第三代Force雙能量CT對骶骨翼骨挫傷及隱匿性骨折的臨床診斷價(jià)值

夏海紅，高楊，肖揚(yáng)銳，劉偉文，葉勇軍，陳濤，張文偉，紀(jì)建松

溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院 放射科 浙江省影像診斷與介入微創(chuàng)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 麗水 323000

骨盆創(chuàng)傷患病率高，根據(jù)所受外力損傷機(jī)制不同，分為應(yīng)力性骨折和隱匿創(chuàng)傷骨折兩大類型。隱匿性骨折又稱骨挫傷，其病理基礎(chǔ)是骨髓水腫、出血和骨小梁微骨折[1]。骶骨位置較深，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受鄰近臟器重疊影響大，對非移位性骨折CT漏診率極高。MRI檢測骨髓水腫可用于評價(jià)外傷性隱匿性骨折，雖然MRI是評估骨髓水腫的參考標(biāo)準(zhǔn)，但檢查時(shí)間長，對患者配合程度的要求較高，且不適用于急性危重患者和MRI檢查禁忌證患者[2]。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，雙能量CT（dual energy CT，DECT）技術(shù)在檢測外傷性骨挫傷及隱匿性骨折，特別是四肢隱匿性骨折的骨髓水腫中的應(yīng)用顯示出較高的敏感度和特異度[2-7]。早期診斷不伴有明顯骨折線的骶骨翼隱匿性骨折，可以盡早采取治療措施防止損傷進(jìn)一步發(fā)展，對指導(dǎo)臨床治療具有十分重要的意義。本研究探討不同的對比物質(zhì)相對比值（relative contrast material ratio，RCMR）所對應(yīng)的雙能量虛擬去鈣圖（dual energy virtual non-calcium，DE-VNCa）診斷骨髓水腫的診斷效能，獲得最佳RCMR值，在最優(yōu)RCMR值參數(shù)的基礎(chǔ)上通過虛擬去鈣（virtual non-calcium，VNCa）圖上不同區(qū)域CT值測量，評價(jià)其診斷隱匿性骨折的診斷價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集2017年1月至2020年2月溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院有明確骨盆外傷史或腰骶部疼痛的35 例患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①有明確骨盆外傷史或腰骶部疼痛，受傷7 d內(nèi)完成雙源CT雙能量檢查和MRI檢查者；②年齡20～65歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①外傷超過3周；②有MRI檢查禁忌證；③DECT或MRI圖像質(zhì)量不佳，不能用于分析。35例患者納入研究，男20例，女15例；年齡21～65（47±11）歲。從外傷到進(jìn)行DECT檢查的時(shí)間為0.5～7.0（3.0±2.1）d。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 CT檢查及雙能量后處理：采用西門子三代Force雙源計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（dual-source CT，DSCT），常規(guī)仰臥位掃描，掃描范圍為肚臍水平至股骨粗隆。掃描參數(shù)如下：A球管電壓80 kV，有效電流216 mAs；B球管電壓Sn 150 kV，有效電流 114 mAs；采用實(shí)時(shí)自動毫安秒-調(diào)制軟件，準(zhǔn)直器寬度2 mm×64 mm×0.6 mm，螺距0.8，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/周。平均加權(quán)系數(shù)0.5，自動重建層厚 0.75 mm，重建間隔0.5 mm，卷積核值Qr40。將掃描后的兩組雙能量數(shù)據(jù)（80 kV和Sn 150 kV）調(diào)入Dual Energy Bone Marrow后處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，雙能量圖像以灰度及彩色編碼顯示進(jìn)行進(jìn)一步分析。

1.2.2 MRI掃描儀及成像參數(shù)：采用Philips公司生產(chǎn)的INGENIA3.0 T磁共振掃描機(jī)，掃描使用腹部線圈，MRI序列及參數(shù)：采用軸位T1WI-TSE（TR 400～600 ms，TE 10 ms）、PDWI-SPAIR（TR 2931 ms，TE 70 ms），冠狀位T1WI-TSE（TR 482 ms，TE 10 m）、PDWI-SPAIR（TR 2510 ms，TE 60 ms）。層厚 4.0 mm，層距0.5 mm。

