電子計算機斷層掃描血管造影與脊柱3D重建聯合對脊柱側彎畸形術前評估和手術計劃制定的臨床價值研究

魯雪紅，王 偉，劉文亞

(1.新疆醫科大學附屬中醫醫院影像中心，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆醫科大學第一附屬醫院影像中心，新疆 烏魯木齊 830054)

脊柱側彎指脊柱節段在冠狀面偏離原本位置，形成有弧度的脊柱畸形，是多種疾病引起的臨床表現[1]。脊柱側彎患者身高通常顯著低于同齡人，嚴重者將導致胸廓、肋骨、腹腔、盆腔發育不良及泌尿系統畸形，影響患者生活質量[2]。隨著醫療技術的發展，臨床治療脊柱側彎的療效得到明顯提升，但影像學評價仍無統一標準。脊柱側彎患者側彎方向、程度及部位各不相同，椎管內構造及與周圍重要臟器關系較為復雜，故術前評估及方案制定十分關鍵[3]。電子計算機斷層掃描血管造影(CTA)結合脊柱3D重建技術可同時立體顯示畸形脊柱及周圍軟組織、臟器情況，便于術者選擇正確椎體植釘位點，以防止損傷胸主動脈，但相關報道較少。本研究通過采用CTA與脊柱3D重建聯合評估脊柱側彎患者，旨在為手術方案制定提供指導。

1 資料與方法

1.1 一般資料2017年1月至2019年5月我院就診特發性脊柱側彎患者116例。納入標準：①根據手術結果確診為特發性脊柱側彎患者，Cobb角超過40°，行脊柱側彎畸形術者；②病歷資料完整。排除標準：①其他類型脊柱側彎患者；②合并脊髓空洞、脊髓縱裂等并發癥者；③嚴重心腦血管疾病患者；④對所用對比劑過敏患者；⑤合并其他惡性腫瘤患者；⑥精神疾病者；⑦肝腎功能嚴重不全者；⑧胸椎及主動脈合并其他畸形病變者。男56例，女60例；年齡6～30歲[(15.23±1.52)歲]；Cobb角40～65°[(57.23±5.72)°]；King分型Ⅰ型30例，Ⅱ型45例，Ⅲ型32例，Ⅳ型9例。

1.2 方法

1.2.1CTA檢測方式 采用Siemens Definitin Flash 雙源 64 排螺旋CT 掃描機檢查，患者掃描時呈仰臥，掃描整段脊柱；層厚5 mm，重建1 mm層厚；先行平掃再行CTA增強掃描，通過高壓注射器注射碘海醇劑量為1～1.5 ml/kg，注射速率4～5 ml/s；通過對比示蹤軟件自動觸發掃描，從降主動脈起始處為觸發層面，觸發閾值120 Hu。

1.2.2圖像處理 將原始數據以1 mm重建間隔進行重建并傳至圖像工作站進行再重建，對平掃原始數據進行最大密度投影、多平面重建、表面遮蓋顯示法、3D脊柱重建等方式進行后處理，增強原始數據進行3D脊柱重建后處理，從而在規定閾值范圍內重建脊柱、主動脈、心臟等部位。所有圖像由兩位放射科醫師通過雙盲法進行評估，不一致時上報主任醫師判斷。

1.2.3椎體與主動脈安全性評估方式 在患者重建圖像上測量：在椎體橫斷面將雙側肋骨小頭前緣進行連線標記為l，將l與椎體右緣交點作切線至主動脈后壁m，測量l與m夾角A，當m在l下時判斷A小于0，當A小于0時沿著l測量胸椎左緣與胸主動脈內側壁距離d；A大于0評估為安全，A小于0且d大于2 mm評估為可疑，A小于0且d小于2 mm評估為危險。

1.3 觀察指標①統計不同CT后處理方式對脊柱側彎患者的側彎角度、側彎椎體確定、測量椎體旋轉度、椎管情況顯示、側彎類型評估、周圍臟器顯示等6個方面的顯示情況，由兩位放射科醫師通過雙盲法進行評估，無法顯示計0分，部分顯示計1分，清楚顯示計2分；②分析術前評估椎體與主動脈安全性與手術結果一致性；③測量手術前后主彎角度、后凸角度、Cobb角。

