雙能量CT虛擬去鈣技術(shù)對(duì)肩關(guān)節(jié)區(qū)隱匿性骨折的診斷價(jià)值*

榮育威，許文杰，易大勇，殷詠強(qiáng)，李芳，饒文浩

（湖南省岳陽(yáng)市人民醫(yī)院1.影像中心；2.骨科，湖南 岳陽(yáng) 414000）

創(chuàng)傷性骨髓水腫，即骨挫傷，是一種隱匿性骨折。由于外傷致骨髓出血水腫，且合并松質(zhì)骨的骨小梁微骨折，細(xì)胞外間隙和/或組織間質(zhì)液滲出出血，受傷部位易被鄰近組織（主要為骨及腫脹的軟組織）所重疊掩蓋。數(shù)字X 線攝影（DR）是最基本的傳統(tǒng)檢查，無(wú)法發(fā)現(xiàn)隱匿性骨折，計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）在診斷骨關(guān)節(jié)創(chuàng)傷有很好的應(yīng)用，特別是三維檢查的應(yīng)用，能發(fā)現(xiàn)細(xì)微骨折。但臨床仍常常遇到癥狀明顯，而CT 表現(xiàn)陰性病例，即創(chuàng)傷性骨髓水腫。磁共振成像（MRI）檢查則在此表現(xiàn)出無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但部分患者難以忍受幽暗的密閉空間。加之檢查時(shí)間長(zhǎng)，疼痛患者難以固定制動(dòng)，易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影。因此MR 檢查在急性外傷中的應(yīng)用仍受到制約。此時(shí)雙能虛擬去鈣（VNCa）技術(shù)因?yàn)槠鋵?duì)不同組織結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的分析能力，可提供較好的檢查手段［1-2］。使用材料分解程序，減去鈣而創(chuàng)建VNCa 技術(shù)圖像，再將剩余的組織進(jìn)行顏色編碼，用于評(píng)判骨髓水腫，即應(yīng)用于急性隱匿性骨折檢測(cè)。至目前為止，許多研究已經(jīng)證明了VNCa 在臨床急診領(lǐng)域的實(shí)用價(jià)值［3-8］。以往大部分文獻(xiàn)著重研究在膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)隱匿性骨折方面雙能量CT VNCa 技術(shù)的應(yīng)用［9-10］，而在研究肩關(guān)節(jié)周?chē)请[匿性骨折方面的應(yīng)用較少。本研究旨在將第四代雙源雙能量CT 的VNCa 技術(shù)應(yīng)用于肩關(guān)節(jié)周?chē)请[匿性骨折的病例診斷，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證此方案的檢測(cè)能力，為臨床診斷肩關(guān)節(jié)周?chē)请[匿性骨折提供一種新型便捷的檢查手段和診斷方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2020 年1 月至2022 年3 月的相關(guān)患者資料30 例，所有患者均簽訂知情同意書(shū)，其癥狀包含肩關(guān)節(jié)有外傷史且關(guān)節(jié)活動(dòng)性障礙，同時(shí)臨床診斷為肩關(guān)節(jié)隱匿性骨折。其中男17 例，女13例；年齡15～67 歲，平均36.5 歲。以下四種情形作排除標(biāo)準(zhǔn)：①受傷部位有明顯移位性骨折或者骨皮質(zhì)斷裂；②有惡性腫瘤病史；③患者此前遭受外傷致肩部骨髓損傷，患處肩關(guān)節(jié)周?chē)怯袃?nèi)固定和/或處于恢復(fù)階段；④患者有明顯檢查禁忌證。同時(shí)，雙源雙能量CT 檢測(cè)技術(shù)或MR 成像質(zhì)量均可符合診斷要求。本研究將患者的CT 和MR檢查時(shí)間間隔控制在5 d 之內(nèi)。

1.2 檢查方法

MRI 檢查采用聯(lián)影3.0T MR 機(jī)，肩關(guān)節(jié)專(zhuān)用線圈。行患側(cè)關(guān)節(jié)的橫斷面、冠狀面、斜矢狀面T2 加權(quán)壓脂成像［參數(shù)為重復(fù)時(shí)間（TR）：2 646 ms，回波時(shí)間（TE）：62.1 ms］及冠狀面T1（參數(shù)為T(mén)R：560 ms，TE：12.54 ms）掃描。層厚3 mm，層間距10 mm。

