數字斷層融合技術在骨骼影像診斷中的臨床應用價值

徐晶，夏秀杰，田寶方，鄧大平

1.山東省醫學科學院放射醫學研究所，山東 濟南 250062；2.濟南大學山東省醫學科學院 醫學與生命科學學院，山東 濟南 250022；3.濟寧市第一人民醫院 a.放射科；b.急診外科， 山東 濟寧 272003

數字斷層融合技術在骨骼影像診斷中的臨床應用價值

徐晶1,2,3，夏秀杰3a，田寶方3b，鄧大平1

1.山東省醫學科學院放射醫學研究所，山東 濟南 250062；2.濟南大學山東省醫學科學院 醫學與生命科學學院，山東 濟南 250022；3.濟寧市第一人民醫院 a.放射科；b.急診外科， 山東 濟寧 272003

目的探討X線數字斷層融合技術在骨骼影像診斷中的應用價值。方法選取我院骨傷科2011年8月～2013年2月收治的經X線普通攝片檢查未能確定為骨折的68例患者，對其行數字斷層融合技術與CT檢查。結果數字斷層融合技術檢查出隱匿性骨折患者66例（97.05%），而CT檢查出隱匿性骨折患者56例（82.35%），兩種診斷方法的隱匿性骨折檢出率比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。數字斷層融合技術檢查的圖像優秀率為94.11%，CT檢查的圖像優秀率為85.29%，兩組優秀率比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。結論數字斷層融合技術診斷準確率高、圖像清晰、輻射劑量低，值得推廣。

數字斷層融合技術；隱匿性骨折；CT機；輻射劑量

醫學科技的進步使醫學影像技術取得了巨大的進展。在臨床治療中，骨折的拍片成像質量有了較大提高，但是在臨床特殊需要和司法鑒定工作中，仍然無法達到理想的診斷要求。以往的骨骼臨床診斷，一般都使用CT掃描和CT三維重建技術，但是這類方法存在輻射量較大的缺點，費用也較高，所以無法被廣泛應用[1]。數字斷層融合技術( Digital Tomosynthesis，DTS)是新問世的檢查技術，可以在一次低劑量曝光后獲取所掃描物體多個角度的投影數據，利用計算機重建技術獲得任意層面、數目的圖像，并可以清楚顯示被檢部位內部結構和周圍組織結構的關系，使每一層面都能清晰顯示，不受周圍重疊組織影響，對于骨骼、胸部等對比明顯的組織器官觀察或造影檢查有獨特優勢。本文對DTS在骨骼影像檢查中的實際應用進行分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院骨傷科2011年8月～2013年2月收治的經X線普通攝片檢查未能確定為骨折的81例患者，經過后期檢查可以確診隱匿性骨折68例，其余13例無明顯骨折表現。68例患者中男40例，女28例，年齡19～68歲，平均年齡（46.22±4.19）歲，其中鼻骨骨折6例，尺骨骨折8例，足骨折9例，頸椎骨折15例，腰椎骨折7例，肩部骨折10例，胸部骨折13例。其中采用金屬內固定的患者有16例，采用夾板或者石膏外固定35例，聯合使用石膏外固定和金屬內固定8例其他為胸部骨折，患者未采用固定措施。

1.2 檢查儀器

（1）DTS采用日本島津電氣公司生產的Sonial SafireII大平板數字X線機。

（2）SOMATOM DefinitionAS 128層螺旋CT機。

（3）Kodak-DV6800型打印機以及配套的干式感綠膠片。

1.3 方法

本組患者均接受數字斷層融合技術與CT檢查。

1.3.1 數字斷層融合技術

檢查床平置，患者仰臥或俯臥，檢查部位置于檢查床中心，根據不同部位選用冠狀位或矢狀位，重建參數和攝影條件根據位置設定，曝光程序設定為TOMOS，設床面與球管距離為1100 mm，球管以40°的角度進行移動斷層攝影，機器自身工作站自動保存所掃描的原始圖像，根據檢查部位或興趣區不同，通過測量對重建層厚與層面進行設定，最小層厚為2.0 mm，重建間距一般：骶尾骨1.5 mm，鼻骨0.5 mm，寰樞椎2.0 mm，小關節1.0 mm，大關節2.0 mm。對機器篩選出容積內連續層面圖像中較為適合的圖像給予對比度等處理，并進行打印。

1.3.2 CT檢查

患者仰臥，檢查部位盡量置于檢查床中央，盡量使掃描層面與骨折線垂直，檢查參數設定為：一般選層間距2 mm、層厚2 mm連續掃描，胸腰椎患者采取屈膝30°體位，進行CT平掃或連續薄層螺旋CT掃描，并將所獲得的圖像進行3D重建，將多余結構去除。

