基于鼻骨患者CT 檢查的過(guò)屈過(guò)伸位模具設(shè)計(jì)

楊 磊，楊 存，宗會(huì)遷，董金輝，齊 倩，韓學(xué)芳，申俊偉

隨著醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)的臨床發(fā)展，檢查方法和檢查手段在逐漸更新。尤其是在做頭部或鼻骨位檢查時(shí)，需保持完全靜止?fàn)顟B(tài)，在要求患者檢查時(shí)保持頸椎過(guò)屈、過(guò)伸位時(shí)，檢查姿勢(shì)對(duì)一些患者而言難度極大，且保持時(shí)間不能長(zhǎng)久，易造成患者頸部不自覺(jué)抖動(dòng)，從而形成圖像上的運(yùn)動(dòng)偽影，影響檢查效果[1~9]。因此在提高檢查效率的基礎(chǔ)上，能夠正確地保持體位顯得尤為重要[10~17]。 為更好保持特定檢查體位的患者，筆者設(shè)計(jì)了一種過(guò)屈過(guò)伸位模具，以解決上述影像檢查中存在的難題。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

內(nèi)部支撐材料采用3E（energy，efficient，engine）椰棕進(jìn)行填充，材質(zhì)偏硬，外部包裹采用羊絨/竹炭面料、高彈中空棉及環(huán)保乳膠材料。

1.1.2 主要儀器

GE 公司OptimaCT660 功能型64 排128 層螺旋CT 機(jī)。 ADW4.6 工作站進(jìn)行圖像后處理。

1.1.3 臨床材料

選擇40 例鼻骨掃描患者，其中20 例為使用模具患者，20 例為未使用模具患者。 病例中男性18 例，女性22 例；男性平均年齡48.89 歲（標(biāo)準(zhǔn)差51.35 歲），女性平均年齡53.36 歲（標(biāo)準(zhǔn)差11.95 歲）。

1.2 方法

1.2.1 正常人頸椎生理彎曲測(cè)算方法

頸段脊柱生理曲度采用Borden 氏測(cè)量法。 對(duì)正常頸椎彎曲弧度建立平面模型，而頸椎生理曲線(xiàn)的深度是筆者研究中模具尺寸大小的關(guān)鍵依據(jù)。

在Borden 氏測(cè)量法中提到正常人頸椎生理曲度值受種族、年齡、性別、身高、體質(zhì)量及弧頂點(diǎn)分布不同等因素的影響，測(cè)量值有所不同。 一般認(rèn)為頸椎曲度弧頂點(diǎn)的位置應(yīng)該在C4（圖1）。應(yīng)用CAXA2011 繪圖軟件， 以O(shè) 點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)， 確定A、B、C3 點(diǎn)坐標(biāo)（Xn，Yn）（n ≤3） 繪制整圓， 自樞椎齒突后上緣到C7椎體后下緣畫(huà)一條直線(xiàn)，為AB 線(xiàn)，沿頸椎各椎體后緣畫(huà)一條連線(xiàn)，為AB 弧，在AB 線(xiàn)、AB 弧間最寬處的垂直橫交線(xiàn)為C 線(xiàn)，此即為頸椎生理曲線(xiàn)的深度，∠AOB 為頸椎生理彎曲弧度[18]。 根據(jù)3 個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)計(jì)算一個(gè)圓模型， 設(shè)任一個(gè)圓的圓心坐標(biāo)為（x0，y0），半徑為r。 那么圓的公式為：

1.2.2 模型設(shè)計(jì)

1.2.2.1 設(shè)計(jì)思路 目前醫(yī)學(xué)影像CT 檢查過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)特殊體位的掃描，部分患者在檢查過(guò)程中需要最大限度地低頭和仰頭，從而形成醫(yī)學(xué)上的頸椎的過(guò)屈過(guò)伸，但此種體位對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間保持的情況下困難較大，而且極易產(chǎn)生不適感。 如在檢查過(guò)程中沒(méi)有一個(gè)舒適的模具支撐，患者往往難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)屈位或過(guò)伸位，從而影響檢查結(jié)果。 因此設(shè)計(jì)一款過(guò)屈過(guò)伸位模具來(lái)解決檢查中面臨的問(wèn)題。