CT 檢查為西門(mén)子第四代雙源CT。對(duì)患者受傷部位行CT 掃描并進(jìn)行雙能量后處理，得到患者受傷肩部的雙能量CT 圖。患者仰臥位，掃描范圍涵蓋鎖骨、肩胛骨、肱骨上段。檢查結(jié)束后，所有圖像自動(dòng)傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡維yngo 中。打開(kāi)軟件Dual Energy 中的Bone Marrow 選項(xiàng)進(jìn)行圖像處理，通過(guò)雙能去鈣處理和彩色編碼轉(zhuǎn)換的方法，生成VNCa 偽彩圖。

1.3 圖像分析

評(píng)估對(duì)象為肩關(guān)節(jié)周?chē)羌措殴巧隙巍⒓珉喂恰㈡i骨。將肩關(guān)節(jié)劃分成9 個(gè)區(qū)域，肱骨上段、鎖骨、肩胛骨各3 個(gè)區(qū)域，肱骨上段為內(nèi)側(cè)區(qū)域，鎖骨為中側(cè)區(qū)域，肩胛骨為外側(cè)區(qū)域。以MRI 為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)以下情況時(shí)，即判斷出患者有肩關(guān)節(jié)周?chē)枪撬钃p傷：①患者骨質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)斑片狀或細(xì)條片狀T1 低或略低信號(hào)；②患者骨質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)斑片狀或細(xì)條片狀T2 壓脂高或略高信號(hào)。對(duì)患者患處行雙能量CT VNCa 技術(shù)，若患者受傷部位的VNCa 圖出現(xiàn)斑片狀密度增高影，則判斷患者肩關(guān)節(jié)周?chē)谴嬖诠撬钃p傷。再由兩名（或以上）擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的資深醫(yī)師（副主任醫(yī)師以上）分別獨(dú)立診斷，評(píng)判患者的受傷處VNCa 圖是否存在骨髓損傷，于冠狀位或矢狀位像上，檢測(cè)患者正常區(qū)域和受傷區(qū)域，得到雙能量CT VNCa 后的CT值，通過(guò)計(jì)算得到二者CT 值的差。需要注意的是，規(guī)定感興趣區(qū)（ROI）的面積不小于20 mm2，且需避開(kāi)骨皮質(zhì)以下，2 mm 內(nèi)的區(qū)域和存在骨質(zhì)硬化的區(qū)域。對(duì)肩部的各個(gè)分區(qū)做3 次CT 值測(cè)量，取平均值。以MRI 圖像作為評(píng)判標(biāo)桿，評(píng)判估計(jì)醫(yī)師的主觀評(píng)價(jià)與實(shí)際患側(cè)的CT 的差值對(duì)肩關(guān)節(jié)隱匿性骨折的檢測(cè)能力與效果。通過(guò)豐富經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師對(duì)患者獨(dú)立判診得到的受試者工作特征（ROC）曲線圖，觀察二者對(duì)肩關(guān)節(jié)骨髓損傷診斷的敏感性及特異性。將Kappa 值的大小作為在肩關(guān)節(jié)骨髓損傷方面，評(píng)價(jià)主觀評(píng)斷方法和客觀診斷方法二者的相關(guān)性和一致性的依據(jù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。使用Mann-WhitneyU算法，對(duì)水腫區(qū)域的CT 值和正常區(qū)域的CT 值進(jìn)行對(duì)比分析；使用Pearson 檢驗(yàn)和線性回歸分析算法，對(duì)得到的CT 值同VDR 進(jìn)行相關(guān)性分析；使用ROC 算法，對(duì)于CT 的測(cè)量參數(shù)同骨髓水腫檢測(cè)能力的相關(guān)性進(jìn)行分析；最后通過(guò)U檢驗(yàn)對(duì)二者進(jìn)行進(jìn)一步分析。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

樣本中，30 例患者的DR 和/或常規(guī)CT 檢查，肩關(guān)節(jié)周?chē)匆?jiàn)骨折。35 個(gè)肩關(guān)節(jié)共計(jì)350 個(gè)區(qū)域（肱骨上段、鎖骨、肩胛骨），MRI 顯示鎖骨、肱骨上段、肩胛骨共出現(xiàn)255 個(gè)區(qū)域骨髓損傷。VNCa 圖中顯示鎖骨、肱骨上段、肩胛骨256 個(gè)區(qū)域骨髓損傷。VNCa 圖CT 差值顯示鎖骨、肱骨上段、肩胛骨258 個(gè)區(qū)域出現(xiàn)骨髓損傷。見(jiàn)表1。

