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螺旋CT三维及多平面重建技术诊断骨关节创伤性病变

时间:2007-10-19 22:05:26  来源:  作者:

骨关节担负人体重要的运动及持重功能,骨关节创伤常导致严重的骨折或关节脱位。由于损伤部位、类型不同,过去主要靠X线平片的诊断,常导致漏诊或低估,骨关节周围合并软组织或脏器的损伤亦难以评价,应用螺旋CT三维表面遮盖法重建(sunface shaded display,SSD)及多平面重建(multiplanar reconstruction,MPR)技术可为骨关节创伤提供新的诊断方法。本文应用螺旋CT对120例骨创伤病人进行扫描并作SSD、 MPR成像,以探讨该技术在骨关节外伤诊断中的价值。

  资料和方法

  一、 临床资料

  搜集我院2003年5月-2006年5月经螺旋CT确诊的骨关节外伤患者120例,其中男性85例,女性35例,年龄12~80岁。受伤原因主要是车祸、坠落或摔伤。螺旋CT共发现123处骨折及13处关节脱位:骨折部位分别为脊柱40处、骨盆35处、颌面骨15处、肩关节14处、踝关节9处、肘关节10处;关节脱位分别为骨盆(髋关节)5处、肘关节3处、肩关节2处、腕关节3处。临床上共72例采用手法复位或固定等保守治疗,48例进行手术处理,根据骨折部位不同选择不同的手术入路方式,手术方法采用清创,骨折复位,钢板或加压螺钉固定,骨碎片摘除,血肿清除等。

  二、 影像学检查

  本组患者创伤后大部分即行骨关节X线平片检查,伤后1~14天内行螺旋CT扫描。螺旋CT机采用GE Hispeed  ZX/I亚秒级螺旋CT机,根据患者受伤部位进行螺旋扫描,扫描方法根据定位图选定兴趣区先作轴位薄层软组织算法螺旋扫描,以观察软组织结构,然后再以重建骨算法进行重建,观察骨折情况,扫描条件:120kV,150mA,层厚3mm,1.5mm间隔重建,螺距1.5:1。然后将螺旋CT扫描后原始数据传至GE advantage workstation 4.0工作站进行MPR,SSD重建。MPR是在薄层重建图像的基础上生成,分别作跨越病变区的冠状、矢状及任意角度的平面显示病变区。SSD则先选定150-300HU阈值范围,通过一次或逐层切割法完成图象三维重建,观察前、后、上、下、左、右位置,并根据骨折及脱位情况将图像在X、Y、Z轴上旋转,取得病变最佳显示,并与常规平片作比较。

  结果

  1.平片、2DCT、MPR、SSD图像显示骨关节创伤情况如下(表1)

  表1 平片、2DCT、SSD、MPR显示136处骨折及关节脱位情况(略)

  2. 由上表可见,本组136处骨关节外伤显示情况:平片107处(占79%),2DCT 121处(占89%),SSD 125处(占92%),MPR 132处(占97%)。2DCT、SSD、MPR显示骨折或脱位数均大于平片,特别对脊柱、骨盆、颌面骨、肩关节等骨关节复杂重叠、或可能存在隐匿性骨折的部位,螺旋CT重建后处理技术对病变显示优于普通X线平片。

  讨论

  一、 螺旋CT重建技术对骨关节外伤的诊断评价

  人体骨关节结构复杂,外伤易引发骨折或脱位,传统简便的X线检查虽快捷、并有一定诊断价值。但由于骨关节结构复杂、有些部位会显示不清,特别对严重外伤的患者,生命体征不稳定,多角度、多体位平片摄影需反复搬动患者,不但操作不便,而且图像质量往往由于病变区结构相互重叠而影响观察,常导致漏诊或误诊,给临床外科医生确定治疗方案带来误导[1,2]。

  螺旋CT扫描取得的轴位2DCT图像对判定骨关节骨折或脱位起到重要的作用。2DCT对显示骨折病变,避免漏诊方面明显优于平片摄影。本组病例136处骨挫伤2DCT显示121处,显示率仅次于SSD、MPR成像。但2DCT显示的只是二维断层图像,缺乏病变立体观感及连续性,影像或临床医生难以明确骨折的全貌及骨折移位情况,从而难以确定全面的治疗方案及手术入路。另外,2DCT观察水平骨折亦有一定限度,本组被漏诊的病例多数由于骨折线近乎于水平造成。

  螺旋CT容积扫描采集的信息进行重建而取得的SSD、MPR图像,对骨关节创伤病变的诊断起到质的飞跃。SSD技术可获得具体,逼真的骨关节各组成骨结构的立体图像,并可任意进行编辑,分割解体、组合,并沿X、Y、Z轴进行多角度任意旋转,从而展现骨折或脱位的立体形态和位置。逼真的立体图象增加了医生们对解剖结构和病理改变的认识,尤其当骨科医生在进行治疗前必须全面了解骨折部位,移位方向,程度或关节脱位程度,选择最佳手术入路。SSD能为骨折、脱位的整复提供良好的帮助。但SSD成像亦有不足之处:①对移位小于2mm骨折,不能很好显示;②当CT阈值选择过高时,图像将会出现许多稀疏的小孔,有时会误为骨折块。③对于关节脱位,SSD敏感度低于MPR。

