磁共振成像在細微肋骨骨折中的診斷價值

張濤，王淑文，陳宇辰，毛存南，吳婧，武新英，殷信道，盧鈴銓

作者單位：南京醫科大學附屬南京醫院(南京市第一醫院)放射科，南京210006

近年來，由于車輛的增多，交通事故等意外所致胸部創傷的發生率也不斷增加。在胸部創傷患者中，10%的患者會發生肋骨骨折[1]。胸壁損傷后的發病率和死亡率差異很大，但明顯隨年齡和肋骨骨折數量的增加而增加[2-3]。此外，肋骨骨折的數量也是法醫學檢驗傷殘程度的重要指標[2-3]，因此早期準確診斷肋骨骨折一直是臨床醫生及患者密切關注的問題。目前，電子計算機斷層掃描(computed tomography，CT)作為胸部創傷患者的初步診斷手段有了顯著的增加，其具有強大的后處理功能，能夠發現胸部X線不能發現的隱匿性損傷[4-6]，但在臨床檢測中發現患者首次CT檢查易出現漏診情況，尤其是細微骨折，因此，CT檢查不適用于沒有胸內并發癥跡象的輕微胸外傷患者[7]。

在急性肌肉骨骼損傷患者中，MRI 經常被使用，這是因為MRI在顯示骨和軟組織損傷方面優于其他放射學方法，尤其是骨折上的診斷優勢也越來越受到關注[8-9]。已有學者將MRI檢查應用于肋軟骨的損傷[10]以及肋骨應力性骨折[11]，但卻鮮有學術報道將MRI 應用于外傷性肋骨骨折。為了提高細微肋骨骨折的早期檢出率，本研究從臨床實際需求出發，首次系統地將MRI 檢查應用于輕度胸外傷患者，通過MRI 與CT 檢查在細微肋骨骨折上的對比研究，探討細微肋骨骨折的MRI 表現以及MRI對細微肋骨骨折的診斷價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

本研究為前瞻性研究，招募2019年1月至2020年12月于我院就診的輕度胸外傷患者25 例，于受傷后3 周內給予患者首次CT 及MRI 檢查，傷后4～8 周行CT 復查。其中男21 例，女4例，年齡27～63 (46.12±9.54)歲。25例患者均有明確的外傷史，其中交通車禍傷10 例，打架傷8 例，跌撞傷7 例。納入標準：(1)有明確的胸外傷病史，且無明顯并發癥；(2)受傷時間小于3周；(3)證實有肋骨骨折。排除標準：(1)明顯錯位肋骨骨折；(2)不能配合屏氣者；(3)有陳舊性骨折或其他病變累及肋骨者；(4)其他不適合MRI 檢查者。本研究經過醫院醫學倫理委員會批準(批準文號：2019003)，受試者均已簽署知情同意書。

1.2 掃描方法和技術要求

所有患者采用聯影64排螺旋CT (United Imaging，中國)進行掃描。在掃描過程中，患者被要求抬起手臂，吸氣后屏住呼吸。掃描范圍從胸廓開口到第十二肋骨的下緣。掃描參數：管電壓120 kV，螺距1.0875，陽極旋轉時間0.5 s，掃描厚度5 mm，層間距5 mm。采用骨重建算法(窗寬1500 HU，窗位550 HU)進行薄層軸向重建，層厚1.0 mm，層間距0.8 mm。將薄層軸位圖像發送到后處理工作站，在工作站上進行斜橫斷位重建，層厚和層間距均為3 mm，重建角度與肋骨長軸大致平行，盡可能將目標肋骨顯示在同一層面上(圖1A)。