表1 VNCa 主觀評(píng)價(jià)和CT 差值評(píng)價(jià)及MR 圖顯示肩關(guān)節(jié)周?chē)菗p傷區(qū)域的結(jié)果對(duì)照（n=350 區(qū)域）

VNCa 圖的主觀評(píng)價(jià)同雙能量CT 掃描結(jié)果的差值對(duì)患者肩關(guān)節(jié)骨髓損傷的判斷結(jié)果同MRI 成像有很好的相關(guān)一致性。其中VNCa 圖的主觀評(píng)價(jià)的Kappa 值為0.831，雙能量CT 掃描結(jié)果的差值 Kappa值為0.859，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)果顯示，醫(yī)師主觀評(píng)價(jià)及雙能量CT掃描結(jié)果差值評(píng)價(jià)的曲線下面積（AUC）分別為0.881、0.889，敏感性分別為92.1%、95.3%，特異性分別為92.2% 和95.4%，準(zhǔn)確度分別為85.4%、90.6%。

如圖1 所示，右肩關(guān)節(jié)三維CT 之MPR 冠狀位，右肱骨近段未見(jiàn)明顯骨折；圖2 右肩關(guān)節(jié)雙能量CT VNCa 圖顯示右肱骨近段片狀偽彩影，示右肱骨近段外科頸區(qū)骨挫傷；圖3 右肩關(guān)節(jié)MRI 之冠狀位STIR 序列，顯示右肱骨近段外科頸區(qū)片狀高信號(hào)，與雙能量CT VNCa 圖完全一致；圖4 右肩關(guān)節(jié)三維CT 之MPR 矢狀位，右肱骨近段未見(jiàn)明顯骨折；圖5 矢狀位雙能量CT VNCa 圖與圖6 MRI 矢狀位STIR 序列病灶幾乎一致。

圖1 CT 冠狀位MPR 重建

圖2 冠狀位VNCa 圖

圖3 MRI 冠狀位

圖4 CT 矢狀位MPR 重建

圖5 矢狀位VNCa 圖

圖6 MRI 矢狀位

3 討論

日常生活中，肩關(guān)節(jié)屬于活動(dòng)最頻繁、運(yùn)動(dòng)幅度量最大、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的關(guān)節(jié)之一，同時(shí)肩關(guān)節(jié)也是最易受損傷的部位之一。對(duì)于肩關(guān)節(jié)的影像學(xué)檢查方法，主要有DR、CT、MRI 三種。急診外科，采用的首要檢查方法為DR，但此檢查方法有諸多不足，因肩關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)原因，前后重疊，且DR 密度分辨率低，對(duì)于細(xì)小撕脫性骨折或隱匿性骨折，幾乎不能顯示。雖然骨挫傷（外傷性骨髓水腫）可通過(guò)人體自我修復(fù)方式自愈，但若及時(shí)診治（如包扎或囑咐患者制動(dòng)等）可防止損傷進(jìn)一步加重，減輕患者的身體及心理痛苦，生活質(zhì)量得到提高。目前，CT 和MR 已逐漸成為肩關(guān)節(jié)外傷后重要檢查方法。當(dāng)患者因外傷就診時(shí)，首先通過(guò)DR 對(duì)受傷處篩查；若DR 檢查結(jié)果為陰性（或存在可疑骨折）時(shí)，則進(jìn)一步行CT 掃描。CT 優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)多平面重組，可進(jìn)一步明確判斷受傷處是否存在骨折。若DR 和常規(guī)CT 掃描結(jié)果陰性，但病人臨床癥狀表現(xiàn)嚴(yán)重，那么必須采用MRI 檢查，以排除骨挫傷情況。

MRI 檢查被認(rèn)為是診斷骨挫傷的最佳方法，但同時(shí)MRI 掃描存在諸多禁忌證，如：掃描時(shí)間長(zhǎng)、預(yù)約流程復(fù)雜、等候時(shí)間久、檢查價(jià)格不菲、需要被檢測(cè)者身體中無(wú)金屬異物等。對(duì)急診患者諸多不利，幾乎無(wú)法開(kāi)展。

