骨科内植物植入术后局部软组织病变的超声应用价值

袁 宇YUAN Yu

高金妹1GAO Jinmei

郭 林2GUO Lin

谷 超3GU Chao

骨科内植物植入术后局部软组织病变的超声应用价值

袁 宇1YUAN Yu

高金妹1GAO Jinmei

郭 林2GUO Lin

谷 超3GU Chao

作者单位
1.天津市天津医院超声科 天津 300211
2.天津市天津医院放射科 天津 300211
3.天津医科大学基础医学院 天津 300070

目的 骨科手术后，进行CT或MRI检查时金属内植物的伪影常严重影响图像质量，局部软组织病变显示受限，本研究旨在探讨金属内植物植入术后超声检查对局部软组织病变的应用价值。资料与方法 对70例各种骨科金属内植物植入术后手术区域进行超声检查，记录包括病灶的形态、大小、内部回声、边缘情况、有无包膜及钙化、血流情况等声像图特征。回顾性分析纳入患者的临床资料以及X线平片、CT、MRI检查的影像学资料，比较超声检查与其他影像检查的敏感度。结果 超声检查诊断血肿20例，脓肿5例，假性动脉瘤5例，骨化性肌炎3例，骨肿瘤复发15例，周围神经损伤12例。超声诊断对内植物植入术后周围软组织病变的敏感度、特异度、准确度分别为89.4%、75.0%、88.6%，明显高于X线、CT、MRI检查（χ2=78.642、46.596、61.371，P＜0.01）。血肿为边界清楚、内部回声均匀的低至无回声区。脓肿为囊实性混合回声，囊腔内脓液点状回声可浮动，彩色多普勒显像示中心区无血流信号。假性动脉瘤表现为动脉周围囊性包块，囊内血流旋转流动，颈部可探及典型的双期双向频谱信号。骨化性肌炎表现为肌肉内出现不规则的强回声伴声影。骨肿瘤复发时可见低回声软组织肿块，肿块内多可探及血流信号，出现虫蚀样骨质破坏。外周神经损伤时可致神经肿胀增粗、回声减低。结论 超声检查在对金属内植物植入术后的软组织等结构观察中有较高的准确性，可作为首选方法。

骨疾病；假体和植入物；超声检查，多普勒，彩色；血肿；脓肿；动脉瘤，假性；肌炎，骨化性；肿瘤复发，局部；神经损伤

通常在骨科手术后使用X线检查对患者体内植入的钢板、螺钉、假体等金属内植物的骨科情况进行评价，但是X线检查密度分辨力较低，在软组织病变的诊断中受到较大的限制。虽然低场强MRI可以对部分金属内植物进行扫描，但是会产生明显的金属伪影，影响周围软组织情况的观察。CT检查金属内植物时也有明显的金属伪影，图像质量大大降低，无法满足诊断要求[1]。超声可以多角度、多切面地对手术区域进行检查，对于软组织病变的显示能力与MRI相似，可作为影像学诊断的初选方法[2]。本研究探讨超声检查对不适于其他影像学检查的内植物植入术后局部软组织病变的诊断准确性，评价其应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性纳入2011年4月—2014年8月天津市天津医院因各类骨科疾病行金属内植物植入术后的70例患者，其中男51例，女19例；年龄16～72岁，平均（42.3±11.2）岁；各类骨折内固定术后43例，人工关节置换术后9例，骨肿瘤切除假体置换或内固定术后18例。所有患者均行术后X线平片检查，48例行CT检查，9例行MRI 检查。

1.2 仪器与方法 使用GE Logiq 7 Pro型及GE Logiq E9型彩色多普勒超声诊断仪，探头频率根据部位不同选用4～6 MHz或7～12 MHz。患者取仰卧位或俯卧位，对患者手术区域进行多切面、多方位的扫查。观察手术区域皮下软组织、深部肌肉、神经、骨骼情况、内植物位置以及周围是否有异常回声区域，观察病灶的形态、大小、内部回声、边缘情况、有无包膜及钙化等，应用彩色多普勒超声观察病灶血流丰富程度、流速、阻力指数等情况。超声检查由从事肌肉骨骼超声检查的1名副主任医师在不知道其他影像学检查结果的情况下完成并做出诊断。