1.2.2.2 材料 內(nèi)部支撐材質(zhì)采用棕櫚材料，外層軟墊布藝包裹，增加使用的舒適度。

1.2.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該過(guò)屈過(guò)伸位模具由支座、支撐結(jié)構(gòu)和底部緊固粘貼設(shè)計(jì)。 下側(cè)半圓弧度與CT 檢查床完整貼合且加固定黏貼裝置，使得模具在安裝過(guò)程中可以與床體固定連接。包括支座、支撐結(jié)構(gòu)，模具上方設(shè)計(jì)了頸椎固定槽，模具下方與檢查床固定。 過(guò)屈位模具上部有頭部擋板，起到固定頭部的作用。 由于模具的支撐結(jié)構(gòu)使得患者在檢查過(guò)程中頸部保持固定姿勢(shì)，提高了患者的舒適程度，不會(huì)產(chǎn)生酸困感，更利于患者配合醫(yī)生檢查。

1.2.3 應(yīng)用試驗(yàn)

1.2.3.1 方法 對(duì)鼻骨患者進(jìn)行多層螺旋CT（multislice CT，MSCT）掃描。 掃描參數(shù)：管電流180 mA，掃描層厚0.625 mm，層間距0.312 mm，螺距0.516 ∶1，機(jī)架轉(zhuǎn)速1 s，掃描野12 cm，重建間隔0.625 mm。 采用橫斷位掃描加冠狀位掃描，橫斷位掃描，患者取仰臥位，聽(tīng)眥線(xiàn)垂直掃描床面，掃描范圍：眼眶上緣至硬腭水平（包全上頜骨）。冠狀位掃描，患者取仰臥位，頭后仰，使用模具于頸下，使聽(tīng)眥線(xiàn)平行掃描床面。掃描范圍：鼻根部至上頜骨額突。

1.2.3.2 滿(mǎn)意度評(píng)分與圖像清晰度評(píng)分 掃描后對(duì)患者使用模具舒適程度的滿(mǎn)意度調(diào)查；請(qǐng)2 名醫(yī)學(xué)影像科診斷醫(yī)生對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為是否能夠清晰顯示鼻骨間縫隙、鼻頜縫、骨折線(xiàn)、骨折情況等，滿(mǎn)分5 分。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。 對(duì)病例進(jìn)行均值和標(biāo)準(zhǔn)差的分析及獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 模具設(shè)計(jì)結(jié)果

在過(guò)屈過(guò)伸位模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，搜集正常人的頸椎CT 數(shù)據(jù)30 例， 測(cè)算矢狀面C4位置到床板的深度，C 線(xiàn)平均值為（60±5）mm。過(guò)伸位模具（凹型）頸椎處高度設(shè)計(jì)為10 cm、寬31 cm、厚度5 cm，滿(mǎn)足不同患者的頸椎深度。 過(guò)屈位模具（凸型）頂部高度25 cm、寬度31 cm、厚度5 cm。 見(jiàn)圖2。

圖2 過(guò)伸位、過(guò)屈位模具平面圖Fig.2 Diagrams of hyper-extension mold and hyper-flexion mold

2.2 采用模具前后影像對(duì)比

圖3 中A、B 所示為未使用模具的定位圖像，頭部懸空下垂；C、D 為使用模具的定位圖像， 對(duì)比可見(jiàn)為使用模具的患者頭部懸空下垂嚴(yán)重，且需保持姿勢(shì)至檢查結(jié)束，極易出現(xiàn)抖動(dòng)和不適。 使用模具后患者躺勢(shì)平穩(wěn)，定位快捷準(zhǔn)確。 E、F 為使用模具患者的鼻骨圖像，可清晰顯示雙側(cè)鼻骨遠(yuǎn)端塌陷，可見(jiàn)數(shù)條骨折線(xiàn)，斷端輕度錯(cuò)位，且左側(cè)可見(jiàn)小骨碎片；鼻中隔前部骨質(zhì)連續(xù)性中斷，未見(jiàn)明顯錯(cuò)位及成角，周?chē)浗M織腫脹并散在積氣；雙側(cè)鼻背部及鼻前庭軟組織明顯腫脹增厚。

圖3 使用和未使用模具的CT 鼻骨平掃及三維重建圖Fig.3 CT nasal bone scan and three-dimensional reconstruction images with and without mold

