醫學影像學在臨床骨科中的應用進展

王智勇，鐘秀，張云鳳

內蒙古醫科大學第二附屬醫院影像科，內蒙古呼和浩特010030

醫學影像學在臨床骨科中的應用進展

王智勇，鐘秀，張云鳳

內蒙古醫科大學第二附屬醫院影像科，內蒙古呼和浩特010030

探討醫學影像學在臨床骨科中的應用價值及發展狀況，以提高骨肌系統影像學在臨床骨科中的診療水平。醫學影像技術中的X線、CT、MRI、超聲、核素顯像設備多年來在不斷的改進和完善，檢查技術和方法也不斷地創新，影像診斷已從單一依靠形態變化進行診斷發展成為集形態、功能、代謝改變為一體的綜合診斷體系。醫學影像學在各個醫學專業里的臨床應用越來越廣泛，發展日新月異，尤其能為骨科疾病的發生發展、臨床診斷、手術指導、預后評估提供可靠的依據，同時還可應用到骨科微創治療及介入治療當中，互相協助，進一步促進骨骼肌肉系統影像學的發展。

醫學影像學；臨床骨科；多層螺旋CT；磁共振成像

醫學影像學是匯聚X線檢查、CT、MRI以及超聲等多種技術的影像診斷、臨床放射治療學以及臨床介入治療學等綜合性的學科。醫學影像學中的數字化圖像技術有效結合了當下的計算機技術，最為廣泛地運用到臨床骨科中，為臨床相關骨科診治提供依據［1］，顯著提高骨科疾病的治療效果。由于骨科學內容涉及面非常廣，要求的專業性非常高，且骨科學的實踐性相當強，因而形成了骨科學是臨床外科學中最為棘手的學科。該文將對醫學影像學在臨床骨科中的應用狀況進行研究探討。現綜述如下。

1　醫學影像學在臨床骨科中的實際應用

1.1醫學影像學在骨創傷中的診斷應用分析

（1）臨床骨科中最多見的疾病就是骨折，醫學影像技術中X線平片是最重要的檢查方法，自從1895年德國物理學家倫琴在作陰極射線實驗時所發現的X線以來，X線超強的穿透性在骨科特別是創傷骨科中被首選且廣泛應用。隨著數字化時代的到來，常規的X線已基本被計算機X線攝像（CR）和數字化X線攝影（DR）所代替。特別是DR系統正被目前國內外各醫院廣泛應用，其具有易于存儲、傳輸，輻射的劑量較小、成像質量較高等優點。隨著數字化和軟件程序新技術的快速引入和發展（包括材料、結構和圖像處理技術等），目前DR也有著快速和廣闊的研究和應用進展，包括計算機輔助診斷、三維體層攝影和合成、遠程放射學、雙能量減影、圖像無縫銜接和低劑量透視擺位、時間減影等技術，特別是三維體層的攝影與合成，有著快速廉價和低輻射量的優勢，且能夠實現多平面重建圖像，或者是三維容積的圖像重建［2］，逐漸在創傷骨科中發揮著重要作用。

（2）隱匿性以及細微性骨折是由于患者的骨折處斷裂不徹底或者是其骨折的相應斷端不明顯，致使患者的臨床影像骨折特性表現不明顯，還有一些骨折是在結構復雜、重疊較多的顱底、骨盆、胸壁、脊柱等部位顯示不佳，常規X線CR、DR技術進行拍攝檢查不能有效地將患者的骨折實際損傷程度等情況顯示出來，因此導致臨床上常常出現漏治、誤治等情況發生。因此，多層螺旋CT（Multi-slice CT，MSCT）三維重建技術能夠立體、清晰、多角度地展示骨關節的解剖細微結構及病變特征，尤其在解剖結構復雜、重疊較多的骨關節骨折中具有非常重要的應用價值，為臨床創傷骨科的診斷和治療提供了很大幫助，其應用已日益受到重視。多層螺旋CT通過多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）及容積再現（VR）進行多方位任意角度成像以獲得骨折的最佳顯示方位觀察，特別適用于復雜部位的復雜骨折（如脊柱、髖臼、骨盆等部位）以及隱匿性骨折（如疲勞性骨折、水平線性骨折等）［3］。

