顱腦CT中晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面的一致性

張鑫盛,閆俁廷,孟 宇,馬張曼,舒震宇,龔向陽*

(1.浙江中醫藥大學第二臨床醫學院,浙江 杭州 310053;2.浙江省人民醫院 杭州醫學院附屬人民醫院康復醫學中心放射科,浙江 杭州 310014)

顱腦CT是評估急性腦卒中及顱腦損傷嚴重程度的一線影像學檢查方法[1-2],常以聽眥線作為掃描基線[3];保持聽眥線平面標準、一致有助于臨床比較同層面雙側顱腦解剖結構差異,及時發現并定位病灶位置,以及觀察診療過程中病灶的變化[4]。顱腦CT無法獲得理想軸位圖像時,需要技師通過參考外耳孔和眼外眥位置定位聽眥線而手動重組聽眥線平面;但外耳孔和眼外眥均為體表標志,難以在圖像中準確找定位,導致不同技師獲得的重組圖像存在較大差異[5];評價成像質量時,亦難以根據軸位圖像直接觀察實際掃描方向偏離聽眥線平面的程度。

晶狀體-外耳道連線平面指以晶狀體與同側外耳道連線為基線而行多平面重組(multi-planar reformation, MPR)所獲顱腦CT軸位平面,在空間位置上與聽眥線平面密切相關[5-6],但目前對其相關性及準確關系尚缺乏了解。本研究觀察顱腦CT中晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面的對應關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2021年1月—3月浙江省人民醫院圖像存儲與傳輸系統(picture archiving and communication system, PACS)中的378例顱腦CT平掃圖像,男192例、女186例,年齡17～88歲、中位年齡51.0(33.0,68.0)歲;按年齡分為≤20歲組(n=8)、21～40歲組(n=127)、41～60歲組(n=105)、61～80歲組(n=103)及>80歲組(n=35)。納入標準:圖像清晰,無異物或偽影干擾。排除標準:①未掃查或未掃全晶狀體、外耳道;②眼球病變、缺如或植入義眼。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Definition AS+、Toshiba Aquilion ONE CT掃描儀。囑患者仰臥、頭先進接受顱腦CT平掃;掃描參數:管電壓100～120 kVp,自動調節管電流,層厚和層間距均為5 mm,矩陣512×512;之后重建腦窗薄層圖像,重建層厚和層間距均為1 mm。

1.3 圖像處理 將378組顱腦腦窗薄層CT圖像以DICOM格式上傳至RadiAnt DICOM Viewer 64-bit軟件,對每組CT圖像行三維重組,并以晶狀體-外耳道連線為參考基線行MPR。

將三維重組圖像轉至側位,以模擬掃描前定位聽眥線時患者頭顱位置,于矢狀位MPR圖像上定位一側晶狀體及同側外耳道;之后由2名具有2年工作經驗的放射科醫師分別獨立在矢狀位MPR圖像中測量雙側晶狀體-外耳道連線與實際掃描方向的夾角α(圖1A),在三維重組圖像上測量雙側聽眥線與實際掃描方向的夾角β(圖1B),取雙側平均值后,以2名醫師平均測值作為最終結果;計算晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面的夾角θ,即α角與β角差值的絕對值。

圖1 基于顱腦CT圖像測量夾角α和β A.于矢狀位MPR圖像中測量α角的示意圖; B于三維重組圖像中測量β角的示意圖

1.4 統計學分析 采用SPSS 26.0和Graphpad Prism 9.4.1統計分析軟件。以Kolmogorov-Smirnov法對計量資料行正態性檢驗,以中位數(上下四分位數)表示不符合者,采用Kruskal-WallisH檢驗及Mann-WhitneyU檢驗進行多組間及2組間比較;以組內相關系數(intra-class correlation coefficient, ICC)評價2名醫師測量α角與β角結果的一致性,以ICC>0.75為一致性好。采用Bland-Altman分析比較α角與β角的差異。以Pearson相關系數評價α角與β角的相關性:|r|<0.2為極弱相關,0.2≤|r|<0.4為弱相關,0.4≤|r|<0.6為低度相關,0.6≤|r|<0.8為中度相關,0.8≤|r|<1為高度相關。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2名醫師測量各角度的一致性均好(ICC均>0.75)。α角、β角總平均值分別為6.01(3.78,8.53)°、5.90(3.83,8.70)°,二者呈顯著正相關(r=0.938,P<0.000 1,圖2)且一致性好(ICC=0.968);378例中,165例(165/378,43.65%)θ角<1°,141例(141/378,37.30%)θ角≥1°且<2°,其余72例(72/378,19.05%)θ角為2°,其中55例θ角位于95%CI內、17例在95%CI之外。見圖3。