所有患者使用飛利浦(Achieva，荷蘭)或西門子(Magnetom Prisma，德國) 3.0 T MRI 儀和8 通道相控陣腹部線圈進行掃描。采用短時反轉恢復序列(short time inversion recovery，STIR)及T2 預飽和脂肪抑制序列(T2-weighted spectral adiabatic inversion recovery，T2-SPAIR)，且均為斜橫斷位掃描(圖1B、1C)，掃描角度可參考CT 重建角度。飛利浦MRI儀掃描參數如下：(1) STIR 序列，重復時間(repetition time，TR)=2182 ms，回波時間(echo time，TE)=60 ms，圖像視野(field of view，FOV)=35.0 cm×42.2 cm，層厚3.0 mm，層間距3.0 mm，平靜呼吸掃描，時間5 min；(2) T2-SPAIR 序列，TR=1100 ms，TE=70 ms，FOV=40.0 cm×35.6 cm，層厚3.0 mm，層間距3.0 mm，屏氣掃描，分3次完成，共需45 s。西門子MRI 儀掃描參數如下：(1) STIR 序列，TR=2740 ms，TE=65 ms，FOV=40.0 cm×32.4 cm，層厚3.0 mm，層間距3.0 mm，平靜呼吸掃描，時間5 min；(2) T2-SPAIR 序列，TR=2530 ms，TE=73 ms, FOV=40.0 cm×30.0 cm，層厚3.0 mm，層間距3.0 mm，屏氣掃描，分3 次完成，共需45 s。首先用STIR序列從胸廓開口掃描至第12肋骨下緣，然后確定肋骨骨折的范圍，最后根據確定的范圍進行T2-SPAIR 序列的掃描。若骨折范圍大，T2-SPAIR 序列可分兩次進行掃描。一位患者可在10 min內掃描完成。

圖1 電子計算機斷層掃描(CT)斜橫斷位重建角度及磁共振成像(MRI)斜橫斷位掃描角度。1A：CT 斜橫斷位重建角度，可以在腋側矢狀位上觀察到肋骨走行，調整定位線(紅線)使之與肋骨走行大致平行即可得到斜橫斷位圖像；1B：飛利浦MRI儀斜橫斷位掃描角度，由于只能獲取正中矢狀位定位相，故定位線角度(黃線)需參考CT 重建角度；1C：西門子MRI儀斜橫斷位掃描角度，其可獲取腋側矢狀位定位相，觀察到肋骨走行，調整定位線(藍線)與肋骨走行平行即可掃描斜橫斷位圖像。 圖2 Ⅰ型與Ⅱ型肋骨骨折示意圖。2A、2B：Ⅰ型骨折血腫機化期及骨痂形成期的示意圖，顯示骨皮質斷裂，血腫及骨痂蔓延至骨皮質外周；2C、2D：Ⅱ型骨折血腫機化期及骨痂形成期的示意圖，顯示血腫及骨痂僅出現在骨小梁內，骨小梁骨折，骨皮質未發生斷裂。

1.3 細微肋骨骨折的定義及確診依據

細微肋骨骨折的定義：在首次CT 檢查中能顯現，但因骨折細小不易被發現。本研究將首次CT 檢查陰性的隱匿性骨折也納入其中。CT 能顯示的細微骨折可分為兩型[12]：(1)完全性骨折：貫穿肋骨皮質的骨折線，斷端一般無移位。(2)不全性骨折：一側骨皮質凹陷、隆起或斷裂。

肋骨骨折的確診依據為復查CT 上有骨痂形成，不論骨皮質是否明顯斷裂。

1.4 統計學方法

所有患者圖像均由兩位有經驗的放射科醫生獨立閱讀和分析，且僅觀察斜橫斷位圖像。為了避免回憶偏差，放射科醫生須在不知道患者CT 復查結果的情況下進行診斷，且閱讀同一位患者的CT 和MRI 圖像至少間隔一周。如有分歧，由高年資主任醫師做出最終診斷。兩位醫生首次CT診斷結果Kappa值為0.887，MRI 診斷結果Kappa 值為0.883，兩位醫生的首次CT及MRI診斷結果均具有較好一致性。

以傷后4～8周的復查CT有骨痂生長變化為金標準，利用公式計算MRI及首次CT檢查對細微肋骨骨折的診斷準確率及敏感度。診斷準確率為所有診斷骨折處數量準確診斷的百分比；敏感度是實際骨折且被診斷為骨折的概率。采用SPSS 19.0 軟件進行統計學分析，將MRI 與首次CT 檢查檢出的骨折數進行Fisher 確切概率法檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義，并用Kappa 檢驗分析STIR 與T2-SPAIR 序列診斷結果的一致性。