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0 软件，各种检查方法敏感度的组间比较采用χ2检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料结果 20例血肿经穿刺抽吸证实17例，3例因范围局限未做特殊处理，经随诊吸收证实。5例脓肿均经病灶清理手术证实。2例骨化性肌炎结合临床症状体征及X线影像表现和后期随访最终确诊。5例假性动脉瘤和18例骨肿瘤复发均经手术及术后病理结果证实。16例周围神经损伤中，7例行神经松解手术治疗，9例肌电图检查为轻度损伤的患者经随访症状均逐渐恢复。

2.2 超声与临床诊断结果 70例患者金属内植物术后超声与临床诊断结果见表1。超声检查对血肿、脓肿、假性动脉瘤的诊断与临床诊断相符。经手术证实肿瘤复发18例，其中超声检出15例，假阴性3例，均为髓腔内复发破坏，外部无明显软组织肿块生长；周围神经损伤16例，超声检出12例，4例假阴性超声显示连续性存在，回声大致正常，肌电图提示均为轻度神经损伤，且随访患者症状逐渐减轻。超声检出骨化性肌炎3例，其中假阳性1例，超声显示肌肉内回声不均。超声检查阴性10例，临床诊断阴性4例。

表1 70例患者金属内植物术后超声与临床诊断结果（例）

2.3 诊断效能 超声检查的敏感度为89.4%（59/66），特异度为75.0%（3/4），准确度为88.6%（62/70），其中对血肿、脓肿及假性动脉瘤的诊断准确度均为100%（30/30），对肿瘤复发、神经损伤的诊断准确度分别为83.3%（15/18）、75%（12/16）。X线、CT、MRI检查的敏感度分别为12.1%（8/66）、58.3%（28/48）、44.4%（4/9），与超声检查比较差异均有统计学意义（χ2=78.642、46.596、61.371，P＜0.01）。见表2。

表2 各种影像检查方法的诊断效能比较（例）

2.4 超声表现 正常表现：骨折内固定术后表现为骨骼形态正常，断端对位较好，内固定物与正常骨骼连接紧密，周围无异常回声区域，根据时间不同可见数量不等的骨痂形成。肿瘤患者采取瘤段切除假体置换术后，假体与正常骨质相延续，骨质表面光滑，无侵蚀破坏和骨膜反应形成，周围无异常回声区域。

血肿：超声表现为手术区域内不同位置的无回声区，部分可包绕骨骼及内植物（图1）。血肿大小、形态不一，边界清楚，多数内部回声均匀，为低至无回声区，可顺肌间隙延伸。

脓肿：多脓肿早期无液化时只显示边界不清的实质性等或低回声，多数回声较均匀，偶有高回声区域，当液化出现脓腔后显示为囊实性混合回声，大多数为单腔，中心部呈无回声，囊肿内稠厚的浓汁或组织碎片呈稍高回声（图2）。轻压探头可见脓液内点状回声可浮动，并有明显压痛。彩色多普勒显像示中心区无血流信号，脓肿壁可有较多血流信号。周围肌肉皮下组织水肿回声增强。

图1 男，62岁，血肿。手术区周围出现无回声的囊状结构

图2　女，56岁，右股骨干骨折内固定术后感染局部脓肿。钢板呈线状强回声（箭头），其浅层软组织内脓肿呈混杂低回声（箭）

图3 女，48岁，右尺骨近端骨折内固定术后假性动脉瘤。超声示螺钉（箭）及前方的假性动脉瘤（箭头），周围中等回声区域为血栓

图4 男，34岁，左肱骨骨折内固定术后伴尺神经损伤。螺钉（箭头）松动移位造成临近尺神经（箭）肿胀，回声减低

图5 男，21岁，右股骨干肿瘤微波热疗内固定术后。X线平片未见明显骨质破坏表现，未见明显软组织肿块（A）；超声检出股二头肌深方紧贴股骨后侧皮质的梭形软组织肿块（箭，B）

