，漏診率達(dá)13.8%；多排螺旋CT橫斷面圖像結(jié)合三維重建技術(shù)明確診斷65處骨折，診斷率為100%，且成像立體、直觀，如圖1、圖2所示。

圖1 髖關(guān)節(jié)多平面重建圖像

圖2 髖關(guān)節(jié)容積再現(xiàn)重建圖像

3 討論

3.1 四肢各部位骨折

(1)對于膝關(guān)節(jié)脛骨平臺隱匿骨折，在X射線片中非常容易遺漏。CT三維后處理重建MPR和VR圖像，從不同角度觀察脛骨平臺和髁間隆突，能夠確切顯示脛骨平臺有無劈裂與塌陷，膝關(guān)節(jié)內(nèi)有無游離碎骨片[7，9]。

(2)髖關(guān)節(jié)檢查包括股骨頭、股骨頸及髖臼骨折，其中髖臼骨折最為復(fù)雜。X射線平片難以顯示骨折的程度及與關(guān)節(jié)的關(guān)系，易漏診撕脫小骨片。CT橫斷面圖像盡管可以顯示骨折，但難確定各骨片的相互位置和骨折線的走向。三維重建有助于顯示隱匿性骨折，判斷骨片的具體位置，多角度觀察髖關(guān)節(jié)內(nèi)部的具體情形，確定骨折的具體分型，個體化解剖測量，進(jìn)行周密術(shù)前計劃，確定手術(shù)入路，避免術(shù)中損傷血管和神經(jīng)[9-11]。

(3)肩關(guān)節(jié)檢查中，X射線平片無法顯示肩關(guān)節(jié)間隙內(nèi)撕脫的骨片，CT軸位圖像能夠避免組織重疊，暴露骨折部位，顯示立體感差，影響全面評價肩關(guān)節(jié)外傷情況。三維后處理重建能夠清楚顯示肩關(guān)節(jié)的空間關(guān)系，如果去除肱骨頭、鎖骨及肋骨，可直接觀察關(guān)節(jié)盂結(jié)構(gòu)，顯現(xiàn)肩關(guān)節(jié)深層結(jié)構(gòu)，立體顯示肩關(guān)節(jié)骨折的位置、大小、形態(tài)等情況；如果去除關(guān)節(jié)盂部分，任意旋轉(zhuǎn)又可以顯示肱骨頭。按照臨床診斷需要，運(yùn)用三維后處理重建方法，全方位掌握肩關(guān)節(jié)骨折解剖情況，有利于肩關(guān)節(jié)骨折分型。

(4)肘關(guān)節(jié)相對復(fù)雜，由肱骨下端和尺骨及橈骨上端組成，包括肱尺關(guān)節(jié)、肱橈關(guān)節(jié)、橈尺近側(cè)關(guān)節(jié)，且肱骨小頭、尺骨鷹嘴、肱骨滑車、橈骨小頭均為不規(guī)則曲面，重疊部分多，X射線平片難以顯示隱匿性骨折。CT三維重建圖像消除重疊與遮蓋，直觀、有效地顯示關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)，并可以任意角度旋轉(zhuǎn)，選擇觀察骨折最佳視角，為下一步治療構(gòu)思手術(shù)入徑[12-14]。

(5)腕關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，多個骨塊相互重疊，單純應(yīng)用普通X射線平片和常規(guī)橫斷面CT來反映關(guān)節(jié)內(nèi)的骨折和移位情況有一定的局限性，腕關(guān)節(jié)損傷的形態(tài)學(xué)特征會因為掃描角度不同而在橫斷面CT圖像上產(chǎn)生不同的影像表現(xiàn)。三維重建后處理技術(shù)可彌補(bǔ)其不足，顯示腕骨之間的相互位置關(guān)系及關(guān)節(jié)面損傷情況，對病變進(jìn)行骨折的分型和手術(shù)方案的制定提供充足的影像學(xué)依據(jù)。