1.3 圖像觀察指標(biāo)及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 將雙側(cè)骶骨翼劃分為6個(gè)區(qū)域，左右各3個(gè)，分別為前1/3、中1/3、后1/3。由2名從事骨肌研究8年經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師共同分析MRI結(jié)果，判斷隱匿性骨折骨髓水腫的情況。以骶骨翼內(nèi)見T1WI低信號、T2WI及脂肪抑制高信號為骨髓水腫。由另外2名從事骨肌研究6年經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師對不同RCMR值（分別選取1.59、1.79、1.89）的DE-VNCa圖進(jìn)行分析，有明確骨髓密度（灰度及偽彩圖顏色變化）改變?yōu)楣撬杷[，如有爭議，則由1名從事骨肌研究16年經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師協(xié)助判斷，達(dá)成一致意見。以MRI診斷結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，對不同RCMR值的DE-VNCa圖對骶骨翼骨髓水腫的診斷效能進(jìn)行分析，選出較優(yōu)RCMR值。對骶骨翼隱匿性骨折患者，于優(yōu)選出的RCMR參數(shù)DE-VNCa圖上，將ROI放置于骨髓水腫區(qū)和對側(cè)正常骶骨翼區(qū)，ROI面積≥0.5 cm2，盡量避開骨皮質(zhì)區(qū)域，2名閱讀者分別測量其CT值，取其平均值并計(jì)算差值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)對所有參數(shù)值進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，服從正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s 表 示。以MRI診斷結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算不同RCMR值下VNCa圖診斷骨髓水腫的敏感度、特異度、準(zhǔn)確率和約登指數(shù)以及陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。受檢者在MRI上被診斷為骨髓水腫，但在VNCa圖像上被遺漏了水腫的診斷，被認(rèn)為是假陰性；MRI未診斷為水 腫，但VNCa圖像誤診為骨髓水腫被認(rèn)為是假陽性。在最優(yōu)RCMR參數(shù)的DE-VNCa圖上，骶骨翼骨髓水腫區(qū)與對側(cè)正常區(qū)的VNCa CT值比較采用配對樣本t檢驗(yàn)。采用ROC曲線分析VNCa CT值對骶骨翼骨髓水腫的診斷效能。以約登指數(shù)為參考，記錄區(qū)分骨髓水腫與無水腫的最佳臨界值、AUC及相應(yīng)的敏感度和特異度。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 35例（70個(gè)骶骨翼）患者均完成了DECT和MRI檢查。70個(gè)骶骨翼共分為210個(gè)區(qū)域。MRI顯示89個(gè)區(qū)域出現(xiàn)骨髓水腫，其中右側(cè)骶骨翼53個(gè)，左側(cè)骶骨翼36個(gè)，表現(xiàn)為骨髓內(nèi)T1WI低信號，脂肪抑制序列T2WI高信號。

2.2 獲取最優(yōu)RCMR值 不同RCMR值的VNCa圖與MRI圖像顯示210個(gè)區(qū)域骶骨翼骨髓損傷的對照結(jié)果見表1。RCMR值為1.79的VNCa圖顯示骨髓水腫的效果最佳（見圖1）。RCMR值為1.59、1.79、1.89的VNCa圖診斷骶骨翼隱匿性骨折的約登指數(shù)分別為0.40、0.81、0.71，RCMR=1.79的VNCa圖診斷的準(zhǔn)確性最高（見表2）。

表1 不同RCMR值VNCa圖與MRI圖像顯示骶骨翼骨髓損傷區(qū)域的結(jié)果對照（n=210，個(gè)）

圖1 60歲女性患者摔倒后腰痛及右下肢麻木疼痛6 d影像學(xué)檢查圖像

2.3 差異分析及ROC曲線分析 在最優(yōu)RCMR參數(shù)（1.79）的VNCa圖上（見圖2-3），骨髓水腫區(qū)域CT值為（-20.21±18.81）Hu，對側(cè)正常骨髓區(qū)CT值為（-74.19±27.94）Hu，隱匿性骨折區(qū)域CT值明顯高于對側(cè)正常區(qū)域CT值，差值為（53.98±17.41）Hu，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=18.075，P＜0.001）。ROC曲線分析結(jié)果顯示，約登指數(shù)0.8時(shí)，CT值診斷骶骨翼骨髓水腫的臨界值為-43.45 Hu，AUC為0.947 （P ＜0.001），95%CI 為0.898～0.996，敏感度為94.3%，特異度為85.7%（見圖4）。

