多層螺旋CT三維重建在骨關(guān)節(jié)損傷中的應(yīng)用

宋建忠

隨著生活節(jié)奏的加快，骨關(guān)節(jié)損傷成為臨床常見病、多發(fā)病，以往臨床大多通過普通X線DR(digital radiography)平片檢查進(jìn)行診斷，指導(dǎo)臨床治療。但由于人體的骨關(guān)節(jié)形態(tài)多樣，部分關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，DR攝影得到的是重疊影像，使相當(dāng)一部分細(xì)微的隱匿性骨折及較復(fù)雜的關(guān)節(jié)脫位不能清楚顯示[1]。隨著科學(xué)進(jìn)步，大量先進(jìn)設(shè)備應(yīng)用于臨床，如多排螺旋CT三維成像技術(shù)(three-dimensional-reconstruction)的應(yīng)用，以其強(qiáng)大的圖像后處理能力，多平面、多維圖像的顯示技術(shù)，能有效彌補(bǔ)DR攝影的不足[2]。本文回顧分析2015年8月至2017年3月我院骨科收治的骨關(guān)節(jié)損傷患者共計(jì)58例，分別應(yīng)用DR平片和128層螺旋CT三維重建圖像進(jìn)行檢查診斷，并進(jìn)行比較，以探討螺旋CT三維重建在骨關(guān)節(jié)損傷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 對(duì)象 2015年8月至2017年3月我院骨科收治的骨關(guān)節(jié)損傷患者共計(jì)58例作為臨床研究對(duì)象，其中男35例，女23例；年齡16～65歲，平均年齡(35.24±6.08)歲；8例患者為擠壓傷，12例患者為暴力傷，15例患者為鈍器傷，23例患者為銳器傷?；颊呔?jīng)臨床確診為外傷性骨折、脫位。

1.2 設(shè)備及參數(shù)條件 普通X線攝影設(shè)備使用德國進(jìn)口西門子數(shù)字DR機(jī)，型號(hào)：SOMATOM DR 515數(shù)字成像儀，主要參數(shù)：額定電流300 mA；額定電壓40～150 kV；攝片時(shí)間范圍0.01～6 s；濾線柵參數(shù)：1∶12(酌情使用)。CT設(shè)備使用德國西門子公司進(jìn)口螺旋CT機(jī)，型號(hào)：SOMATOMperspective 64排128層螺旋CT，參數(shù)：額定電流500 mA，額定電壓150 kV，球管熱容量3.0 kW。

1.3 檢查方法 DR檢查按照攝片規(guī)范選取攝影體位，管電壓45～75 kV；管電流50～300 mA；曝光量10～130 mAs；攝影時(shí)間≤0.1 s，焦點(diǎn)距平板探測(cè)器0.3～1.0 m。CT掃描采取仰臥體位，頭先進(jìn)體位，下肢掃描足先進(jìn)體位。先掃描定位像，根據(jù)定位像病變部位或臨床需求確定掃描范圍。機(jī)器參數(shù)：管電流100～150 mA；管電壓80～120 kV；掃描時(shí)間0.3～0.5 s；矩陣范圍512×512；掃描層厚1.0 mm；層間距0.8 mm；三維重建FOV根據(jù)掃描范圍需要，用VRT、MPR、MIP方式重建。圖像均使用柯達(dá)激光自動(dòng)膠片打印機(jī)出片。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo) 檢出率＝某種檢查顯示的骨折病例數(shù)/骨折病例總數(shù)×100%，用以反映該檢查方式的檢查效果，并用以比較不同檢查方式間檢查效果的差異性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以(±s)表示。計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行率/構(gòu)成比的比較(必要時(shí)輔以Fisher確切概率法)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果(表1)

58例骨折病例中，CT三維重建顯示骨折58例，檢出率100%(58/58)，DR平片顯示骨折32例，檢出率55.2%(32/58)，兩者間檢出率差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=33.51，P＜0.001)。骨關(guān)節(jié)損傷部位在顱骨、胸廓、脊柱或骨盆時(shí)CT三維重建與DR平片間檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，損傷部位在四肢時(shí)檢出率間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

表1 骨關(guān)節(jié)損傷DR平片與CT三維重建骨關(guān)節(jié)骨折檢出率比較[n(%)]