1.3.3 圖像質量評估方法

由3名工作經驗豐富的放射科醫師以少數服從多數的原則，對所有的圖像質量進行分級評估，共分為3個質量等級：① 優秀：對比度良好，細小碎骨片與骨折線可以清晰顯示，可以確診；② 良好：對比度一般，骨折線模糊，不能確診；③ 差：對比度差，骨折線不清，無法診斷。

1.4 統計學分析

本次實驗所有數據輸入計算機，采用SPSS12.0軟件進行統計學分析，其中計量資料對比采用t檢驗，計數資料對比采用χ2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

（1）兩種診斷方法檢出率的比較，見表1。DTS檢查出隱匿性骨折患者66例（97.05%）（圖1b.2b），CT檢查出隱匿性骨折患者56例（82.35%）（圖1a.2a），兩種診斷方法的隱匿性骨折檢出率比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。

表1 兩種診斷方法的檢出率比較 （n）

（2）兩種診斷方法圖像質量的比較，見表2。數字斷層融合技術中獲得的圖像優秀率為94.11%，一般率為5.89%；而CT檢查獲得的圖像優秀率為85.29%，一般率為14.71%，兩組優秀率比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。

表2 2種診斷方法圖像質量的比較（n）

圖1 a CT骶尾骨橫斷面圖像骨折線不易觀察

圖1 b 骶尾骨矢狀位DTS示尾骨骨質斷裂移位

圖2 a 鼻骨CT示鼻骨斷裂，鼻中隔斷裂

圖2 b 鼻骨DTS像示鼻骨塌陷，骨質斷裂錯位

3 討論

DTS是以數字化重建為基礎的一種新型的X線斷層技術，可以在一次低劑量的曝光后得到所掃描物體的多個層面的攝影數值，使用計算機技術進行重建，可以獲得多數目的任意層面的影像，以連放的形式將被檢查的部位內部結構及周邊的組織情況清晰地顯示出來，對于肺部、骨骼等器官檢查有特殊的用途[2]。

對于骨折后出現的骨折線或者是骨折斷端的錯位現象，以及完全性骨折斷端沒有發生錯位的陳舊性骨折或者是不完全性的陳舊性骨折，DTS可以將骨折沒有完全愈合之前的斷端內骨痂影清晰地顯示出來，為臨床診斷和治療提供有利的條件[3]。另外，還可以在骨折外固定或陳舊性骨折骨不連愈合后觀察骨折斷端的生長恢復情況。

DTS與CT成像比較：

（1）掃描方式。CT球管與探測器的相對位置不變，采用窄束X線，圍繞掃描物體做360°旋轉掃描；DTS成像中球管與探測器的相對位置是變化的，使用錐形X線束，進行直線軌跡或近似直線掃描。

（2）圖像質量。DTS成像的空間分辨率高于CT，一般可達到16 LP/cm，CT能達到12 LP/cm。CT圖像具有很高的密度分辨率；DTS密度分辨率較低，對軟組織分辨力不高。常規CT無法克服金屬內植物的線束硬化偽影，會影響相鄰結構的顯示與觀察，而DTS恰能克服這一缺點，在含有金屬內植物如人工關節、內固定裝置、電子耳蝸等的檢查中，具有獨特的優勢[4]。

（3）輻射劑量。DTS輻射劑量明顯低于CT。以胸部成像為例，將DR、多層螺旋CT、DTS的劑量經專用軟件轉換為有效劑量后發現：胸部DTS成像的輻射劑量相當于胸部正側位DR劑量水平；約為常規CT掃描的1/60，約為低劑量CT掃描的1/10[5]。

因此，DTS具有成像時間短、空間分辨率高、操作較為簡單等特點，并且對操作人員和患者的輻射劑量相對較少，在經濟上減輕了患者及家屬的費用負擔，在臨床的診斷和治療中對CT檢查和X線平片檢查做了有利的補充和延伸，在骨骼的檢查方面具有特殊的作用，在明確診斷骨折、定位等方面明顯優于CT 檢查，為司法鑒定工作提供了很大的幫助作用，也為臨床中的檢查和治療提供了有力的依據[6]。

數字合成體層成像可以消除傳統體層攝影的困難, 以比CT小得多的輻射劑量和費, 產生較高質量的層面圖像。數字合成體層成像基本的位移疊加算法相當于CT 圖像重建中簡單的濾波反投影，濾波反投影的目的是產生最接近實際結構函數的重建圖像，但常規CT 獲得的層面數據是二維的，而數字合成體層成像獲得的是三維容積數據，可以提供更豐富的容積信息，提高對微小病灶和細微隱匿性骨折的檢查能力。大多數放射醫師認為，縱向的數字合成體層成像比CT 更容易與平片作比較，方便做出正確診斷，因此會在未來的診斷成像中占有一席之地[7-10]。

