MSCT三維重建在腰椎骨折中的診斷價值

2011-07-05 08:30:24劉品霓杜立新伍曉六姚微微

海南醫學 2011年15期

劉品霓，杜立新，伍曉六，陳靜，姚微微

（深圳大學第一附屬醫院深圳市第二人民醫院放射科，廣東深圳 518035）

腰椎骨折是臨床工作中較常見的一種外傷性病變，普通X線平片和常規CT掃描有時不能準確顯示腰椎復雜骨折，而造成漏診和誤診。目前多層螺旋CT(Multi-slice spiral CT，MSCT)掃描及重建技術能提供直觀、真實的三維立體圖像，是顯示腰椎骨折的最好方法。如何合理運用三維(Three dimensional，3D)重建技術，使之在臨床工作中發揮更大的作用是本文討論的重點。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2010年5～12月期間在我院診治并行MSCT掃描腰椎骨折患者40例，其中男33例，女17例，年齡10～57歲，平均30.6歲。均在外傷后拍攝腰椎正側位X線平片，經X線診斷提示有腰椎骨折者。

1.2 檢查方法采用德國西門子公司Siemens SOMATOM Sensation 4層螺旋CT機。患者仰臥位，掃描范圍包括病變椎體至少上下各一個椎體。掃描參數：管電壓120 kV，管電流300 mA，準直器寬度1 mm，螺距1～2，容積掃描。掃描完成后，對軸位圖像的原始數據分別以重組濾波函數H 10 s(極平滑)和H 70 s(極銳利)進行層厚1.25 mm、間隔1 mm的圖像重組，重組完成后，傳至Siemens后處理工作站進行圖像三維重建處理。重建方法包括：(1)多平面重建(Multi-planar reconstruction，MPR)/最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)；(2)表面遮蓋顯示法(Surface shaded display，SSD)；(3)容積再現法(Volume rendering，VR)。MPR/MIP圖像用H 70 s(骨算法)進行圖像重建，SSD和VR圖像均用H 10 s(軟組織算法)重建。

2 結果

40例腰椎骨折患者中壓縮性骨折19例；多椎體骨折11例；附件骨折10例，其中棘突骨折4例，橫突骨折3例，椎板骨折3例。

普通X線平片加上常規軸位CT圖像分析發現骨折63處；普通X線平片、常規軸位CT、多層螺旋CT三維重建(MPR/MIP、SSD、VR)三者的綜合圖像分析共發現骨折71處。MPR/MIP對于顯示骨折線及骨折碎片、椎體移位情況較好；SSD及VR則顯示空間立體結構較為直觀。

3 討論

普通X線平片是腰椎外傷首選的檢查方法，對于發現骨折椎體有明顯的作用，但限于X線片的密度分辨能力以及解剖結構的重疊的影響，難以準確、全面地反映骨折的細節，如椎弓骨折、骨碎片的移位及椎管受累情況。常規軸位CT圖像因為沒有解剖結構的重疊和良好的密度分辨力，能詳細顯示腰椎骨折的情況(圖1)。但是對于橫行骨折的顯示不滿意，且較難顯示出病變的空間變化。隨著多層螺旋CT三維重建技術的日臻完善，掃描層厚薄、速度快，為無間隔容積掃描，在短時間內完成檢查，采集大量橫斷面原始數據，經工作站后處理產生高質量的重建圖像，為直接觀察病變提供了方便，即能快速完成檢查，又能獲得較全面的診斷信息[1]。

多平面重建(MPR)是從不同角度或沿某一平面將容積資料中選取的三維層塊，采用平均、最大或最小密度投影法進行運算而得到的圖像。MPR是最常用的重建方式，重建時可隨時矯正因體位不正帶來的問題[2]，能夠以冠狀面、矢狀面和任意斜面重建，充分顯示骨折線的走向和骨折片的移位方向(圖2)。通過調整合適的角度和平面成像能清晰顯示，并能初步評估椎管內及周圍軟組織損傷情況。由于MPR成像中包含了軸位圖像的重建，因此普通CT軸位所包含的信息均可在MPR圖像中顯示，本組資料得以證實。MPR在顯示與橫斷面呈水平走行的線形骨折、深部結構骨折方面有明顯優勢，大大降低了誤診和漏診的可能性。但它仍是斷層圖像，對骨折的顯示不連續、不完整和不全面[3]，對骨折的空間結構顯示方面也遜于SSD和VR。MIP對椎板骨折的顯示有獨特的優越性(圖3)，可旋轉角度觀察椎板的立體形態，還可顯示椎體橫向斷裂移位分離、上下關節突骨折、骨折段的滑脫、成角畸形等。

表面遮蓋法(SSD)是按表面數學模式進行計算處理，將超過預設的CT閾值的相鄰像素連接而重組的圖像，圖像表面有明暗區別。但容積資料丟失較多，細節不夠，且受閾值選擇的影響較大，如閾值選擇過高可造成部分假陽性，閾值選擇過低造成假陰性，遮蓋骨折[4-5]。以我們的工作經驗，骨性結構閾值一般下限為150～200 HU，窗寬為2 000～3 000 HU，窗位1 000～1 200 HU為宜。對特殊部位，再做適當調整，以克服形成假孔、不規則裂隙及邊緣模糊等失真現象。腰椎解剖關系復雜，軸位掃描雖能清晰顯示細小及深部骨折，但缺乏整體感。SSD圖像能繞任意軸進行任意方向的旋轉，利用切割技術對三維圖像進行任一平面的切割，從最佳角度和方位顯示骨折椎體變扁、變形、碎裂的立體形態，以及與周圍結構的立體關系，從空間關系上顯示骨折線的位置、走行全程及骨塊的移位情況(圖4)，但不能顯示椎板骨折、小關節骨折及移位。

容積成像法(VR)可獲得真實的三維圖像，它將每個層面容積資料中所有體積元加以利用，而MIP僅將最大像素的體積元加以重建，SSD則將超過閾值的像素的體積元重建，因此，MIP和SSD僅能利用容積資料中的一小部分。VR是在有大容量計算機的工作站中處理所有的容積資料，通過功能轉換軟件可調整三維圖像中插入的體積元數量、明亮度和灰階度，根據要求可任意顯示高密度的碎骨片或低密度的骨折線(圖5)。可任意角度旋轉，任意切割感興趣區，從而能夠暴露骨折最佳視角及深部因結構相互重疊而不顯示的骨折，所得的重建圖像立體感強，解剖關節清晰[5]。在空間定位方面比MPR優越，但其分辨率不及MPR，對深部、細小、無明顯移位骨折顯示欠佳，不能單獨作為診斷手段。

由此可見，原始MSCT軸位圖像雖然是判斷腰椎骨折的可靠方式，但三維影像能提供非常有價值的空間關系信息，其重建圖像接近病理解剖表現，可彌補軸位影像的不足，已得到廣大臨床醫生的認可，成為診斷腰椎骨折的主要手段。因此，兩者結合應用為腰椎骨折的最佳影像學檢查方法，具有十分重要的臨床應用價值。