（3）磁共振成像（MRI）是利用人體組織結構內水分子的氫核子受到外界加射頻的影響共振后釋放出來的微弱射頻信號而成像的一種先進成像技術。MRI無射線影響，成像參數多，偽影少而且軟組織分辨率及空間分辨率均高，雖然顯示骨折線差，但顯示斷端及周圍出血、水腫和軟組織損傷情況和鄰近組織和臟器情況非常好。還可清楚顯示脊髓、軟骨、椎間盤、肌肉肌腱等結構及其病理變化。利用MR彌散加權成像（DWI）能夠檢測到脊髓的切斷、髓鞘破壞和軸突腫脹等病變，為創傷骨科脊髓損傷患者提供了一種無創性地評價脊髓功能狀態的方法［4］。此外，MRI對骨挫傷（bone bruise）能清楚顯示骨小梁斷裂和骨髓水腫、出血。

1.2醫學影像學在骨腫瘤及腫瘤樣變中診斷應用分析

1.2.1常規X線檢查（CR、DR）診斷骨腫瘤及腫瘤樣變特異性高，敏感性、精確性差。骨骼系統有著良好的天然對比，CR、DR仍為重要的檢查方法，尤其對于肢體腫瘤。但對髓內病變、早期輕微骨質改變、重疊部位及軟組織改變顯示較差。

1.2.2核素掃描常用锝99 m（or99 m锝），反映骨骼及軟組織功能性變化。用于病變的早期檢出及大范圍篩選。敏感性高，精確性及特異性差。

1.2.3MSCT有良好的密度分辨率，但空間分辨率較平片差。病變檢出的敏感性、特異性及精確性均較高，但不適于大范圍篩選。通常用5～10 mm層厚連續掃描或重疊掃描，骨算法重建，矩陣512×512，根據興趣區選擇適當的Fov（以放大掃描為佳）。必要時使用1～2 mm薄層無間隔連續掃描及增強掃描。窗技術對病變的顯示也非常重要，軟組織窗（W400～500，L40～50），適于評價腫瘤在骨髓內、外的范圍；骨窗（W2000～2400，L200～300）適于評價骨皮質內緣侵犯或皮質內病灶；400 Hu以上的高窗位則適于評價髓腔內的腫瘤。螺旋CT三維重建適于對病變進行整體評價。CT強化掃描觀察血供情況，有利于良惡性腫瘤鑒別。

1.2.4MRI有良好的軟組織分辨率及多平面成像，軟組織及骨髓顯示良好，骨皮質顯示稍差。病變顯示的敏感性、精確性均較高，但特異性稍差。常用SE、GRE序列及脂肪抑制技術（常用STIR）。肢體部需使用表面線圈，以增加信噪比和空間分辨力。常規矢狀或冠狀SE/T1，橫軸位SE/T1，T2。橫軸位T2WI適于骨周圍軟組織侵犯的評價，矢狀或冠狀T1WI適于對骨內病變進行評價。SET1WI（TR/TE，500～600/20～30 ms）顯示解剖結構較好，適于髓內病變分期；T2WI（TR/TE，1500～2000/50～100 ms）對軟組織及骨皮質侵犯顯示較好。有病變時常規使用脂肪抑制（STIR）技術。對小病灶顯示可用表面線圈及小Fov；大范圍篩選及多發、跳躍性病灶宜用大Fov。順磁性核磁造影劑（常用Gd-DTPA）增強或動態掃描有助于鑒別良惡性。3DGRE及3DSPGR等三維梯度回波技術，進行容積掃描，薄層重建，避免遺漏微小病灶。DWI可鑒別感染性膿腫和腫瘤壞死，提供腫瘤病灶和其他改變的對比。

綜合上述，醫學影像檢查對肌肉骨骼腫瘤的診斷主要是明確病變的存在、病變的部位和范圍、病變的性質、分期和隨訪觀察。普通X線在定位和定性上，仍是重要的檢查手段。MSCT可提供病變良好的組織對比，特別是骨腫瘤的微細病變及顯示結構復雜、重疊較多的顱底、骨盆、胸壁、脊柱等部位的腫瘤，可彌補普通X線的不足。MRI具有良好的軟組織分辨率和多平面成像能力，對腫瘤檢出及確定腫瘤的范圍、部位等方面具有較高的敏感性和精確性。MSCT、MRI還可確定腫瘤的分期，隨訪觀察及估計放療或化療對腫瘤的治療效果等。但MRI對顯示鈣化、骨化、骨膜反應和氣體方面不如MSCT和X線平片［5］。

1.3醫學影像學促進骨科微創手術技術的發展

手術是有創的，自1983年英國外科醫生Wickham首次提出“微創外科（mininmally invasive surgery，MIS）”理念后，開始將手術帶入一種全新的境界，微創手術隨后開始隨著現代醫學技術的發展而迅速發展，并得到廣泛應用。其需要借用一些可精確定位切割的設備。不過其最大優點為可以盡量減少損傷，有利于術后恢復，并減少并發癥發病率。醫學影像學為骨科微創手術的發展提供了條件，促進其進一步發展。