2.3 滿(mǎn)意度調(diào)查

在對(duì)使用過(guò)屈過(guò)伸位模具掃描的患者滿(mǎn)意度調(diào)查顯示，20 例患者對(duì)模具的舒適程度均表示滿(mǎn)意，滿(mǎn)意度達(dá)到100%。

2.4 兩名影像醫(yī)生對(duì)影像質(zhì)量評(píng)分比較

2 名醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生分別對(duì)使用過(guò)屈過(guò)伸位模具的20 例圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分， 醫(yī)生1 評(píng)分 （4.85±0.37）分（均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.081），醫(yī)生2 評(píng)分（4.80±0.41）分（均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.091）。 兩者比較，兩名專(zhuān)家對(duì)使用過(guò)屈過(guò)伸位模具患者的圖像質(zhì)量評(píng)分顯示意見(jiàn)一致。選取20 組未使用過(guò)屈過(guò)伸位模具的20 例圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，醫(yī)生1 評(píng)分（4.15 ± 0.87）分（均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.196）， 醫(yī)生2 評(píng)分 （4.15±0.74）分（均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.167）。 使用過(guò)屈過(guò)伸位模具的圖像質(zhì)量評(píng)分高于未使用過(guò)屈過(guò)伸位模具的圖像質(zhì)量評(píng)分。

3 討論

筆者設(shè)計(jì)的過(guò)屈過(guò)伸位模具根據(jù)人體的生理構(gòu)造進(jìn)行的設(shè)計(jì)與成型，極大地貼合人體，符合人體形態(tài)學(xué)特點(diǎn)，采用的乳膠材料也可保護(hù)患者的頸部免受二次傷害。 患者在行CT 檢查過(guò)程中，舒適程度也得到極大改善，滿(mǎn)意度達(dá)到100%。在成像質(zhì)量上，過(guò)屈過(guò)伸位模具的使用也減少了患者由于姿勢(shì)擺位不達(dá)標(biāo)而造成的圖像偽影等問(wèn)題， 減少了誤診的可能性，影像醫(yī)生對(duì)使用模具的圖像評(píng)分均高于未使用模具的圖像評(píng)分?；颊咴谶M(jìn)行過(guò)伸、過(guò)屈位檢查時(shí)，可高質(zhì)量地完成整個(gè)檢查流程，上機(jī)時(shí)間得到較大改善。 筆者試驗(yàn)的不足之處在于數(shù)據(jù)量較少，在后續(xù)研究過(guò)程中可增加標(biāo)本數(shù)據(jù)量，完善數(shù)據(jù)體系。

綜上所述，筆者設(shè)計(jì)的過(guò)屈過(guò)伸位模具的使用在冠狀位聯(lián)合橫斷位掃描中，能充分顯示不同方向骨折線(xiàn)，二者起到互補(bǔ)的作用，且使鼻部解剖結(jié)構(gòu)充分顯示，對(duì)患處觀(guān)察全面，提高了診斷正確率，對(duì)司法鑒定也有較大幫助。

過(guò)屈過(guò)伸位模具的設(shè)計(jì)和臨床試用，使得患者能夠完成較長(zhǎng)時(shí)間的特殊體位的檢查，極大地降低了患者在檢查過(guò)程中的不適程度，更加有利于患者對(duì)醫(yī)生的配合，縮短檢查時(shí)間也能夠獲取更加清晰、準(zhǔn)確的臨床圖像，提升檢查結(jié)果的準(zhǔn)確度[18~21]。

4 結(jié)論

筆者研發(fā)了一種醫(yī)學(xué)影像檢查時(shí)過(guò)屈過(guò)伸位模具。目前現(xiàn)存的檢查手段中患者檢查時(shí)需自身過(guò)度低頭和仰頭而造成困難， 難以形成頸椎部位的過(guò)屈過(guò)伸；筆者研究解決了這一技術(shù)難題。 過(guò)屈過(guò)伸位模具的設(shè)計(jì)使得患者在CT 檢查過(guò)程中，避免了頭托使用中頭部過(guò)度后墜的不適， 提高了患者檢查的舒適度，也滿(mǎn)足了臨床的診斷要求， 對(duì)鼻骨患者的應(yīng)用及過(guò)屈位、過(guò)伸位檢查有重要意義。