2 結果

2.1 肋骨骨折分型

根據肋骨骨折的復查CT 特征將細微肋骨骨折分為兩型(圖2)，Ⅰ型為骨皮質完全或不完全斷裂，伴有外生骨痂和/或骨內骨痂形成，Ⅱ型為骨皮質顯示完整，伴有骨內骨痂形成，后者代表骨小梁發生了微骨折但未明顯累及骨皮質。

2.2 MRI 及CT 檢查對細微肋骨骨折的診斷效能及其影像學表現

復查CT 共確診91 處細微骨折，Ⅰ型骨折86 處(占94.51%)，Ⅱ型骨折5 處(占5.49%)。其中63 處(69.23%)位于前肋，9處(9.89%)位于腋肋，19處(20.88%)位于后肋。

首次CT 檢查發現55 處細微骨折，全部為Ⅰ型骨折，其中11 處為完全性骨折，44 處為不全性骨折，診斷準確率及敏感度均為60.44%。Ⅱ型骨折在首次CT 上均為陰性。首次CT 檢查共漏診36 處骨折，經過與復查CT 圖像對比發現，其中15 處骨折首次CT 可以觀察到細微的骨皮質稍扭曲或斷裂等異常，余下的21處骨折首次CT顯示骨皮質形態正常。

MRI 檢查共診斷90 處骨折，其中3 處為假陽性，4 處骨折未檢出，其診斷準確率為92.55%，敏感度為95.60%。Ⅰ型骨折共85 處(3 處為假陽性)，在STIR 及T2-SPAIR 序列上表現為“三明治”征，即內層為高信號的骨髓水腫影，中層為低信號的骨皮質，外層為高信號的骨膜下積液；Ⅱ型骨折共5 處，表現為高信號的骨髓水腫影，無明顯骨膜下積液。

圖3及圖4分別展示了Ⅰ型與Ⅱ型肋骨骨折在復查CT、首次CT及MRI檢查上的表現。

圖3 女，40歲，車禍傷，左側第7前肋Ⅰ型骨折。3A：受傷第32天行CT復查示左側第7前肋骨皮質斷裂伴少許骨痂形成(箭)；3B：受傷第2天行首次CT檢查示左側第7 前肋骨皮質斷裂，未見移位(箭)；3C、3D：受傷第2 天行MRI 檢查，STIR 序列及T2-SPAIR 序列顯示左側第7 前肋“三明治”征(箭)。 圖4 女，51歲，車禍傷，左側第3肋骨Ⅱ型骨折。4A：受傷第33天行CT復查示左側第3肋骨內見骨內骨痂形成，骨皮質未見明顯斷裂(箭)；4B：受傷當天行首次CT檢查示左側第3肋骨未見明顯異常；4C、4D：受傷第2天行MRI檢查，STIR序列及T2-SPAIR序列顯示左側第3肋骨內高信號的骨髓水腫影，與骨痂形成范圍相仿(箭)。

2.3 MRI與CT檢查方法差異性比較

兩種檢查方法共同診斷為骨折的有55 處，MRI 檢查診斷陽性而CT檢查漏診的有35處，MRI檢查漏診而CT檢查診斷陽性的有0 處，兩種檢查都漏診的有4 處。MRI 檢查對細微肋骨骨折的診斷準確率和敏感性明顯高于CT檢查結果，經Fisher確切概率法檢驗兩種檢查方法的診斷結果差異有統計學意義(P=0.027)，見表1。STIR 與T2-SPAIR 序列診斷結果Kappa 值為0.789，提示兩種序列診斷結果具有較好一致性。