3.2 CT三維后處理重建技術(shù)優(yōu)勢

影像診斷是骨折臨床診斷治療的主要依據(jù)之一。普通X射線平片作為骨折檢查的首選方法，對于復(fù)雜解剖部位及隱匿骨折極易導(dǎo)致誤診或漏診，本研究通過兩種檢查方法的對比顯示，普通X射線平片漏診率為13.8%，意味著準(zhǔn)確率達(dá)86.2%，高于趙慶成[15]的研究結(jié)果(73%)。多排螺旋CT一次掃描能獲得容積數(shù)據(jù)，速度快，空間分辨率高，其強(qiáng)大的三維后處理技術(shù)易于顯示隱匿性骨折及骨折的特征，明確診斷避免漏診和誤診造成的醫(yī)療糾紛[11]。相比較而言，MPR和VR均可以明確骨折，但對于線條樣未完全斷裂的無變形骨折的顯示，MPR優(yōu)于VR，但在顯示骨折移位情況或碎骨位置方面，VR優(yōu)于橫斷面圖像和MPR，更具體逼真，并可任意角度旋轉(zhuǎn)，為臨床醫(yī)師提供真正的三維立體結(jié)構(gòu)和空間關(guān)系，制定適宜的治療方案[16]。

3.3 掃描計劃及參數(shù)的制定

(1)根據(jù)檢查申請單要求，必須一次性設(shè)定掃描計劃，在定位像上劃出充分的感興趣掃描區(qū)域，避免掃描結(jié)束后發(fā)現(xiàn)部位未包全而重新掃描，既增加患者輻射劑量，又浪費(fèi)檢查時間。

(2)合理設(shè)定掃描參數(shù)及重建參數(shù)，CT掃描準(zhǔn)直寬度越窄，原始數(shù)據(jù)充足，生成后處理圖像越清晰、平滑，但準(zhǔn)直器寬度太窄會增加軸位圖像的噪聲，X射線球管的曝光時間長，輻射劑量增加，X射線球管壽命會因此而減少。增大螺距，可以在短時間內(nèi)完成相同范圍的掃描，但螺距過大，軸位圖像數(shù)據(jù)不足，質(zhì)量下降，縱軸空間分辨力下降，導(dǎo)致后處理圖像質(zhì)量不佳。因此，通常準(zhǔn)直器寬度與螺距的匹配以相等為宜，但如掃描范圍過大則需要增加螺距，既能保證有效層厚理想，圖像的縱向分辨率也不會明顯下降。三維重建圖像的質(zhì)量取決于橫斷面的圖像的空間分辨率，即采用的準(zhǔn)直器寬度；對密度分辨率要求不高，故可適當(dāng)降低管電流(mA)來減少X射線球管負(fù)荷獲得較大容積的覆蓋[17]。但準(zhǔn)直器寬度太窄會導(dǎo)致橫斷面圖像的噪聲增加，故需根據(jù)診斷的要求進(jìn)行合理選擇。多排螺旋CT容積掃描在不增加X射線劑量的條件下能夠回顧性地任意選擇重建間隔進(jìn)行圖像的MPR和VR重建，間隔越窄重疊圖像越多，生成的三維圖像則越平滑，但處理時間也會隨之延長，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇2～3 mm的重建間隔。

4 結(jié)語

多排螺旋CT后處理技術(shù)在骨折診斷方面具有無法替代的應(yīng)用價值，可提高骨折診斷率，并可發(fā)現(xiàn)X射線平片和橫斷面CT圖像不能顯示的骨折狀況，對手術(shù)、整形和預(yù)后判斷等均有很大的幫助。在具體應(yīng)用過程中，將X射線平片、CT橫斷面圖像以及后處理重建圖像三者相互結(jié)合并有選擇的應(yīng)用，相互彌補(bǔ)其診斷效果更佳。

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