多層螺旋CT三維重建在骨關節損傷診斷中的應用

蔣偉 龔海艇 唐震 陳克敏

多層螺旋CT三維重建成像在骨關節系統的應用價值已得到公認。其能直觀、全面、清楚地顯示骨折的立體形態和與各部位解剖結構的相互空間關系,為臨床處置提供全面而準確的信息,在骨關節損傷的診療過程中已得到廣泛應用[1]。本研究就于本院采用多層螺旋CT薄層掃描和三維重建技術的46例骨關節損傷患者的檢查資料進行回顧性分析,旨在評價多層螺旋CT 三維重建技術在骨關節損傷中的應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

本組46例,男性28例,女性18例,年齡15～63歲,平均39歲。均有外傷史,脛骨平臺骨折7例、脛骨下段骨折2例、股骨頭脫位伴髖臼骨折8例、胸椎5例、胸腰椎7例、腰椎11例、頸椎2例、肩關節2例、踝關節2例。46例患者在行多層螺旋CT和三維重建前,均作常規X線平片檢查,在損傷后2～10 d內行多層螺旋CT薄層掃描及三維重建。

1.2 儀器和方法

使用PHILIPS Brilliances 16 CT掃描機進行掃描并行三維重建及多平面重建（multi-planar reformation,MPR）。檢查方法包括:掃描時患者制動; 通過定位片確定掃描范圍; 螺旋掃描,電壓:120～140 kV,電流200～240 mA,掃描層厚3～5 mm,重建間隔1～1.5 mm; 利用機器上的三維重建軟件,將已采集的容積數據進行三維骨重建及冠狀位、矢狀位和任意平面的MPR。

2 結果

6例股骨頭脫位伴髖臼骨折患者中,4例通過三維重建發現骨塊移位,并選擇正確入路行手術內固定。5例胸椎骨折患者中,累及單個椎體者3例、累及2個或2個以上椎體2例。 7例胸腰椎壓縮性骨折和11例腰椎壓縮性骨折的患者中,顯示合并椎管狹窄9例、椎體脫位6例、2例同時合并肩胛骨骨折（圖1A）。2例頸椎骨折中,1例C1-2半脫位、1例寰椎前后弓骨折合并齒狀突移位骨折。2例肩關節骨折中,1例三維重建顯示上端骨折并嵌入肱骨頭內,臨床采用石膏外固定治療,另1例X線顯示左肱骨頭下骨折,伴完全性肱骨頭后脫位（圖1B、1C）。7例脛骨平臺骨折,發現平臺劈裂和塌陷能通過圖像的旋轉切割予以精確顯示（圖1D）。2例脛骨粉碎性骨折中1例為開放性粉碎性骨折,三維重建旋轉發現脛骨下段后內側骨缺如,經手術證實。2例肋骨骨折中,1例在X線和CT橫斷位上難以顯示,經MPR和三維重建得以顯示（圖1E）。2例踝關節骨折之一顯示右側內外踝粉碎性骨折及及小骨片（圖1F、1G、1H）。

3 討論

圖1 MRI診斷不同部位骨折情況A:腰1壓縮性骨折,MIP顯示部分骨片向椎管內移位; B:VR顯示左肱骨頭下骨折,伴完全性肱骨頭后脫位更加清楚; C:肱骨頭骨折伴完全性后脫位的MPR及三維重建表現; D:MIP圖象顯示左側脛骨平臺外后側骨折,可見骨折線走行; E:MIP可見橫斷位難以發現的肋骨骨折（右11后肋線形骨折）; F:利用VR并旋轉最佳角度顯示右側內、外踝粉碎性骨折,并見小碎片; G:與E為同一病例,VR側位觀察骨折線走形; H:與E為同一病例,MIP顯示骨折線走形方向

多層螺旋CT骨關節常用的重建方法有MPR、表面陰影顯示法（shaded surface display,SSD）及容積再現三維成像（volume rendering technique,VRT）,行螺旋CT掃描必須選擇合理的掃描參數,如螺距、層厚等,要獲得理想的3D圖像,檢查前應設定完善的掃描計劃,宜采用薄層和小的螺距,特別考慮在三維重建處理中尤其重要。

MPR是利用容積掃描所得的數據重建矢狀位、冠狀位、斜位甚至曲面圖像,圖像質量和橫斷面一致[2]。軸位掃描因體位不正影響觀察者,通過MPR的調整可使雙側結構對稱顯示。MPR對周圍軟組織、關節內積血、腔內游離骨片的顯示有獨到之處。

VRT重建則是將每個層面容積資料中的所有體積元加以利用,對容積內不同像素施加不同透明度,可透過透明部分觀察其后的結構實現三維立體顯示,是一種較高形式的重建方法,二者空間立體感強,解剖關系清晰[3]。

SSD是按表面數學模式進行計算機處理,將超過預設的CT值的相鄰像素連接而重組圖像。

多層螺旋CT能高速地完成大范圍的容積掃描,具有相似的X、Y及Z軸和強大的影像后處理功能[4],其三維重建及MPR圖像清晰,不僅能發現平片難以診斷的微細骨折,而且還可以從多角度觀察各骨骼之間的解剖關系,能較全面地了解骨折的程度、范圍以及三維重建對各類骨折的分型,為手術入路、骨折復位、內固定及植骨提供客觀依據。

多層螺旋CT軸位圖像顯示骨折有一定的限度。多平面重組矢狀位、冠狀位及斜位圖像可以顯示骨折線和骨碎片,尤其可以顯示骨折內部骨折線的走形。MPR提供關節面信息更全面,更好地顯示骨折的來源、旋轉情況[5]。

多層螺旋CT比單層螺旋CT具有更多優越性,一次掃描獲得多個層面的圖像,減少了獲得容積數據的掃描時間,并且提高了容積分辨率和時間分辨率[6-7]。多層螺旋CT骨關節三維重建技術是一種較新的影像學技術,它能立體、直觀、清晰、多角度地顯示關節解剖結構,其圖像清晰,彌補了X線片的不足。在不增加X線掃描劑量的前提下,可做多方位立體重建,既方便了患者,也為臨床診斷和治療提供了很大的幫助,具有較高的臨床應用價值。

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