表1 MRI檢查及首次CT檢查診斷細微肋骨骨折的結果比較

3 討論

目前CT 檢查被認為是胸部創傷患者的首選檢查方法，但肋骨骨折漏診及誤診仍是醫院常見的問題[13]。為了提高肋骨骨折的早期診斷準確率，本研究首次系統地將MRI 檢查應用于輕度胸外傷患者，并對細微肋骨骨折提出新的分型，結果顯示MRI 檢查在早期診斷細微肋骨骨折上較CT 檢查具有明顯優勢。

3.1 MRI檢查在細微肋骨骨折中的應用價值

早期明確骨折的有無及骨折的數量不僅可以幫助臨床醫生為患者選取最佳治療方案，在傷情鑒定中也尤為重要。在交通事故及工傷鑒定等案件中，骨折的數量與賠償金額直接相關，6 根及以上骨折構成傷殘將面臨巨額賠償，而5 根及以下肋骨骨折只有誤工費等小額賠償。在故意傷害等刑事案件中，根據肋骨骨折數目的不同分為輕微傷(1 處骨折)、輕傷二級(2～5 處骨折)及輕傷一級(6 處及以上)，輕傷二級即構成刑事案件。雖然肋骨骨折可以通過復查CT 進行確診，但需等待3～8 周[14]，對于受害者來說可能會造成精神及經濟的雙重壓力，在此期間，如果患者首次CT 檢查發生漏診而沒有得到止痛、制動等治療措施有可能會發展成移位型骨折，延誤診治甚至引發糾紛，故公安與檢察機關要求盡快明確骨折數量。本研究結果表明MRI 檢查對細微肋骨骨折的診斷準確率達92.55%，可以為傷情鑒定提供早期可靠依據，且MRI 檢查較CT三維重建檢查費用稍低，還可以避免輻射危害。

3.2 細微肋骨骨折的分型

不同于傳統的肋骨骨折分型，本研究根據肋骨骨折在復查CT 的不同表現提出一種新的分型，Ⅰ型為骨皮質完全或不完全斷裂伴外生骨痂和/或骨內骨痂形成，在MRI 的壓脂序列上表現為高信號的骨髓水腫影伴骨膜下積液形成；Ⅱ型為骨皮質顯示完好伴骨內骨痂形成，這是骨小梁發生微骨折的表現，在壓脂序列上僅見高信號的骨髓水腫影，無骨膜下積液。骨髓內高信號影是由于骨小梁斷裂引起骨髓出血水腫，骨膜下積液可能是骨皮質斷裂導致骨膜內的毛細血管破裂出血，血管壁通透性增加，組織液滲出積聚在骨膜下，在低信號的骨皮質周圍形成高信號影，積液多者可延肋骨周圍蔓延一圈，積液少者可僅聚集在一側骨皮質周圍且為斷裂骨皮質一側。在本研究中，Ⅰ型骨折在首次CT檢查上可為陰性(占39.56%)，這可能與骨折平面透亮度低[6]和血腫積聚在骨折線周圍致使骨折線模糊[14]有關；Ⅱ型骨折由于骨皮質顯示完好，僅骨小梁發生了微骨折，故首次CT 檢查往往不能發現。有學者[15]認為骨小梁微骨折是骨挫傷的表現，但本研究認為骨小梁微骨折屬于骨內骨折，應列為Ⅱ型骨折，在臨床實際工作中常常漏診，是一種特殊的隱匿性骨折，需引起重視。本研究所提出的骨折分型的優點是在提高細微肋骨骨折的診斷準確率的同時，還可以利用MRI 上肋骨骨折的不同表現判斷出骨皮質是否斷裂，進一步為臨床診療工作提供可靠依據。

3.3 CT與MRI檢查的優缺點

CT 可以評估骨皮質的完整性、有無軟組織腫塊和骨折碎片的位置形態，還具有強大的后處理功能，通過斜橫斷位重建，使一根肋骨最大化地顯像在同一層面上[14]，能直觀地顯示骨折部位、形狀和數目。本研究結果表明CT 檢查對細微肋骨骨折的診斷準確率60.44%，低于李躍興等[16]的研究結果，主要是因為本研究采用了復查CT作為標準，一些首次CT陰性的隱匿性骨折在骨痂生長期被發現，導致早期CT 檢出率降低,故CT 檢查已經不能滿足早期診斷肋骨骨折的要求，需要更敏感的檢查技術。