1.4 統計學方法采用SPSS 17.0軟件處理數據。計量資料比較采用t檢驗或方差分析；等級資料比較采用秩和檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同處理方式對脊柱側彎患者病變顯示的清晰度比較CTA+3D脊柱重建處理方式對脊柱側彎患者側彎角度、側彎椎體確定、測量椎體旋轉度、側彎類型評估、周圍臟器顯示情況更好，清晰度較高。見圖1,表1。

圖1 3D脊柱重建及CTA+3D脊柱重建圖像

表1 不同處理方式對脊柱側彎患者病變顯示的清晰度比較 (分)

2.2 術前評估椎體與主動脈安全性與手術結果一致性比較術前評估椎體與主動脈安全性與手術結果比較，差異無統計學意義(P>0.05)；見表2。

2.3 手術前后主彎角度、后凸角度、Cobb角比較手術后患者主彎角度、后凸角度、Cobb角均小于手術前，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表2 術前評估椎體與主動脈安全性與手術結果一致性比較 [n(%)]

表3 手術前后主彎角度及矯正率、后凸角度及矯正率比較 (°)

3 討論

脊柱側彎病因較多，其中特發性脊柱側彎最為常見，多見于女性青少年，在發育前發病，在發育期迅速發展，在成年期則進展緩慢甚至停止[4，5]。近年研究發現，低齡兒童中脊柱側彎比例逐漸上升，對心肺發育及身心健康的危害遠大于青少年及成人[6]。目前，手術仍是治療脊柱側彎的主要方式，但脊柱側彎患者具有個體高度差異性，導致矯形手術個體化程度也較高，因此術前真實可靠的三維圖像及相關信息可幫助醫師選擇最佳手術方案，提高手術成功率。但是，青少年脊柱側彎空間結構復雜且椎體骨性結構有重疊，常規X射線片及CT圖像均無法準確體現畸形整體細節。

CTA是結合CT薄層掃描技術及后處理方式的立體血管成像方法，屬于非侵襲性血管造影[7]。多層螺旋CTA掃描時間短、成像范圍大、各向同性且圖像質量高，其原理是從外周靜脈注射造影劑后逐漸充盈至高峰期，再通過CT掃描連續采集容積數據形成圖像重組[8]。CTA對后處理技術依賴性較大，包括多平面重建、最大密度投影、表面遮蓋顯示及3D重建。多平面重建是將原始二維橫斷面影像重組為新的二維影像，圖像保留所有原始數據但無法旋轉[9]；最大密度投影是通過計算機將沿著穿過被掃描物體所有射線中最高CT值進行編碼后以灰階成像形成的圖像，與血管造影圖像最接近但立體感差[10]；表面遮蓋顯示則是利用閾值設定形成表面影像，具有較強立體感，但圖像精細度不足[11]。CTA結合3D重建則是將造影劑注入患者體內同時行全脊柱CT掃描可利用脊柱周圍血管供血差異設定適當閾值，結合靶器官設置適當延遲掃描時間可獲得準確原始數據，再通過3D重建技術可立體顯示側彎脊柱與周圍臟器、血管情況，是真正意義上的全容積成像，可使醫師在術前直觀了解脊柱側彎在三維空間的結構、形態及與周圍組織關系，從而為手術成功提高技術保證[12]。

本研究中CTA結合3D重建對病變顯示程度更好，分析原因為3D重建是目前3D成像最高級的方式，通過容積掃描范圍內像素再以灰階或偽彩形式呈現出來，提高肉眼對密度分辨力，圖像更為精細且立體感強，結合CTA可更清楚顯示血管與周圍組織三維關系，梁勇等[13]研究發現采用CTA結合3D重建可清楚顯示脊柱變形位置及血管走向。本研究中CTA結合3D重建評估椎體與主動脈安全性與手術結果一致性較好，提示采用CTA結合3D重建可準確評估椎體與主動脈安全性。本研究中CTA結合3D重建指導進行手術可明顯改善脊柱畸形程度，分析原因為CTA結合3D重建可幫助醫師清晰、立體展示病變椎體情況及與周圍組織解剖關系，便于醫師選擇最佳手術方案。

綜上所述，本研究采用CTA結合3D重建診斷行脊柱側彎畸形術的脊柱側彎患者可更好顯示病變情況，對椎體及主動脈安全性評估與手術結果一致性較好，對指導手術進行有一定價值。