DTS很好地解決了一些深在部位和復雜部位的投照和診斷問題，提高了病變的檢出率和診斷質量，特別是在骨關節創傷和胸部小結節的篩查方面均發揮了重要作用。DTS經濟、簡便有效，較CT輻射劑量低，作為X線檢查的一種延伸和補充手段，具有很好的實用價值[11-12]。目前DTS已在骨關節創傷的診斷和胸部小結節的篩查方面顯示出獨特的優越性，在胸部和血管成像方面也有很好的應用前景。

[1] Sarka V,Shi C,Rassiah-Szegedi P,et al．The effect of a limited number of projections and reconstruction algorithms on the image quality of megavoltage digital tomosynthesis[J]．J Appl Clin Med Phys,2009,10(3):2970．

[2] James TD,McAdams HP,Song JW,et al．Digital tomosynthesis of the chest for lung nodule detection: interim sensitivity results from an ongoing NIH-sponsored trial[J]．Med Phys,2008,35(6):2554-2557．

[3] Gomi T,Hirano H,Umeda T．Evaluation of the X-ray digital linear tomosynthesis reconstruction processing method for metal artifact reduction[J]．Comput Med Imaging Graph,2009,33(4):267-274．

[4] Mestrovic A,Nichol A,Clark BG,et al．Integration of on-line imaging, plan adaptation and radiation delivery: proof of concept using digital tomosynthesis[J]．Phys Med Biol,2009,54(12):3803-3819．

[5] 田軍,宋少娟．數字化體層攝影與診斷圖譜[M]．北京:人民衛生出版社,2012．

[6] 王巍,劉傳亞,盧傳友,等．數字合成X線體層成像原理與研究進展[J]．醫學影像學雜志,2005,15(7):606-609．

[7] Godfrey DJ,Rader A,Dobbins JT．Practical strategies for the clinical implementation of matrix inversion tomosynthesis (MITS)[J]．Proc SPIE,2003,50(30):379-390．

[8] Maravilla KR,Murry RC,Deck M,et al．Clinical application of digital tomosynthesis:a preliminary report[J]．AJNR Am J Neuroradiol,1983,4(3):277-280．

[9] Grant DG．Tomosynthesis:a three-dimensional radiographic imaging technique[J]．IEEE trans Biomed Eng,1972,19(1):20-28．

[10] Webber RL,Underhill HA,Hemler PF,et al．Nonlinear algorithm for taskspecific tomosynthetic image reconstruction[J]．Proc SPIE,1999,3695:258-265．

[11] 劉彥榮,王峰．斷層融合技術在膝關節外傷檢查中的應用[J]．醫藥論壇雜志,2010,(4):95-96．

[12] 許靜,鄭玲,徐莉．淺析島津平板胃腸Safire Ⅱ的斷層融合攝影技術[J]．中國醫療設備,2009,(3):120-121．

Clinical Application Value of Digital Tomosynthesis in Skeletal Imaging Diagnostics

XU Jing1,2,3, XIA Xiu-jie3a, TIAN Bao-fang3b, DENG Da-ping1
1. Institute of Radiation Medicine, Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan Shandong 250062, China;
2.School of Medicine and Life Sciences, University of Jinan-Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan Shandong 250022, China; 3.a.Department of Radiology; b.Department of Emergency Surgery, Jining No.1 People’s Hospital, Jining Shandong 272003, China

ObjectiveTo investigate the application value of digital tomosynthesis (DTS) in skeletal imaging diagnostics.Methods68 patients who could not be identified as fractures with general radiography in our hospital from August 2011 to February 2013 were selected. Then digital tomosynthesis and CT examination were employed to these patients.Results66 patients (97.05%) were determined as occult fractures by DTS while 56 patients (82.35%) were determined as occult fractures by CT. There were signif i cant differences between the two diagnostic methods on fracture decetion rate (P＜0.05). The proportion of high-quality images obtained by DTS was 94.11% while that of high-quality images obtained by CT examination was 85.29%. There were signif i cant differences between the two methods on the proportion of high-quality images (P＜0.05).ConclusionDTS with high diagnostic accuracy, clear images and low radiation dose is worth to be promoted.

digital tomosynthesis; obscure bone fracture; CT machine; radiation dose

R816.8；R684

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.067

1674-1633(2014)07-0166-03

2013-11-15

2014-02-13

本文作者：徐晶，醫學在讀碩士，主管技師。

鄧大平，研究員，碩士生導師。

作者郵箱：xujingsdjn@163．com