1.3.1腔鏡技術在骨科快速發展的領域是脊柱外科椎間盤鏡的廣泛應用，配合術中C型臂、G型臂X線機的準確定位，在不到2 cm的切口內，即可完成髓核摘除、神經根管擴大等手術。經皮微創技術也在骨科領域快速發展，在術中C型臂或CT引導下，配合新型組織切割設備（激光氣化、射頻高溫刀和聚焦超聲刀、氬氦刀等）和組織填充材料（如骨水泥），經皮穿刺精確找到病變部位，可以完成椎間盤髓核摘除，病灶取活檢，腫瘤的切除，椎體壓縮性骨折的成形術充填。另外還有學者在CT監視下，經皮行寰樞椎側塊關節融合術［6］，也可獲得滿意的臨床療效。

1.3.2計算機輔助骨科手術（CAOS）綜合了當今醫學領域的多種設備計算機斷層掃描（CT），核磁共振成像（MRI），正電子發射斷層掃描（PET），數字血管減影（DSA），超聲成像（US）以及醫學機器人（MR）等，能對人體骨骼肌肉解剖結構進行顯示，幫助骨科醫生進行精確的術前和術后定位，規劃手術途徑，在術中實時監測、跟蹤、顯示手術器械、病灶及其周圍組織、內固定物及人工假體的相關位置，極大地提高了手術定位精度、假體放置及術中器械操作的成功率。

2　結語

醫學影像學已廣泛在臨床上進行應用，尤其醫學影像學在臨床骨科上的應用效果最顯著，它在現代計算機技術的協助下得到相當大的發展，通過結合計算機科技技術的功能，有效將圖像進行處理，為骨科醫生的治療方案提供了科學可靠的診斷依據，顯著提高了臨床骨科治療效果以及治療質量，對骨科治療發展具有積極的推進作用。

［1］李旭峰.試論醫學影像學在臨床骨科醫學中的應用進展［J］.中國實用醫藥，2015，4（2）：243-244.

［2］檀臻煒，姚一民，婁延舉，等.醫學影像學在創傷骨科的應用進展［J］.世界最新醫學信息文摘，2015，10（5）：63，56.

［3］夏志強，彭屹，劉力.醫學影像學在不同骨科疾病診斷中的應用進展［J］.中國醫藥導報，2014，21（3）：156-158.

［4］Le Bihan D，Breton E，Lallemand D，et al．MR imaging of intravoxelincoherent motions：application of diffusion and perfusion in neuro-logic disorders［J］．Radiology，1986（161）：401-407．

［5］許華權，莊杰，章建軍，等.醫學影像學在骨科醫學中的應用［J］.中醫藥管理雜志，2016，11（7）：149-151.

［6］謝加兵，徐祝軍，汪正宇，等.圖像融合技術在骨科的應用進展［J］.安徽醫藥，2012，8（1）：1163-1165.

Application Progress of Medical Image in the Clinical Department of Orthopedics

WANG Zhi-yong，ZHONG Xiu，ZHANG Yun-feng
Department of Imaging，Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University，Hohhot，Inner Mongolia，010030 China

The paper studies the application value and development status of medical image in the clinical department of orthopedics thus improving the diagnosis and treatment level of musculoskeletal system image in the clinical department of orthopedics，the x-ray，CT，MRI，ultrasound and radionuclide imaging equipment are constantly improved over the years，and the examination technology and method are also constantly innovated，and the imaging diagnosis solely relying on the morphological change has developed into the comprehensive diagnosis system integrating the form，function and metabolic？changes together.The clinical application of medical image in various medical majors is wider and wider，and the development is changing quickly，and it can provide reliable basis for the occurrence and development，clinical diagnosis，operational guidance and prognosis evaluation of orthopedics diseases，and can be applied to the orthopedics mini-invasive therapy and intervention treatment，thus further promoting the development of skeletal musculature image.

Medical image；Clinical department of orthopedics；Multi-slice spiral CT；Nuclear magnetic resonance

R445

A

1672-5654（2016）09（c）-0196-03

10.16659/j.cnki.1672-5654.2016.27.196

王智勇（1974.10-），男，山東臨清人，碩士研究生，主治醫師，研究方向：醫學影像專業骨骼肌肉系統診斷與介入。

（2016-06-27）