图6 男，18岁，右胫骨近端骨肉瘤术后1年。CT平扫示内固定周围出现严重伪影（A）；低场强MRI受伪影影响无法观察（B）；超声示螺钉（箭）周围骨组织溶解破坏，软组织肿块充填并可见血流信号（C）

假性动脉瘤：动脉壁全层破裂，动脉周围软组织内出现边界清楚、大小不一的囊性包块，囊内无回声。彩色多普勒显示内部血流旋转流动，瘤颈部可探及典型的双期双向频谱信号，囊壁周围可见实性血栓形成（图3）。

骨化性肌炎：早期受累肌肉肿胀，内部出现边界较清楚但不光滑的不均匀低回声肿块。后期出现不规则强回声团伴声影。

外周神经：高频超声下正常外周神经表现为纵切面呈中等回声的管状结构，内部有致密平行的线状稍高回声，横切面呈圆形或椭圆形的中等回声结构，内有点状低回声，似呈“筛孔”状（图4）。

骨肿瘤：复发时手术区域骨质周边出现低回声软组织肿块（图5），肿块内多可探及血流信号（图6），一般早期不是十分丰富。骨质出现虫蚀样骨质破坏、骨膜反应，或者出现异常丰富的血流信号。

3 讨论

3.1 超声检查的优势 X线片检查可以清晰显示骨骼及金属内植物影像，但是对于软组织结构则无法观察。金属物质在CT图像中可引起数量众多、幅值较高的硬化伪影[4]；在MRI图像中可出现严重的磁化率伪影[4]，严重降低了图像质量，影响金属周围软组织结构的显示效果。高频超声具有直观、可显示局部细微结构、定位准确等优点，可以不受金属干扰，其多角度、多切面扫查可以清晰地显示骨骼、金属内植物、软组织结构及血管和外周神经等结构。超声对含液性病变较为敏感，而对较大的血肿可在超声引导下抽吸治疗，有助于吸收恢复，本研究结果显示超声检查对血肿、脓肿及假性动脉瘤的诊断准确度均为100%。假性动脉瘤的外科手术原则是根据病变部位、范围和动脉破口大小以及是否合并动脉狭窄或动静脉瘘等选择手术方式，彩色多普勒超声检查可准确快速地显示上述要求，其特异度和敏感度可达100%[5]，并且可以指导治疗[6]。超声对于外周神经可以清晰地显示神经直径、连续性、局部形态改变等情况，及其与周围组织的解剖关系[7]，本研究超声对神经损伤的诊断准确度为75%。超声对骨肿瘤病变周围软组织浸润的判断具有独特的优势[8]，本研究结果表明超声对于肿瘤复发早期的软组织肿块显示明显优于CT和MRI，同时也可以清晰显示骨膜反应，说明超声检查应用于骨肿瘤术后可以早期发现肿瘤复发现象。本组超声检查的敏感度均明显高于X线、CT、MRI检查的敏感度（P＜0.01），提示超声检查对金属内植物植入术后的软组织等结构观察中有较高的准确性。