  MPR图像可从冠状,矢状和任意斜位逐层前后或左右观察骨折或脱位情况,诊断准确性较高。本组136处骨关节损伤MPR显示高达132处(占97%)。骨折或脱位常伴随局部软组织挫伤,如关节囊积血积液,嵌顿,关节周围肌群血肿,特别在骨关节周围有较多重要脏器,如骨盆内膀胱,尿道,前列腺,子宫附件,直肠,大血管等。MPR可显示骨折与这些脏器的关系,结合2DCT判定其损伤累及情况,从而制定更为周全的手术方案。避免只顾及骨折而忽略脏器损伤,这一点是平片诊断最大的局限性[3]。

  二、常见骨关节损伤部位的螺旋CT重建技术与诊断要点

  脊柱损伤患者一般病情较重或疼痛剧烈,当患者不适宜频繁搬动或变换体位,使得常规X线检查受到限制时,应马上进行螺旋CT检查。MPR重建应重点明确骨折处椎管压迫及脊髓损伤情况,尤其确定有否骨折碎片压迫或进入椎管(图1A,B)。结合SSD或2DCT图像可减少该部位病变的漏诊,并能准确测量椎管狭窄程度。MPR对椎板、椎弓根的细微骨折、椎体的滑脱程度以及平片上容易漏诊的细小骶骨骨折具有很好的诊断价值,而SSD重建则可准确观察脊柱的形态,了解钢钉或钢板的入路。另外,螺旋CT三维重建在颈椎,特别对环枢椎外伤的诊断和治疗方案的确定上有重要价值[4,5]。本组脊柱损伤病例较多,通过螺旋CT重建图像均得到满意的诊断与治疗。

  骨盆结构复杂,MPR及SSD技术对创伤的判断有独特的优势,尤其对于骶尾部的脱位或骨折,冠状及矢状位MPR、SSD常可清晰显示骨折及移位情况,明显优于普通X线摄影(图2A,C)。另外,MPR成像对髋臼周壁或后柱、股骨颈骨折等也有较好诊断作用。MPR结合SSD还可通过髋臼顶或负重区与股骨头关节面对合关系表述髋关节持重的情况而评价髋关节稳定性,对指导临床治疗方案及评估预后有重要价值[6]。此外,骨盆内包含许多重要的脏器,MPR图像可以清楚了解其损伤情况,使患者得到及时的手术治疗。

  结构复杂的颌面部骨折,一直是普通X线平片诊断难点,本组15处骨折,X线平片仅发现9处(占60%),应用SSD、MPR明显提高其诊断率。SSD、MPR可清晰地显示骨折线的走行、骨折片的大小、空间形态位置及移位情况(图3A,B)。同时能够显示颌面部骨折的解剖关系,通过多角度观察,提高骨折的检出率和准确性,为临床进行骨折的复位或修复美容提供了更为可靠的依据[7]。颌面部眼眶或鼻窦骨折应注意它们之间的毗邻结构关系的完整性及内容物位置变化,特别在筛窦的骨折应注意是否累及眼眶内容软组织。鼻骨骨折依据MPR图像一般不会漏诊,下颌骨骨折SSD图像必不可少。

  肩关节创伤病变一般先行普通X线检查,但其结构前后重叠常影响肩胛骨病变的显示,本组X线漏诊肩胛骨骨折4处,主要是肩胛骨骨折后移位不明显,前后位平片未能发现。因此,如外伤部位明确,患者肩关节活动障碍明显应考虑行螺旋CT三维重建检查。在最易发生隐匿性骨折的肱骨小结节和喙突处应行多角度的MPR观察,从而减少漏诊[8]。

  三、小结

  综上所述,螺旋CT扫描后三维或多平面重建技术在骨关节创伤检查中显示出重要的价值。其一次成像不需增加放射剂量,不增加搬动患者的次数便可获取2DCT,MPR,SSD三种清晰的CT图像。MPR,SSD图像不但提高骨折或脱位部位的检出,而且可根据受创的部位进行多角度,多方位的显示。其骨折情况与邻近器官组织关系表现接近病理解剖,因而对指导临床医生进行手术计划制定评估预后或术后随访,教学均具较大的应用价值。

【参考文献】
 
  1. 王劲,张雪林,李树祥,等. 螺旋CT多平面重建、三维表面遮盖法重建及容积重建技术在骨盆骨折中的临床应用. 临床放射学杂志,2001,20(4):302-304

  2. Pretorius ES, Fishman EK. Helical(spiral)CT of the musculoskeletal system. Radiol Clin North Am,1995,33(5):949-979

  3. 曾旭文,叶更新,钟敏芝,等.螺旋CT多平面,三维重建技术对骨盆创伤性病变的诊断价值. 现代临床医学生物工程学杂志.2003,12(6):476-478

  4. Blackmore CC, Mann FA,Wilson AJ,et al.Helical CT in the primary trauma evaluation of the cervical spine:an evidence based approach.Skeltal Radiol, 2000,29(11):632-639

  5. Obenauer S,Alamo L,Herold T,et al. Imaging skeletal anatomy of injued cervical spine specimens:comparison of single slice vs multi slice helical CT. Eur Radiol,2002,12(8):2107-2111

  6. 胡小新,陈时洪.螺旋CT三维重建成像在骨关节外伤中的临床应用价值探讨.中华放射学杂志,2002,36(8):758-760

  7. 夏良,王文献,程相晨,等. 螺旋CT 3D重建在颌面部骨折中的应用价值,2003,18(8):556-558

  8. 崔谊,杨玉梅.螺旋CT三维重建在骨关节创伤中的临床应用.医学影像学杂志,2003,13(10):782-785

 

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