Argus软件与人工法测量3.0T MRI扫描距骨坏死体积的比较

董玉茹，王　宏，杨　军，冯　虎，尹媛媛

100039北京, 武警总医院：1. 磁共振中心，2. 骨一科

Argus软件与人工法测量3.0T MRI扫描距骨坏死体积的比较

董玉茹1，王宏1，杨军2，冯虎2，尹媛媛1

100039北京, 武警总医院：1. 磁共振中心，2. 骨一科

距骨位于胫腓骨与足舟骨之间，是唯一无肌肉附着的骨骼，是足部主要负重骨骼之一。踝关节严重损伤时，可破坏距骨血供，导致距骨缺血性坏死[1]，不及时治疗可影响距骨形态，出现塌陷及变形等，形成踝关节骨性关节炎。因此，早期诊断并测量坏死体积，有效及时处理距骨缺血性坏死，可遏制严重踝关节疾病的发生和发展。文献[2]报道，坏死体积比例达30%时，是距骨塌陷的危险临界指标，因此预防距骨塌陷对于踝关节功能修复具有重要临床意义。目前，人工测量依然是MRI定量距骨坏死体积的主要手段[3]，但该方法耗时费力，且不同测定者得出的数据也稍有差异。Argus软件最初应用于心脏容积的测量，后亦应用于肝脏体积及癌症病灶的定量[4]，本研究尝试将其应用于距骨坏死体积的测定。利用MRI三维分割图像测定坏死体积的方案更是其临床诊断的一大突破，为坏死体积的定量测定奠定了坚实基础。

1对象与方法

1.1对象选择我院2012-06至2014-03收治的踝关节疼痛患者20例，其中男12例，女8例；年龄25～71岁，平均48.6岁；病程2个月～4年，平均24个月。临床症状主要为踝关节疼痛、肿胀、屈伸受限，尤其活动时踝关节疼痛加剧。20例均为单侧发病，右侧11例，左侧9例，其中16例有明确的外伤史。20例临床血常规和类风湿因子检查均无异常。所有患者均依据临床查体、X线片、MRI表现进行临床诊断，排除血管损伤和神经损伤患者。

1.2检查方法X线片拍摄采取标准投射位，包括前后位和侧位片。采用德国西门子公司3.0 T Trio Tim超导磁共振扫描仪检查，取仰卧位，固定患侧踝关节，常规使用踝关节线圈，采集中心定位距骨关节内外连线中心点。扫描矢状位T1WI、T2WI加脂肪抑制，冠状位T2WI加脂肪抑制，横轴位T2WI加脂肪抑制，层厚2.0 mm，无层间距，矩阵256×256，视野17 cm×17 cm。T1及T2加权磁共振扫描序列(表1)。

表1　踝关节疼痛患者磁共振扫描序列

1.3图像分析将所获得图像通过PACS系统传输到医生影像工作站，结果由两位影像科具有副主任医师职称的医师分别经人工法和Argus软件评价并汇总，评价内容包括病灶大小、形态、边界及MRI信号分析，分别用两种方法定量测定距骨坏死体积。

1.3.1人工法在媒体浏览器模式下利用手工绘出距骨外形轮廓，通过各层面积×层厚×层数计算出距骨总体积，同样的方法再计算出距骨坏死体积，并统计计算体积时间，最后结果取两位医师平均值。

1.3.2Argus软件同样先把相同的图像载入Argus浏览器，激活绘制轮廓按钮，利用半自动模式绘出距骨外形轮廓，可采用nudge轻推工具校正外形轮廓，获得满意绘制外形轮廓后进行容积分析，在子菜单结果点击volume容积，计算容积结果。在原有数据上利用nudge轻推工具移动边界线至坏死外缘，计算出距骨坏死体积，并统计计算体积时间，取两位医师平均值。

2结果

人工法和Argus软件测定距骨坏死体积，其左右径、前后径和深度，以及总体积比较，差异均无统计学意义。人工法测量距骨坏死体积所用时间长于Argus法，差异有统计学意义(P<0.05，表2)。MRI扫描序列典型图像(图1)，Argus软件测量距骨坏死体积模式(图2)。

表 2　Argus软件和人工法测定距骨坏死体积的比较　±s)

图1　踝关节距骨损伤MRI扫描序列

A. 距骨矢状位T2加权脂肪抑制像；B. 距骨矢状位T1加权像；C. 距骨冠状位T2加权脂肪抑制像；D. 距骨横轴位T2加权脂肪抑制像

图2　Argus软件测量距骨坏死体积

3讨论

常规X线片和CT不能判断骨髓的损伤程度，关节镜可以清晰显示骨髓病变，但要在局部麻醉下进行，为有创检查，患者难以接受。MRI能够较好显示骨髓损伤，而且为无创性影像学检查方法，是距骨损伤诊断的首选工具[3,5]。

3.0T MRI及T2加权抑脂序列等对软组织分辨率高，可反映组织质子密度变化，与周围结构界限清晰，有利于体积的测量，本研究采用2 mm层厚，无间隔薄层扫描，层厚最佳，体积测量的准确性明显提高。如层厚太厚，体积测量的准确性将受到影响[6,7]。

本研究结果显示，使用人工法和Argus软件对距骨坏死损伤进行体积测量，所用时间分别为(37.8±4.9)min和(10.5±3.1)min，Argus软件法较人工法节约近25 min，差异有统计学意义(P<0.05)。

