多层螺旋CT三维重建在骨关节损伤诊断中的应用

蒋伟 龚海艇 唐震 陈克敏

多层螺旋CT三维重建成像在骨关节系统的应用价值已得到公认。其能直观、全面、清楚地显示骨折的立体形态和与各部位解剖结构的相互空间关系,为临床处置提供全面而准确的信息,在骨关节损伤的诊疗过程中已得到广泛应用[1]。本研究就于本院采用多层螺旋CT薄层扫描和三维重建技术的46例骨关节损伤患者的检查资料进行回顾性分析,旨在评价多层螺旋CT 三维重建技术在骨关节损伤中的应用价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料

本组46例,男性28例,女性18例,年龄15～63岁,平均39岁。均有外伤史,胫骨平台骨折7例、胫骨下段骨折2例、股骨头脱位伴髋臼骨折8例、胸椎5例、胸腰椎7例、腰椎11例、颈椎2例、肩关节2例、踝关节2例。46例患者在行多层螺旋CT和三维重建前,均作常规X线平片检查,在损伤后2～10 d内行多层螺旋CT薄层扫描及三维重建。

1.2 仪器和方法

使用PHILIPS Brilliances 16 CT扫描机进行扫描并行三维重建及多平面重建（multi-planar reformation,MPR）。检查方法包括:扫描时患者制动; 通过定位片确定扫描范围; 螺旋扫描,电压:120～140 kV,电流200～240 mA,扫描层厚3～5 mm,重建间隔1～1.5 mm; 利用机器上的三维重建软件,将已采集的容积数据进行三维骨重建及冠状位、矢状位和任意平面的MPR。

2 结果

6例股骨头脱位伴髋臼骨折患者中,4例通过三维重建发现骨块移位,并选择正确入路行手术内固定。5例胸椎骨折患者中,累及单个椎体者3例、累及2个或2个以上椎体2例。 7例胸腰椎压缩性骨折和11例腰椎压缩性骨折的患者中,显示合并椎管狭窄9例、椎体脱位6例、2例同时合并肩胛骨骨折（图1A）。2例颈椎骨折中,1例C1-2半脱位、1例寰椎前后弓骨折合并齿状突移位骨折。2例肩关节骨折中,1例三维重建显示上端骨折并嵌入肱骨头内,临床采用石膏外固定治疗,另1例X线显示左肱骨头下骨折,伴完全性肱骨头后脱位（图1B、1C）。7例胫骨平台骨折,发现平台劈裂和塌陷能通过图像的旋转切割予以精确显示（图1D）。2例胫骨粉碎性骨折中1例为开放性粉碎性骨折,三维重建旋转发现胫骨下段后内侧骨缺如,经手术证实。2例肋骨骨折中,1例在X线和CT横断位上难以显示,经MPR和三维重建得以显示（图1E）。2例踝关节骨折之一显示右侧内外踝粉碎性骨折及及小骨片（图1F、1G、1H）。

3 讨论

图1 MRI诊断不同部位骨折情况A:腰1压缩性骨折,MIP显示部分骨片向椎管内移位; B:VR显示左肱骨头下骨折,伴完全性肱骨头后脱位更加清楚; C:肱骨头骨折伴完全性后脱位的MPR及三维重建表现; D:MIP图象显示左侧胫骨平台外后侧骨折,可见骨折线走行; E:MIP可见横断位难以发现的肋骨骨折（右11后肋线形骨折）; F:利用VR并旋转最佳角度显示右侧内、外踝粉碎性骨折,并见小碎片; G:与E为同一病例,VR侧位观察骨折线走形; H:与E为同一病例,MIP显示骨折线走形方向

多层螺旋CT骨关节常用的重建方法有MPR、表面阴影显示法（shaded surface display,SSD）及容积再现三维成像（volume rendering technique,VRT）,行螺旋CT扫描必须选择合理的扫描参数,如螺距、层厚等,要获得理想的3D图像,检查前应设定完善的扫描计划,宜采用薄层和小的螺距,特别考虑在三维重建处理中尤其重要。

MPR是利用容积扫描所得的数据重建矢状位、冠状位、斜位甚至曲面图像,图像质量和横断面一致[2]。轴位扫描因体位不正影响观察者,通过MPR的调整可使双侧结构对称显示。MPR对周围软组织、关节内积血、腔内游离骨片的显示有独到之处。

VRT重建则是将每个层面容积资料中的所有体积元加以利用,对容积内不同像素施加不同透明度,可透过透明部分观察其后的结构实现三维立体显示,是一种较高形式的重建方法,二者空间立体感强,解剖关系清晰[3]。

SSD是按表面数学模式进行计算机处理,将超过预设的CT值的相邻像素连接而重组图像。

多层螺旋CT能高速地完成大范围的容积扫描,具有相似的X、Y及Z轴和强大的影像后处理功能[4],其三维重建及MPR图像清晰,不仅能发现平片难以诊断的微细骨折,而且还可以从多角度观察各骨骼之间的解剖关系,能较全面地了解骨折的程度、范围以及三维重建对各类骨折的分型,为手术入路、骨折复位、内固定及植骨提供客观依据。

多层螺旋CT轴位图像显示骨折有一定的限度。多平面重组矢状位、冠状位及斜位图像可以显示骨折线和骨碎片,尤其可以显示骨折内部骨折线的走形。MPR提供关节面信息更全面,更好地显示骨折的来源、旋转情况[5]。

多层螺旋CT比单层螺旋CT具有更多优越性,一次扫描获得多个层面的图像,减少了获得容积数据的扫描时间,并且提高了容积分辨率和时间分辨率[6-7]。多层螺旋CT骨关节三维重建技术是一种较新的影像学技术,它能立体、直观、清晰、多角度地显示关节解剖结构,其图像清晰,弥补了X线片的不足。在不增加X线扫描剂量的前提下,可做多方位立体重建,既方便了患者,也为临床诊断和治疗提供了很大的帮助,具有较高的临床应用价值。

[1]Ney DR,Fishman EK,Kawasguna A,et al.Comparison of helical CT with serial CT scanning with regard to three dimensional imaging of musculoskeletal anatomy[J].Radioiogy,1992,185(3):865-866.

[2]王土兴,王立章,俞方荣.多层螺旋CT在骨关节创伤中的应用价值[J].中国医学影像技术,2003,19(5):1031-1032.

[3]Fishman EK ,Magid D,Drebin RA,et al.Advanced threedimensional evaluation of acetabular truma:volumetric image procession [J].J Trauma,1989,29(2):214-218.

[4]Rydberg J,Buckwalter KA,Caldemeyer KS,et al.Multisection CT:scanning techniques and clinical applications[J].Radiograph ics,2000,20(6):1787-1788.

[5]王冬青,倪才方.螺旋CT三维和多平面重建在髋臼骨折中的应用[J].临床放射学杂志,2001,19(8):508-510.

[6]Novelline Robert A,M D,et al.Helical CT emergency radiology[J].Radiology ,1999,213(2):321-322.

[7]林日增,张雪林.螺旋CT在骨骼肌肉创伤中的应用[J].国外医学临床放射学分册,2001,24(1):15-16.