3 討論

自從X線應(yīng)用于臨床，骨關(guān)節(jié)損傷診斷主要依靠平片檢查，診斷結(jié)果供臨床治療參考。隨著科學(xué)的進(jìn)步，數(shù)字化影像設(shè)備大量應(yīng)用于臨床，X線攝影DR的出現(xiàn)，使照片空間分辨率有了較大提高，其后處理能力，尤其是窗寬床位的調(diào)節(jié)技術(shù)，使普通X線的檢查上了一個(gè)新臺(tái)階[3]，但DR攝片常出現(xiàn)投照不理想的情況，主要有以下幾種：①部分老人及兒童不能配合標(biāo)準(zhǔn)攝影體位。②由于患肢疼痛或畸形不能配合。③投照部位不規(guī)則或結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜(如顱骨、脊柱骨、盆骨等)的部位。④攝片時(shí)出現(xiàn)較多的重疊影像等；必然會(huì)加大投照及正確診斷的難度，使臨床制定良好的治療方案增加了難度[4]。常規(guī)CT平掃對(duì)于多發(fā)骨折的檢出有一定的優(yōu)勢(shì)，尤其是一些平片不能顯示的隱匿性骨折，但同時(shí)也存在診斷信息丟失，對(duì)于骨折線全景及骨折端移位情況顯示的局限性，出現(xiàn)不能完整提供骨折信息的現(xiàn)象[5]，因此，即便是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了骨折，但對(duì)于其確定精確的損傷部位及整體形態(tài)也不能進(jìn)行有效的判斷。

90年代中后期，隨著螺旋CT的發(fā)展和應(yīng)用，三維技術(shù)在臨床有了較大發(fā)展，從主要應(yīng)用于血管等檢查外，應(yīng)用范圍擴(kuò)大到了骨關(guān)節(jié)疾病及損傷的檢查，圖像顯示實(shí)現(xiàn)了較大提高[6]。CT三維重建的常用方法有：①多平面重建(multi-planar reformation，MPR)是將一組薄層的橫斷面圖像體素?cái)?shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)后處理技術(shù)使這些數(shù)據(jù)重新排列，獲得診斷需要的斷層層面的二維圖像，可根據(jù)診斷需要來顯示組織器官內(nèi)的復(fù)雜解剖關(guān)系，有利于病變的準(zhǔn)確定位。②最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)是通過計(jì)算機(jī)處理，按照虛擬的操作者觀察方向?qū)Ρ挥^察者的容積數(shù)據(jù)進(jìn)行線束投影，將每一線束所遇密度最高的體素投影在與線束垂直的平面上，可以從任意平面觀察，特點(diǎn)是圖像分辨率高，組織失真率少。③容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)技術(shù)是利用螺旋CT容積掃描的所有體素?cái)?shù)據(jù)，通過圖像重組從而顯示出具有三維立體視覺效果的組織結(jié)構(gòu)，顯示骨骼、關(guān)節(jié)三維空間解剖關(guān)系清晰，可以任意角度旋轉(zhuǎn)，根據(jù)觀察者需要，顯示被觀察物體內(nèi)部任意層次的形態(tài)，幫助確定病變與周圍重要結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。

本次研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DR平片在四肢損傷攝片中，除了少數(shù)隱匿性骨折因圖像重疊或攝片體位選擇不當(dāng)難以顯示以外，均能有效顯示骨關(guān)節(jié)損傷的情況[7]。對(duì)于顱骨、脊柱、骨盆等較復(fù)雜部位的檢查，多層螺旋CT三維重建有較大優(yōu)勢(shì)[8]。其中3例肩關(guān)節(jié)骨折的患者多層螺旋CT三維重建顯示2例患者為肱骨外科頸骨折并肱骨頭不完全脫位，1例患者肩關(guān)節(jié)骨折伴骨折端肱骨頭內(nèi)嵌頓。5例眼眶內(nèi)側(cè)壁(紙板)向內(nèi)塌陷骨折均通過CT三維重建檢出，檢出率為100%。6例髖臼骨折伴股骨頭移位患者通過CT三維重建發(fā)現(xiàn)碎骨片脫落并游離。4例頸椎骨折的患者經(jīng)過多層螺旋CT掃描＋三維重建顯示出現(xiàn)寰樞關(guān)節(jié)半脫位及寰椎椎弓骨折合并齒狀突多方位移位的比例為1∶3。4例腰椎骨折的患者多層螺旋CT掃描＋三維重建顯示其中3例患者單個(gè)椎體骨折，僅1例患者為多個(gè)椎體多處骨折，合并碎骨片脫落及椎管狹窄的患者2例。3例脛骨骨折(平臺(tái)骨折)的患者CT三維VR重建可以精確顯示平臺(tái)劈裂部位和塌陷程度，提供臨床選擇最佳手術(shù)方案。

綜上所述，多層螺旋CT掃描速度更快，利用容積掃描采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出冠狀位、矢狀位、三維骨重建以及任意平面的圖像，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：①清晰的顯示骨折的部位、骨折線的形態(tài)、長短、走向等。②具有強(qiáng)烈的空間立體感，對(duì)于患者骨折部位的解剖關(guān)系顯示良好。③通過切割和旋轉(zhuǎn)任意層面和方位，可以直觀的觀察骨折移位的情況[9]。④對(duì)骨折周圍軟組織內(nèi)血腫的形成以及關(guān)節(jié)腔內(nèi)可能出現(xiàn)的積液情況予以清晰顯示。⑤清晰顯示椎管內(nèi)或者關(guān)節(jié)腔內(nèi)的游離碎骨片等[10]。基于以上這些優(yōu)勢(shì)，說明CT三維重建圖像明顯優(yōu)于DR攝片，作為DR攝影的補(bǔ)充，可以在臨床上推廣使用。