螺旋CT多平面和三維重建診斷腰椎小關節退變的對照研究

吳世祥，張世科，鄭業錕

(惠州市第六人民醫院放射科，廣東惠州 516211)

腰椎小關節退變(facet joint degeneration，FJD)是一種嚴重的小關節軟骨退變性疾病，是導致臨床腰骶痛的常見病因，多發于中老年人[1]。CT是目前診斷FJD的一種常用檢查手段，具有掃描時間快、圖像清晰等特點，已廣泛應用于臨床[2]。有研究顯示[3]，多層螺旋CT(multi spiral computed tomography，MSCT)的多平面重建和三維重建技術對于FJD具有較高診斷價值，但多平面重建和三維重建技術檢測FJD的影像學對比研究，目前報道較少。因此，本研究比較了多平面和三維重建檢測腰椎小關節退變的特點，旨在為臨床診治提供一定的理論基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2016年6月～2019年6月在本院收治的82例FJD患者，男53例，女29例；年齡35～75歲，平均(54.73±8.26)歲。納入標準：經影像學表現、臨床體征及手術治療共同診斷為FJD患者；臨床表現為不同程度腰骶椎疼痛、下肢麻木、小關節處壓痛等。排除標準：不能配合或不能耐受MSCT檢查者；無法耐受手術治療者；結核、強直性脊柱炎、創傷、腫瘤及其它非退行性病變；臨床資料不完整者。

1.2 檢查方法

本研究由1位資深CT醫生進行操作，所有患者均經德國西門子64層螺旋CT機掃描，取仰臥位，掃描范圍為T12～S2上緣。常規平掃掃描參數：120 kV，300 mAs，掃描速度0.35 s/360°，螺距0.55，矩陣512×512，層厚5 mm，重建層厚1.25 mm，重建間隔0.5 mm。

1.3 圖像重建

對原始圖像進行三維重建，包括容積重建、最大密度投影和多平面重建，獲得多平面及三維重建圖像。

1.4 結果判讀

由3位具有MSCT診斷5年以上經驗的醫師分別對FJD影像特征做出診斷，在解釋不一致的情況下，最終經協商達成一致意見。聯合診斷時，一種方法為陽性，則診斷結果為陽性。兩者聯合觀察FJD退變分級時，以病變更清晰者為準。

1.5 病理分級

根據已有文獻[4]，按weishaunt標準置釘CT分級標準，共分為4級，1級：關節間隙正常；2級：關節間隙變窄(<2 mm)；3級：關節間隙狹窄，伴關節突中度肥大；4級：關節間隙狹窄，伴關節突重度肥大，骨贅形成。CT檢查后2周內行手術獲取腰椎小關節標本，采用Gries病理分級標準[5]進行分級，共分為4級，1級：小關節軟骨面完整無破壞；2級：小關節軟骨面輕度剝脫、少量軟骨細胞壞死；3級：小關節軟骨面裂隙<1/2、厚度變薄、軟骨缺損<1/2、軟骨細胞壞死；4級：軟骨層裂隙>1/2、大量軟骨細胞壞死、骨質硬化。

1.6 統計學處理

采用SPSS 17.0軟件對所得數據進行分析，分類資料以率(%)表示，采用x2檢驗，以P<0.05表示差異有統計學意義。以手術病理檢測結果為金標準，采用Kappa一致性檢驗分析多平面重建和三維重建對FJD分級的一致性。

2 結果

2.1 FJD患者的小關節退變情況

82例FJD患者經手術病理確診，單節段FJD 61例，多節段21例；經臨床結合影像學資料及治療情況，共證實112個節段小關節退變，單側病變38節段，雙側病變74節段；發生于L3-417例，L4-568例，L5-S127例。

2.2 MSCT對FJD損傷的檢出情況

采用MSCT多平面重建共檢出70例FJD，其中單節段54例，多節段16例，檢出94個節段退變；采用三維重建共檢出64例FJD，其中單節段49例，多節段15例，檢出85個節段退變；采用聯合診斷共檢出76例FJD，其中單節段57例，多節段19例，檢出102個節段退變。MSCT多平面重建的檢出率為83.93%，明顯高于三維重建的75.89%；聯合檢測的檢出小關節退變的檢出率為91.07%，明顯高于多平面重建或三維重建單獨診斷。見圖1、表1。

圖1 MSCT檢測腰椎小關節退變的影像學表現(a-b:MSCT多平面重建從不同矢狀面觀察腰椎小關節退變；c:MSCT三維重建從前方正位觀察腰椎小關節損傷)

表1 MSCT對小關節退變的檢出情況[例(%)]

2.3 MSCT對腰椎小關節退變分級的檢查情況

經手術病理分級，FJD小關節退變1級8例，2級17例，3級54例，4級33例。采用MSCT多平面檢出小關節退變1級4例，2級8例，3級39例，4級21例；采用MSCT三維重建檢出小關節退變1級4例，2級8例，3級38例，4級20例；聯合檢測檢出小關節退變1級7例，2級11例，3級43例，4級24例，見圖2、表2。

圖2 MSCT對腰椎小關節退變分級的檢查情況(a-c:病理分級為1級患者的MSCT圖像，①-②為多平面重建從不同矢狀面觀察FJD，關節間隙正常，圖c表示MSCT三維重建從前方正位觀察；d-f:2級患者的MSCT圖像，④-⑤為多平面重建從不同矢狀面觀察FJD，關節間隙變窄<2 mm，圖f表示MSCT三維重建從前方正位觀察)