雙能量CT VNCa 技術(shù)應(yīng)用于急診外傷患者檢查，能很好解決MRI 這一難題。雙能量CT 掃描，檢查時(shí)間短，出具結(jié)果快，易于醫(yī)師快速判斷急診外傷患者的受傷情況，從而節(jié)約了寶貴時(shí)間來(lái)診治患者。雙能量CT 通過(guò)三物質(zhì)分離算法，達(dá)到去除特殊物質(zhì)或量化某一物質(zhì)的目的。具體而言，VNCa 技術(shù)粗略把鈣、紅骨髓和黃骨髓三者以既定比例混合，大致認(rèn)為其三者組成的混合物構(gòu)成了人類(lèi)骨骼。此方法的優(yōu)勢(shì)在于，鈣的CT 值較高，紅骨髓的CT 值近似軟組織，而黃骨髓的CT 值近似于脂肪，患者的骨髓損傷后，則水腫出血，從而造成骨髓CT 值升高。VNCa 技術(shù)通過(guò)分離算法去除了鈣離子，直接顯示骨髓腔體內(nèi)的出血或水腫，醫(yī)師可直接判斷分析患處的受傷情況。目前在骨髓挫傷的研究中，有兩種雙能量CT VNCa 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)球管發(fā)出射線源分為單源雙能量CT 和雙源雙能量CT，本研究使用的是Siemens 第四代雙源雙能量CT。

本文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析得出，VNCa 圖的主觀評(píng)價(jià)和雙能量CT 差值評(píng)價(jià)在肩關(guān)節(jié)周?chē)枪撬钃p傷方面，同MRI 的相關(guān)性良好。相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如AUC、準(zhǔn)確度、敏感性、特異性均較高［9-10］，但在VNCa 的觀圖評(píng)價(jià)和CT 差值評(píng)價(jià)結(jié)果里，仍存在誤判出假陽(yáng)性、假陰性的問(wèn)題。筆者認(rèn)為可能存在以下原因?qū)е麓朔N情況的發(fā)生：①隨著年齡變化，肩關(guān)節(jié)周?chē)莾?nèi)紅、黃骨髓比例會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致主觀評(píng)價(jià)誤判。②隨著年齡增長(zhǎng)，肩關(guān)節(jié)發(fā)生退變，或因生活中過(guò)度使用肩關(guān)節(jié)導(dǎo)致慢性損傷，從而導(dǎo)致骨髓水腫或骨質(zhì)硬化等問(wèn)題；某些病變?cè)谠缙诘牟≡铍[蔽性較高，如轉(zhuǎn)移瘤前期、炎癥等，可致骨髓水腫。若肩關(guān)節(jié)周?chē)琴|(zhì)出現(xiàn)硬化，但患處骨髓損傷較小，也可導(dǎo)致VNCa 圖的主觀評(píng)價(jià)和CT 差值的客觀評(píng)價(jià)判斷失誤，出現(xiàn)假陰性情況；若患處存在退變，或其它病變導(dǎo)致早期骨髓水腫，易誤把不相干病變導(dǎo)致的骨髓水腫誤判為骨髓損傷。③肩胛骨屬于扁骨，形態(tài)不規(guī)則，同時(shí)受肺部影響，或者難以觀察到肩胛骨的畸變，導(dǎo)致誤判為假陰性。

本研究中，患者的年齡從15 歲到67 歲，跨度很大，老年患者常因肩關(guān)節(jié)退變加速影響診斷的準(zhǔn)確性。在此筆者沒(méi)有著重研究年齡因素對(duì)于雙能量CT VNCa 技術(shù)診斷的誤判影響，待后續(xù)研究將此因素納入。

綜上所述，雙能量CT VNCa 技術(shù)具有非常大的應(yīng)用前景，本研究?jī)H限于對(duì)肩關(guān)節(jié)隱匿性骨折診斷的敏感性、特異性和準(zhǔn)確度進(jìn)行了分析。此方法與MR 檢查具有較高的相關(guān)性和一致性，是一種新行的便捷的深受臨床歡迎的判斷隱匿性骨折的檢查方法。