圖2 α角與β角相關性的散點圖 [灰色虛線為均等線,表示y(β)=x(α)]

圖3 α角與β角差值Bland-Altman圖

θ角總平均值為1.18(0.55,1.80),≤20歲組、21～40歲組、41～60歲組、61～80歲組及>80歲組θ角分別為1.33(0.89,1.73)°、1.13(0.60,1.68)°、1.18(0.56,1.66)°、1.38(0.63,2.08)°及0.75(0.39,1.55)°,男性及女性分別為1.09(0.50,1.79)°及1.21(0.63,1.83)°,左側及右側分別為1.25(0.75,1.80)°及1.25(0.60,1.95)°。不同年齡、不同性別及不同側別之間θ角差異均無統計學意義(P均>0.05)。

3 討論

晶狀體-外耳道連線平面在空間位置上與聽眥線平面甚為接近。OTAKE等[6]基于乳頭體中心-小腦幕最后端連線采集頭部MRI,所獲圖像位置類似于基于聽眥線的顱腦軸位CT圖像,并由此實現了2種成像方式的基線比較,且測得乳頭體中心-小腦幕最后端連線與聽眥線夾角為(0.3±2.2)°;此外,該研究還發現可于同一層面頭顱MRI中顯示雙側晶狀體和外耳道。ICHIKAWA等[5]基于目標檢測算法對以聽眥線為基線的顱腦CT圖像進行自動重組,亦發現可于同一層面中顯示雙側晶狀體和外耳道。然而上述研究均未能定量評估晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面之間的位置關系。本研究通過測量α、β角及分析其相關性,量化評估晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面之間的對應關系。

實際臨床工作中,各種原因可致實際掃描方向偏離聽眥線,此時技師需要根據原始軸位圖像手動重組聽眥線平面圖像,所須參考的外耳孔和眼外眥均為體表標志,難以在CT圖像中準確定位,且受限于技師經驗,導致重組圖像差異較大[7]。相對而言,晶狀體和外耳道在軸位圖像上的解剖位置明確并較為固定[8],且晶狀體-外耳道連線與聽眥線近乎平行,本研究θ角為1.18(0.55,1.80)°,故以之為基線行圖像重組所獲軸位圖像與基于聽眥線平面近乎一致,并可避免不同技師選擇解剖標志不同或不固定導致重組圖像存在差異的情況。

控制圖像質量對臨床診斷至關重要;評價圖像質量是其中的關鍵環節[9-10]。目前評價圖像質量缺少客觀標準,在很大程度上依賴評價者主觀經驗[11-12];且相比主觀評價,定量評估能更直觀、準確地反映圖像質量,有助于監督及規范技師操作、提高臨床診斷準確性[13]。以聽眥線為基線進行顱腦CT掃描是規范操作之一,圖像質量可反映技師定位聽眥線能力,但評價過程中難以直接通過軸位圖像準確顯示實際掃描方向偏離聽眥線的程度。本研究結果顯示,晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面近乎一致,二者相關性及一致性均好,且其差值多位于95%CI區間內,提示顱腦CT掃描中,可采用晶狀體-外耳道連線作為基線。

本研究的主要局限性:①為單中心、回顧性研究;②顱腦CT平掃和重組參考基線在不同國家及地區有所差異;③定位晶狀體-外耳道連線須于CT圖像中同時完整顯示雙側晶狀體和外耳道,如未掃或未能掃全,則需另外尋找解剖參考標志;④未考慮晶狀體隨眼球運動及外耳道形態對角度測量結果準確性的影響[14],有待未來加以完善。

綜上所述,晶狀體-外耳道連線平面與聽眥線平面具有較好的一致性;顱腦CT掃描時,可采用晶狀體-外耳道連線作為基線。