表2 MSCT對腰椎小關節退變分級的檢查情況

2.4 MSCT對腰椎小關節退變分級的檢出一致性

以手術病理為金標準，MSCT多平面重建檢出FJD 1級、2級、3級、4級的Kappa值分別為0.493、0.554、0.659、0.711；采用MSCT三維重建檢出的Kappa值分別為0.641、0.648、0.741、0.768；聯合診斷檢出的Kappa值分別為0.667、0.688、0.784、0.781。聯合檢測和MSCT三維重建檢出小關節退變分級的Kappa值明顯高于CT多平面重建。見表3。

表3 MSCT評估腰椎小關節退變分級的檢查情況

3 討論

3.1 MSCT在FJD診斷中的應用進展

FJD是發生于中老年人的一種常見疾病，臨床主要采用CT、MRI等影像學檢查方法[6]。已有多項研究顯示[7-8]，CT對于FJD具有一定的診斷價值，但對早期FJD的檢測及FJD的損傷分級仍存在一定的局限性。近年來，MSCT逐步替代了以前的斷層CT。MSCT通過不間斷收集投影數據，多方位、多角度重建圖像，提高了圖像的分辨率，為臨床診斷提供了直觀、立體的圖像，已廣泛于各種骨折、骨損傷疾病的檢查[9]。MSCT具有強大的后處理技術，包括大范圍容積掃描、多平面重組重建與多模式三維重建，可以從多角度、多方面直觀地觀察病變[10]。已有研究顯示[11]，MSCT多平面與三維重建在隱匿性骨折診斷中具有重要的應用價值，但其在FJD診斷中的特征及優缺點尚不清楚。因此，本研究比較了MSCT多平面和三維重建在診斷FJD和FJD分級中的特征，以期提高臨床檢出率，更好地觀察病灶，指導臨床治療。

3.2 MSCT多平面和三維重建在診斷FJD中的優勢和技術要點

FJD的病理特征主要表現為軟骨退變、骨贅增生、軟骨缺損等。本研究比較了MSCT多平面重建與三維重建診斷FJD的特點，發現多平面重建的檢出率為83.93%，明顯高于三維重建的75.89%，這可能是由于多平面重建可以將掃描范圍內所有軸位圖像疊加起來再進行重組，從不同角度、不同平面觀察所有腰椎的椎體圖像，為臨床診斷提供了更全面準確的信息[12]，提示在臨床診斷過程中可以優先選擇多平面重建圖像進行FJD小關節退變的診斷，以提高臨床的檢出率。本研究中，聯合診斷的檢出率為91.07%，明顯高于多平面重建(75.89%)或三維重建單獨診斷(83.93%)，提示臨床可優先選擇多平面重建圖像觀察小關節病變，進行病變的初步定位觀察，然后選擇三維重建圖像觀察有無遺漏的病變。

3.3 MSCT多平面和三維重建診斷FJD分級的優勢和技術要點

腰椎FJD早期主要表現為滑膜炎，隨病情發展可引起關節面破壞、骨質增生等。正確評估FJD分級，可更好地了解腰椎小關節的增生、骨贅形成、關節囊鈣化等情況，指導臨床治療。本研究中，MSCT多平面重建檢出小關節退變1級、2級、3級、4級的Kappa值分別為0.493、0.554、0.659、0.711，提示MSCT多平面重建對于輕度小關節退變幾乎無診斷價值，對于3級和4級退變具有一定的診斷價值，這可能是由于MSCT多平重建的圖像分辨率較低，不利于損傷的觀察[13]。本研究中，采用MSCT三維重建檢出小關節退變1級、2級、3級、4級的Kappa值分別為0.641、0.648、0.741、0.768，提示MSCT三維重建對于不同損傷程度的FJD均有一定的診斷價值，且隨著病變損傷程度增加，其診斷一致性增加，這可能是由于三維重建圖像可以更清楚、直觀地觀察關節退變損傷。張武等[14]認為，MSCT三維重建技術可以立體、清晰地觀察病變組織的結構和形態，更有利病變損傷程度的觀察。本研究中，聯合診斷檢出小關節退變1級、2級、3級、4級的Kappa值分別為0.667、0.688、0.784、0.781，稍高于三維重建，提示臨床優先選擇多平面重建技術進行FJD的診斷，初步確定小關節退變后，可結合三維重建技術進一步觀察病變損傷分級，兩者缺一不可。楊勇等[15]的研究也顯示，腰椎小關節的影像學分級與患者的疼痛及功能障礙之間均存在相關性，對于臨床診療慢性下腰痛具有重要的指導意義，提示臨床可根據多平面重建技術和三維重建技術的特點，二者結合可共同提高其對FJD的檢出率和FJD分級的準確率，為臨床治療提供更多的有效信息。

綜上所述，MSCT多平面重建技術對FJD小關節病變的檢出率明顯高于三維重建技術，但其對FJD退變分級的檢出情況明顯低于三維重建，臨床可結合MSCT多平面重建和三維重建技術，提高FJD的檢出率和小關節損傷分級的準確率。本實驗不足之處為樣本數量較少，可能會導致實驗結果存在一定誤差，但本研究為MSCT后處理重建技術在FJD診治中的應用提供了理論支持。