多层螺旋CT联合容积再现成像技术在腰椎小关节损伤诊断中的应用价值

李 明 宫林海 赵大鹏 朴 宁

据调查,≥50岁中老年群体腰椎小关节损伤发生率为6.52%~13.85%,且近年来患者呈年轻化趋势发展[1].腰椎小关节损伤关键病理机制中主因小关节软骨受复杂因素病变所致,其中又属机械性损伤因素最为多见,可造成患者腰腿胀痛或放射性疼痛、麻木等症状[2].受腰椎特殊生理解剖构造及小关节几何形态的特殊性,腰椎小关节损伤点处于隐匿点位,常规影像学技术对其的诊断难度较大[3].早期临床研究针对腰椎小关节损伤主要局限于小关节横轴面特征进行评估.

近年来,多层螺旋CT(multislices spiral CT,MSCT)扫描技术与容积再现(volume rendering,VR)技术革新拓展,构成影像学诊断较先进的三维重组技术,且这类技术以普及应用至血管、心脏及骨损伤方面的诊断,不过现阶段针对腰椎小关节损伤的应用分析缺鲜有报道.本研究通过MSCT联合VR技术诊断腰椎小关节损伤,并基于统计学研究模式论证该方式对腰椎小关节损伤的诊断价值[4].

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年7月至2018年7月辽宁省本溪市本溪钢铁(集团)总院收治的175例腰椎小关节损伤患者进行回顾性分析,所有患者均实施MSCT扫描,其中男性108例,女性67例;年龄31~75岁,平均(52.91±5.07)岁.患者均因腰椎疼痛或小关节压痛等就诊,经影像学、体征及症状确诊符合腰椎小关节损伤诊断标准[5].患者均有详细X射线平片、轴位CT以及MSCT联合VR等检测记录资料.175例患者中21例伴间隙性跛行症状,93例伴双侧或单侧下肢酸痛、麻木,22例伴腰椎侧压痛,28例伴坐骨神经痛,31例伴踏棉花样症状.本研究由医院伦理委员会全程监督,并核实研究内容,所有患者及家属均知情同意,且签署知情同意书,患者一般资料完整.

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准:①体征症状及影像学检测结果支持腰椎小关节损伤诊断;②所有患者均知情同意.

(2)排除标准:①恶性肿瘤;②交通事故或其他因素所致脊柱骨折;③强直性脊柱炎;④脊柱结核;⑤诊断配合欠佳者.

1.3 仪器设备

采用Optima 680型全功能64排128层螺旋CT机(美国GE公司).自由心率心脏CT-SSF冠脉追踪冻结平台,高清全身成像:视网膜探测器,低剂量低辐射:ASiR2.0平台.

1.4 诊断方法

(1)MSCT成像.采用全功能64排128层螺旋CT机,机架旋转360°/1.0 s,矩阵512X512,准直器宽16 mmX1.25 mm,扫描视野320 mmX320 mm,显视野15 cm,螺距0.9∶1,层距5.0 mm,管电流250 mA,管电压120 kV;扫描时间10~12 s,扫描范围经第12胸椎上缘至骶椎,并通过AW4.4工作站对轴位、矢状位图像做重组处理,细致探查患者腰椎小关节各角度、不同视角下变化特征.

(2)VR重组.选用Osseous-shades-vp工具将扫描获取的500份薄层图像进行细化,并以VR骨算法重组小关节突,重组间隔50%,层厚0.6 mm.

1.5 观察与评价标准

(1)针对腰椎小关节感兴趣区域做外结构切割观察.①腰椎小关节面弯曲观察:针对关节面感兴趣区域做Head to Feet调整放大处理,即可清晰观察腰椎小关节面是否存在直面或弯曲现象;②小关节面形态探测:采取VOI穿孔模式(VOI punch mode)旋转工具对关节突VR图像做多方位的旋转,将小关节突间隙做上下分段划分并做间隙切割,重点观察下段关节突面,可适度旋转调整,细致测量关节突横径、上下径,计算其面积及形态.