MRI 具有軟組織分辨率高、無電離輻射等優點[17]，對于出血、水腫等變化具有高度敏感性，本研究結果表明其對細微肋骨骨折的診斷準確率(92.55%)及敏感度(95.60%)均很高，可早期準確診斷肋骨骨折。此外，MRI 檢查可以根據骨膜下積液、骨髓水腫等間接征象來判斷骨皮質及骨小梁是否損傷，在診斷隱匿性骨折上具有顯著優勢，是隱匿性骨折的最佳檢查方法[18]。本組病例有2名患者首次CT檢查未見肋骨骨折，但MRI檢查在早期即發現各有2處Ⅰ型肋骨骨折，這說明MRI檢查較早期CT 檢查在診斷隱匿性肋骨骨折上具有極大優勢。肋骨損傷的MRI 并不是常規進行的項目，且與心跳和呼吸有關的偽影可能會影響診斷，加上MRI 檢查時間較長，故不建議重度胸外傷患者做此項檢查。而對于無MRI 檢查禁忌證及無肺內并發癥跡象的輕度胸外傷患者可以推薦MRI 檢查作為常規檢查方式。

3.4 MRI檢查掃描方法及壓脂序列的比較

由于肋骨的走行方向為后上向前下，可采用平行于肋骨走行的斜橫斷位掃描，盡可能在同一層面上顯示一根肋骨的形態，有利于觀察肋骨骨折導致的信號改變。根據受傷部位的不同掃描角度有所不同，受傷部位越往下角度越大，一般掃描角度為25°～45°。先掃描STIR 序列，它是一種對場強要求不高的脂肪抑制序列，大的掃描FOV 也能取得較好的脂肪抑制效果[19]，一次掃描范圍可包全12 對肋骨，且受呼吸影響小，故掃描過程中患者只需平靜自由呼吸即可獲得滿意的圖像。但其成像時間長且在抑脂的同時也使其他呈短T1 信號的組織被抑制，影響其他組織的信號強度[20]。在此基礎上，本研究選擇T2-SPAIR 序列進行第二次補充掃描，此序列成像均勻、圖像信噪比高、掃描時間短，但其一次掃描范圍不宜過大，可包括5～6對肋骨，需根據STIR序列上異常信號范圍進行指定區域掃描，若骨折范圍過大，應分兩個區域進行掃描。值得注意的是，T2-SPAIR序列受呼吸運動影響大，故需要患者配合屏氣，一次屏氣需15 s，共3 次，多數患者配合良好。本研究發現這兩個序列在診斷肋骨骨折上具有較高一致性，而STIR 序列由于不受呼吸運動的影響，且一次掃描可包全12 對肋骨，方便肋骨骨折的計數和定位，同時有學者認為STIR 序列對骨折具有很高敏感性，可用于骨折的篩查[21]，故對于輕度胸外傷患者也可只掃描STIR序列用于診斷肋骨骨折。

3.5 局限性

首先，樣本量的不足導致Ⅱ型骨折數偏少，對Ⅱ型骨折的MRI 表現不能全面評估，因此，接下來會繼續擴大樣本量進行進一步驗證；其次，為了減少檢查時間，本研究掃描序列有限，不利于顯示肋骨以外的病變，在后續的研究中會根據實際情況適當增加一些序列；另外，考慮MRI 檢查不適用于嚴重創傷患者，本研究僅納入輕度胸外傷患者，限制了MRI 檢查在嚴重創傷患者中的應用。

綜上所述，MRI檢查對細微肋骨骨折具有較高診斷準確率及敏感性，能清晰顯示骨髓水腫(Ⅰ、Ⅱ型骨折)和骨膜下積液(Ⅰ型骨折)。由于MRI 檢查具有較高的性價比及無輻射的優點，MRI 可作為除CT 檢查以外的常規補充檢查項目應用于需行肋骨檢查的輕度胸部創傷患者。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。