3 討論

圖4 VNCa CT值診斷骶骨翼骨髓水腫的ROC曲線

骶骨翼隱匿性骨折無骨折端分離、錯(cuò)位，有時(shí)甚至不能看見明顯的骨折線，故X線及常規(guī)CT掃描容易漏診。DECT可分離骨組織中的骨礦質(zhì)、紅骨髓及黃骨髓3種物質(zhì)，可以通過VNCa技術(shù)將松質(zhì)骨中鈣質(zhì)部分去除，提供更好的骨髓評估圖像[8]。成年人的骨髓以黃骨髓居多，骨髓水腫是由于脂肪（一種相對較低的衰減物質(zhì)）被液體（相對較高的衰減）所取代，導(dǎo)致CT值增高，在VNCa圖上得到灰度及彩色編碼圖像，表現(xiàn)為骨髓損傷區(qū)域灰度衰減增加及色階增高[9-10]。DECT已經(jīng)在身體不同部位的許多肌肉骨骼應(yīng)用中得到支持[11]。然而，據(jù)我們所知，目前還沒有研究DECT輔助評估骶骨翼隱匿性骨折的能力。本研究采用西門子第三代Force DE-VNCa圖評價(jià)骶骨翼隱匿性骨折，與既往報(bào)道的二代雙源（100 kV/Sn 140 kV）相比，F(xiàn)orce DE CT采用的是80 kV/Sn 150 kV，高低千伏分得更開，能譜純化更好，提高了組織對比度，輻射劑量明顯減少，圖像質(zhì)量更高，結(jié)果更可靠。

RCMR值是DECT VNCa成像中的一個(gè)重要參數(shù)，表示同一種物質(zhì)在不同能譜下CT值的比值[12]。目前對于骶骨DE-VNCa成像中的最佳RCMR值尚無統(tǒng)一認(rèn)識。本研究采用3個(gè)RCMR值，分別為1.59、1.79和1.89。結(jié)果表明，RCMR值為1.79時(shí)，DE-VNCa圖對骶骨翼隱匿性骨折的診斷效能最高，約登指數(shù)為0.81，獲得較高的診斷敏感度及特異度。在最優(yōu)RCMR（1.79）的VNCa圖上，骨挫傷和隱匿性骨折區(qū)域的CT值明顯高于正常骨髓區(qū)域，ROC曲線顯示，約登指數(shù)0.8時(shí)，CT值診斷骶骨翼骨髓水腫的臨界值為-43.45 Hu，提示DECT VNCa圖對骶骨翼骨髓水腫的定量診斷有價(jià)值。

DECT也有其局限性：①參數(shù)不夠優(yōu)化，或廣泛退行性改變會影響骨髓水腫的檢測[13]。②年輕患者中，正常的紅骨髓或紅、黃骨髓的混合物可導(dǎo)致VNCa圖像的CT衰減增高，出現(xiàn)類似骨髓水腫的改 變[14]。③由于骨皮質(zhì)的遮蔽和容積效應(yīng)，DE-VNCa成像不能檢測直接相鄰骨皮質(zhì)的骨髓病變，VNCa算法會無意中減去高衰減像素下方的皮質(zhì)作為閾值部分[15]。④當(dāng)僅僅使用灰度圖像時(shí)，靈敏度較低，需灰度與彩色圖像結(jié)合使用才助于增強(qiáng)和描繪骨髓內(nèi)的微小衰減變化，從而增加其可見度和檢測率[16]。盡管如此，DECT VNCa技術(shù)用于檢測骨髓水腫，仍具有較高的敏感性與特異性。本研究使用西門子第三代Force雙源CT技術(shù)及后處理軟件，檢測骨髓水腫的準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步提升，有望在骨髓的其他病變?nèi)绻撬枇?、轉(zhuǎn)移瘤的檢測方面能顯示出很好的效能，有待于進(jìn)一步研究。

綜上所述，DECT-VNCa技術(shù)是診斷骶骨翼隱匿性骨折的有用工具，1.79是一個(gè)最優(yōu)的RCMR參數(shù)，并且-43.45 Hu的臨界值可高度預(yù)測DECT上是否存在骨髓水腫。盡管MRI仍然是參考標(biāo)準(zhǔn)，但DECTVNCa代表了在檢測骨髓水腫方面有希望的新領(lǐng)域，有望成為骨挫傷和隱匿性骨折骨髓水腫檢測的常規(guī)手段之一。