(2)图像分析.遵循双盲法对患者影像学资料进行阅片评价,主要由3名>5年影像学诊断经验医师对患者X射线平片、常规轴位CT图像及MSCT联合VR图像做阶段性判读,统计腰椎小关节损伤情况.

(3)腰椎小关节损伤判断标准.①小关节突增生肥大,节骨骨皮质伴变形,关节突增生,伴或不伴包绕、嵌入;②骨性关节面毛糙或增白,关节面呈毛刷状,凹凸不平且不光滑,关节骨质硬化不均匀;③关节间隙狭窄或消失,关节间隙正常范围2~4 mm,若单侧或双侧关节间隙<2 mm则为狭窄;④关节呈"含气"征象,关节突内可见带状透亮区域征象,CT值<-100 HU;⑤关节囊区域钙化,关节囊区域呈点状钙化或新月状钙化;⑥椎小关节半脱位,骨性关节面对合错误,间隙增宽(>4 mm).

(4)腰椎小关节损伤分型标准.依据腰椎X射线(双斜位)、CT及体征症状进行腰椎小关节损伤Ⅰ~Ⅴ级划分[6].①Ⅰ级,关节突呈增生、肥大或疲劳性受损;②Ⅱ级,关节面、关节突与骨皮质伴有损伤,呈锯齿状病变;③Ⅲ级,关节突形态明显改变或伴骨折线;④Ⅳ级,关节突呈重叠、活动限制及关节突半脱位;⑤Ⅴ级,关节间隙完全消失,椎间隙狭窄,关节突镶嵌,脊柱侧弯.

1.6 统计学方法

采用SPSS19.0软件进行数据分析,计量资料用均值±标准差(±s))表示,均为正态分布,采用t检验;计数资料以百分数(%)表示,采用x2检验,以P<0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 三种影像对腰椎小关节损伤不同征象检出率比较

通过X射线、CT和MSCT联合VR成像技术等多种影像学技术检查,175例腰椎小关节损伤检出519个病变点,其中小关节突增生肥大54例(166个病变点),骨性关节面毛糙或增白56例(175个病变点),关节间隙狭窄或消失74例(231个病变点),关节呈"含气"征象59例(187个病变点),关节囊区域钙化53例(169个病变点),椎小关节半脱位55例(171个病变点),关节面下骨质囊变50例(172个病变点),关节突骨质隐匿性碎裂47例(159个病变点),椎小关节突陈旧性骨折61例(189个病变点).将MSCT联合VR成像技术检查结果作为诊断基准,与轴位CT、X射线平片检出率做比较.三种影像学诊断方式在小关节突增生肥大、骨性关节面毛糙或增白、关节间隙狭窄或消失征象检出率比较差异无统计学意义;MSCT联合VR与X射线平片在关节呈"含气"征象、关节囊区域钙化、椎小关节半脱位、关节面下骨质囊变、关节突骨质隐匿性碎裂及椎小关节突陈旧性骨折等征象检出率比较,明显低于MSCT联合VR,差异有统计学意义(x2=43.947,x2=38.891,x2=25.828,x2=39.721,x2=31.924,x2=41.370;P<0.05);且MSCT联合VR与轴位CT在腰椎小关节损伤的关节囊区域钙化、椎小关节半脱位、关节面下骨质囊变、关节突骨质隐匿性碎裂及椎小关节突陈旧性骨折等征象检出率比较,差异有统计学意义(x2=3.528,x2=3.749,x2=5.437,x2=4.119,x2=6.455;P<0.05),见表1.