两种测量方法从测量原理上分析，前者在图像后处理工作站上人工操作，用鼠标对坏死感兴趣区结构进行精细逐层分割，不规则坏死边缘分割过程繁杂且耗时，准确度略低，所获体积由人工计算，一次绘制不满意需反复操作，临床应用会有一定困难；而Argus软件在损伤最大层面绘出轮廓后，软件根据信号差异自动分割获得坏死边缘，定位准确，准确度高，多余的非感兴趣区采用nudge轻推工具校正边缘轮廓，最后坏死部分经过软件自动计算获得坏死体积，操作较为容易，简单理想，重复性好[8]。

本研究分别采用Argus软件与人工法定量测量数值的差异，以探讨Argus软件测定距骨缺血性坏死体积的可行性。结果表明，Argus软件对坏死边缘能较好区分，进行坏死体积分割所得坏死体积与人工测量相一致，与文献[7]报道相符。Argus软件可用于MRI测定时分析骨坏死体积，为关节疾病的早期诊断及疾病评估提供更省时且有相对固定标准的后处理定量测量技术。

总之，MR Argus软件用于距骨坏死体积测量与人工方法相比，明显节约时间，重复性好，误差小，有利于边缘轮廓校正，相对准确，在临床进行MRI测量距骨坏死的体积上具有较高的应用价值。

【参考文献】

[1]Golano P, Vega J，Peter A，etal. Anatomy of the ankle ligaments: a pictorial essay[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2010,18: 557-569.

[2]雷新玮,展影,屈瑾, 等. 非创伤性股骨头缺血性坏死塌陷预测的MRI研究 [J]. 中华放射学杂志, 2013, 47(6): 529-533.

[3]Goebel J C, Pinzano A, Grenier D,etal. New trends in MRI carlilage: advances and limitations in small animal studies[J]. Biomed Mater Eng, 2010, 20(3): 189-194.

[4]John J, Herman S, Ginai A Z,etal. The additional value of an oblique image plane for MRI of the anterior and posterior distal tibiofibular syndesmosis [J]. Skeletal Radiol, 2011, 40: 75-83.

[5]魏民, 刘玉杰, 李众利, 等. 距骨软骨损伤MRI表现与关节镜检查对照研究[J]. 军医进修学院学报, 2012, 33(11): 1121-1122.

[6]Sahin B, Ergur H. Assessment of the optimum section thickness for the estimation of liver volume using magnetic resonance images: a stereological gold standard study [J]. Eur J Radiol, 2006, 57(1): 96-101.

[7]穆学涛, 王宏, 吴春楠, 等. Argus和手工测量法对活体肝移植供体术后肝体积测量的对比研究[J].医疗卫生装备,2012, 33(1): 70-72.

[8]马聪, 张礼荣, 尉传社, 等. 3.0T MR半自动软件软骨体积定量测量的可重复性及准确性[J]. 中国医学影像技术, 2010, 26(4): 760-763.

(2014-10-13收稿2014-12-10修回)

(责任编辑武建虎)

【摘要】目的比较3.0T MRI扫描定量测量距骨坏死体积时采用Argus软件与人工法测量数值的差异，旨在为关节疾病的早期诊断及疾病评估提供更省时且有相对固定标准的后处理技术。方法选择2012-06至2014-03踝关节疼痛患者20例，采用3.0T磁共振扫描仪检查，采集图像由专业影像科医师分别用人工法和Argus软件对病灶大小、形态、边界及MRI信号分析，比较两种方法定量测量距骨坏死体积的差异。结果人工法和Argus测量距骨坏死体积结果分别为(689.32±29.46) mm3和(671.66±23.01)mm3，差异无统计学意义(t=1.164, P=0.155)。人工法和Argus测量距骨坏死体积，所用时间分别为(37.8±4.9) min和(10.5±3.1)min，Argus用时少于人工法，差异有统计学意义(P<0.05)。结论与人工法测量相比，Argus半自动测量坏死体积具有省时、重复性好、直观、人为误差小的特点，值得临床广泛推广。

【关键词】MRI；距骨坏死；Argus软件；人工法

【中国图书分类号】R445.2

Comparative study of Argus software and artificial method for quantitative measurement of volume of necrotic talus after 3.0T MRI scans

DONG Yuru1, WANG Hong1, YANG Jun2, FENG Hu2, and YIN Yuanyuan1. 1.Department of MRI, 2. Department of Orthopedic Surgery, General Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces, Beijing 100039, China

【Abstract】ObjectiveTo compare the numerical difference between the Argus software and artificial method for quantitative measurement of talar necrosis volume separately after 3.0 T magnetic resonance scanning, for the purpose of early diagnosis and evaluation of disease of joint disease with less time and provide a relatively fixed standard quantitative measurement technique. MethodsFrom June 2012 to March 2014, 30 patients with ankle pain were recruited for this study. Using 3.0T MRI scanner, analysis was made of lesion size, shape, boundary and magnetic signal respectively by the artificial method and using the Argus software by professional radiology doctors and the volume of talus necrosis was obtained. The difference of the two methods of quantitative determination of necrosis talus volume was compared. ResultsThe results of artificial method and Argus of talar necrosis volume were (689.32±29.46) mm3and (671.66±23.01) mm3, respectively, with statistically significant difference (t=1.164, P=0.155). And the time required were (37.8±4.9) min and (10.5±3.1) min, respectively, the comparison between the two methods had significant difference. Argus used significantly less time than the artificial method, the difference was statistically significant (P<0.05). ConclusionsCompared with artificial measurement, Argus software semi-automatic measurement of talar necrosis volume has the advantages of time saving, good repeatability, intuitiveness, and human error small, worthy of clinical practice.

【Key words】magnatic resonance imaging；necrosis of talus；Argus software；artificial method

通讯作者：王宏，E-mail：wanghongMRI@sina.com

作者简介：董玉茹，硕士，副主任技师，E-mail：dongyuru@sohu.com