CT定量評價對骨折愈合的監控研究

袁登翔

(四川省彭山縣人民醫院，四川 彭山 620860)

骨折愈合是一個復雜而連續的過程，通常將其分為血腫炎癥機化期、原始骨痂形成期、骨板形成塑形期三個階段，骨折的愈合受到年齡、健康狀況等全身因素和創傷程度、類型、感染、治療方法等局部因素的影響，其愈合的進程也會長短不一，尋求一種能準確而安全地評價骨折愈合進程的方法一直是臨床骨科醫師探究的重要課題之一，同時也是骨折患者和家屬的殷切需求［1，2］。定量計算機體層掃描(quantitative computerized tomography，QCT)臨床上常用于骨質疏松患者骨密度(bone mineral density，BMD)的檢測，以此來評估總體骨折發生的危險度［3，4］。骨折愈合過程中一系列骨組織的修復變化必然會導致局部骨形態、骨量和骨密度等參數的變化，因此本研究使用QCT測量骨折局部形態學參數和骨量參數，以評價骨折愈合進程，旨在建立一種無創、可量化的評估骨折愈合的方法，為臨床上近早發現骨折不愈合病例提供客觀的理論依據。

1 資料與方法

1.1 病例資料:收集2010年4月至2012年4月我院骨科住院四肢骨折患者53例，年齡41－63歲，平均年齡50.4±5.6歲，所有患者在治療期間未服用促進骨折愈合藥物并簽署知情同意書，臨床操作符合我院的倫理委員會規定。排除標準:開放性骨折，合并顱腦損傷或嚴重全身并發癥，病理性或陳舊性骨折。所有患者按照骨折正常愈合、延遲愈合分為兩組比較相應的測量參數。

1.2 影像學檢查

1.2.1 X －ray攝片:骨折處于入院后 2、6、12周，排 X 線片(Kodak CR－5800):48 KV電壓，80電流，75 cm球管距，曝光0.08 s。觀察骨折線、骨痂形態學等變化評估骨折愈合情況。

1.2.2 定量CT檢測:體模的制作:根據文獻報道［5］制作磷酸鈣含量為0、50、100、150、200mg/cm3的的膠原、脂肪及水的人體松質骨目標模體，體模設計總體積為200cm3。

1.2.3 QCT掃描:使用 GE公司的 BRIGHT SPEED 8排，120KV，120mAs，準直器寬度為 1.2mm，重建層厚為 5mm，0.5S。掃描骨折患處時同時掃描標準骨模。

1.2.4 計算方法:掃描五個模體后所得CT值與磷酸鈣含量建立線性回歸方程，將掃描骨骼的CT值和標準骨模的CT值比較和換算出相應的磷酸鈣含量，以骨折端為中心遠近1cm、計算5個層面總的骨密度(BMD)值。QCT掃描數據計算出骨折端為中心遠近1cm測量區域(regions of interest，ROI)的橫截面積(CSA)及截面慣性矩(CSMI)，CSMI=(π/64)×(骨外徑平均值4－骨髓腔直徑平均值4)，根據CSA和CSMI計算相應的橫截面積力學強度指數(BSICSA)和截面慣性矩力學強度指數(BSICSMI)，BSICSA=CSA ×BMD，BSICSMI=CSMI×BMD。

1.3 愈合標準［6］:癥狀、體征消失，X線片呈現骨折線消失、皮質連續、損壞處僅殘留少量不規則骨痂為骨折愈合。骨折線清晰或骨折線擴大為骨折不愈合。

2 結果

2.1 骨折處X射線片結果:愈合組與不愈合組在第2周未均發現骨折端變化。第6周愈合組骨折端骨痂較多骨折線清晰，不愈合組折端僅有少量不規則骨痂，骨折線與愈合組區別不明顯。第12周愈合組骨痂明顯減少，骨折線模糊或消失，不愈合組骨折端萎縮、原有骨痂消失、骨折線擴大或進一步明顯。

2.2 定量CT檢測參數在骨折愈合組與不愈合組中的變化:我們的結果顯示骨密度(BMD)值、橫截面積力學強度指數(BSICSA)和截面慣性矩力學強度指數(BSICSMI)是評價骨折愈合的有效指標，上述三個指標在骨折愈合組和不愈合組之間存在顯著性差異(P＜0.01)，愈合組隨著時間的進展其評分在第6周達到高峰，第12周時出現減低但仍然高于不愈合組(P＜0.05)，不愈合組其評分在第6周也會相應地升高，但第12周與第6周無顯著性差異(P＞0.05)。具體數值見下表1、2、3。

表1 骨折愈合組與不愈合組中骨密度(BMD)值的比較

表2 骨折愈合組與不愈合組中橫截面積力學強度指數(BSICSA)的比較

表3 骨折愈合組與不愈合組中截面慣性矩力學強度指數(BSICSMI)的比較

3 討論

骨折愈合是外傷后骨組織、結構、功能的恢復過程，其間伴隨著復雜而精細的生物學調節，骨折不愈合或愈合延遲一直是困擾醫學界的難題，對骨折愈合的精確評估，盡可能的避免影響骨折愈合的因素，將具有廣闊的臨床應用前景［7］。臨床上骨折愈合的評估主要從癥狀、體征和X線平片幾方面考慮，上述因素容易受到患者和醫生主觀因素的影響，缺乏客觀性，具有不確定性，而且還會受到自身靈敏度的限制，例如X線只有在骨鹽含量達到25%時才能目測分辨骨癡的增殖情況，并且其對皮髓質的分界也不是太明顯［8］，我們的研究也顯示愈合組與不愈合組在第2周是X線片均未發現骨折端變化，但是QCT的檢測卻顯示了兩組之間的差異，說明了QCT比X線片可以更敏感的反應骨折的愈合狀況。

骨折愈合過程中機體的修復會導致骨量和骨密度的變化，所以骨密度(BMD)的動態變化可以作為判斷骨折愈合的參數。BMD測定常用的方法有定量CT(QCT)、單光子吸收測量(SPA)、雙能X線骨密度儀(DEXA)等，SPA以能量低的碘作為射線源適用測量一些周圍組織結構單一的小骨骼，DEXA測量的不是傳統物理學的體積密度，而是皮質骨和松質骨的總和，QCT測量可以避免上述的缺點的反映是體積BMD，能夠早期的監測出骨量的變化［9］，此點我們的結果中已經證實。骨折的愈合不僅是原有組織結構的恢復，還包括生物力學功能的恢復，骨力學強度特性的重構與骨骼在生長發育過程中生物力學強度持續上升的過程相一致，例如骨皮質厚度和面積不斷增加會導致骨截面幾何結構的增大，研究中發現通過QCT測量的BMD所衍生出來的橫截面積力學強度指數(BSICSA)和截面慣性矩力學強度指數(BSICSMI)可以更準確地反應出骨骼生物力學強度的變化［10］，我們的結果也顯示BSICSA和BSICSMI在第2周時愈合組與不愈合組之間已存在統計學差異，到第6周時與BMD比較這種差異變得更加明顯，說明BSICSA和BSICSMI具有比BMD更好的靈敏性。

綜上所述，我們的研究顯示定量CT測量的BMD、BSICSA和BSICSMI參數在骨折愈合評價中具有較高的靈敏性和準確性。此外，CT為主要影像設備在我國眾多醫院中已基本普及，QCT測量的放射劑量為80μSv，遠低于體X線檢查的放射劑量(700μSv)，僅約相當于乘坐10 h飛機所接受的放射劑量，為這一技術在臨床上的推廣應用提供了一定的保障。

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