表1 175例腰椎小关节损伤患者不同成像对腰椎小关节损伤各征象的检出率[例(%)]

2.2 腰椎小关节损伤诊断分级情况与手术结果比较

通过MSCT联合VR成像检查结果进行腰椎小关节损伤诊断分级检出,Ⅰ级23例(占13.14%),Ⅱ级32例(占18.29%),Ⅲ级73例(占41.71%),Ⅳ级27例(占15.43%),Ⅴ级20例(占11.43%).经影像学医师与外科主治医师共同评判,55例≤Ⅱ级的腰椎小关节损伤患者采取保守治疗,120例≥Ⅲ级的腰椎小关节损伤患者则实施手术干预,术中细致探查腰椎小关节损伤的位置、形态及脱位情况显示,Ⅰ级22例(占12.57%),Ⅱ级32例(占18.29%),Ⅲ级73例(占41.71%),Ⅳ级28例(占16.00%),Ⅴ级20例(占11.43%),对比MSCT联合VR成像检查与手术病理诊断结果可见,MSCT联合VR成像技术检查Ⅰ~Ⅴ级结果准确率较高,与病理诊断结果比较差异均无统计学意义(x2=0.028,x2=0.000,x2=0.000,x2=0.025,x2=0.000;P>0.05),见表2.

表2 腰椎小关节损伤诊断分级情况与手术结果比较[例(%)]

3 讨论

腰椎小关节损伤属现阶段临床医疗尚未解决的难题,其典型症状表现为腰部活动限制及腰腿疼痛,亦可伴或不伴复杂体征[7-8].受腰椎小关节特殊的生理解剖结构功能及特殊的骨性构造影响,腰椎小关节周围软组织及骨性结构出现异常病变或外因素损伤,可引起小关节软骨负荷过载,且提高关节囊病变及滑膜损伤风险[9].目前,腰椎小关节损伤因病因复杂且涉及多种学科,因此临床医疗针对腰椎小关节损伤的诊断及治疗方式亦存较大差异性,对此增强腰椎小关节损伤影像学诊断准确性,提升对腰椎小关节损伤特征的认识显得意义重大.

X射线平片为影像学诊断基础应用方式,具备价格低廉、操作便捷,对骨关节及关节脱位有较良好的检查效果,尤其在腰椎小关节损伤探查关节突骨质连续性方面效果较好,但针对小关节面的显示清晰度不足,影响小关节损伤的诊断[10].CT技术发展普及,通过CT成像即可清晰显示骨关节细微结构变化,使之成为关节突检查首选,不过轴位CT受关节突角度差异变化影响,诊断准确性可受患者体位干扰导致CT图像偏差,尤其在腰椎关节的整体显像方面缺乏立体感,在腰椎、关节突微小损伤及连续性的探查方面不足,有漏诊风险[11-12].近年来,随着MSCT技术进步,在软件和硬件支持下,其空间和时间分辨率亦显著提高,MSCT扫描迅捷、范围扩大等特点,成为腰椎小关节损伤诊断新型方式,且具备三维多角度、全方位的探查,以此填补轴位CT在关节突整体性的检查,通过重组显示小关节生理结构的立体形态[13-15].VR则是新型三维成像技术,基于容积扫描获取关节突数据并行骨算法重组,构建三维立体图像,确保影像结构的连续性与真实性,可准确、清晰观察关节突解剖结构及形态[16-19].郑冬等[20]报道,VR技术可提高腰椎小关节的诊断效率,且空间分辨率与立体感极佳;但VR技术受软硬件设备限制,需采取高分辨CT,并以薄层厚度扫描重组,确保VR图像清晰.

本研究实施128层MSCT确保空间分辨率稳定,并针对腰椎小关节结构进行分段切割,促成关节突各层面结构清晰、完整显像,且避免轴位CT图像显像中可能存在的风险.本研究结果证实,采取MSCT联合VR成像在诊断腰椎小关节损伤检出率最为良好,经手术结果证实,MSCT联合VR成像检查判读≥Ⅲ级腰椎小关节损伤准确率达到100%,表明MSCT联合VR成像诊断效果极佳,准确性高.此外,本研究发现,MSCT联合VR成像对Ⅲ级腰椎小关节损伤术前病变定位及模拟手术提供可能,创造契合患者自身的手术方案,降低手术对腰椎小关节的剥离范围,提高手术质量.

MSCT联合VR成像可提高腰椎小关节损伤诊断准确性,为腰椎小关节损伤的分级与手术方案制定提供指导依据.