3.2 超声检查的局限性 超声检查虽有独特的优势，但是在骨科方面的应用则受到一定的限制，本组病例中假阴性主要出现于骨肿瘤和神经损伤方面。由于超声无法穿透正常骨质，超声检查无法早期发现单纯髓腔内肿瘤复发或者复发早期尚未累及至骨外，但是CT和MRI受金属内植物影响对于伪影范围内的病变同样无法早期清楚显示，此时X线平片检查可能有一定的价值。本组3例肿瘤复发假阴性病例，2例髓腔内破坏累及内植物范围以外的层面被CT检出，1例为结合疼痛症状和X线平片出现密度减低区确诊。超声检查对神经断裂及卡压诊断准确性较高，但是对神经轻度损伤敏感度降低，主要是由于术后软组织肿胀、肌肉组织回声不均匀等因素影响了对神经细微结构的观察，其次是受超声分辨率的限制。应用超声诊断外周神经病变有可能出现假阴性，这是因为现有超声技术分辨率尚不能分辨神经Sunderland分型的I度损伤。II度和Ⅲ度损伤时，尽管轴突、髓鞘、神经内膜管发生断裂，但神经外膜尚保持完整，超声诊断较为困难；当继发神经束内出血、水肿等变化时，超声有可能显示神经异常。IV度和V度神经损伤时，神经部分或完全断裂，超声常可做出明确诊断[9]。此外，超声检查的准确性除受检查部位、深度和损伤程度的影响外，还受操作者的操作水平影响，尤其在肌肉骨骼系统的检查中对操作者的要求更高。

总之，超声检查不受金属内植物的干扰，多角度、多切面的扫查可以避开内植物的遮挡，可以清晰显示周围软组织结构，对金属内植物植入术后的软组织病变的诊断具有较高的准确性，可作为检查金属内植物植入术后局部软组织情况的首选方法。

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（本文编辑冯婕）

Ultrasound in Local Soft Tissue Lesions After Orthopaedic Implant Surgery

Purpose Artifacts of metal implantation severely affect image quality of CT or MRI examination, which restricts the display of local soft tissue lesions after orthopaedic surgery. This study aims to explore the application value of ultrasound examination in local soft tissue lesions after metal implant surgery. Materials and Methods Seventy patients with metal implantation after various orthopedic surgeries2=78.642, 46.596 and 61.371, P＜0.01). The ultrasonic results showed that most hematomas had clear boundary with homogenous echo inside to echofree zone. Abscesses mostly displayed cystic or hybrid echo with floatable intracavitary "pus spots" echo, and no blood flow signal existed in the central area of color Doppler. Pseudoaneurysm in the US showed cystic mass around artery, blood flow rotating in capsule, and the typical two-stage bi-spectrum signal in the neck of capsule. Myositis ossificans showed intramuscular irregular hyperecho with acoustic shadow. When bone tumor recurred, US showed hypoechoic soft tissue mass with moth-eaten bone destruction, and blood flow signals within the mass were often detected. Conclusion Ultrasonography has relatively high accuracy in observing soft tissues around metal implantation, which can be used as a premier method.

US examination, and such sonographic features were recorded as lesion morphology, size, internal echo, edge, with/without capsule and calcification, and blood flow. Moreover, the clinical and radiologic data of patients like X-ray, CT and MRI were compared with the US results so as to determine the sensitivity of ultrasonic examination. Results The peripheral nerve injury might lead to thickened swelling and echo reduction. Ultrasonography revealed 20 cases of hematoma formation, 5 cases of abscess, 5 cases of pseudoaneurysm, 3 cases of myositis ossificans, 15 cases of bone tumor recurrence and 12 cases of peripheral nerve injury in operative region. Compared with the clinical results , the sensitivity, specificity and accuracy of ultrasound diagnosis of the study reached 89.4%, 75.0% and 88.6%, respectively, which were significantly higher than those of X-ray, CT and MRI (χ

Bone diseases; Prostheses and implants; Ultrasonography, Doppler, color; Hematoma; Abscess; Aneurysm, false; Myositis ossificans; Neoplasm recurrence, local; Nerve injury

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.07.019

袁 宇

Department of Ultrasound, Tianjin Hospital, Tianjin 300211, China

Address Correspondence to: YUAN Yu

E-mail: pang5466@sina.com

R445.1；R681

2015-02-25

2015-06-28

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 7期：549-552

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(7): 549-552