电子计算机断层扫描血管造影与脊柱3D重建联合对脊柱侧弯畸形术前评估和手术计划制定的临床价值研究

鲁雪红，王 伟，刘文亚

(1.新疆医科大学附属中医医院影像中心，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆医科大学第一附属医院影像中心，新疆 乌鲁木齐 830054)

脊柱侧弯指脊柱节段在冠状面偏离原本位置，形成有弧度的脊柱畸形，是多种疾病引起的临床表现[1]。脊柱侧弯患者身高通常显著低于同龄人，严重者将导致胸廓、肋骨、腹腔、盆腔发育不良及泌尿系统畸形，影响患者生活质量[2]。随着医疗技术的发展，临床治疗脊柱侧弯的疗效得到明显提升，但影像学评价仍无统一标准。脊柱侧弯患者侧弯方向、程度及部位各不相同，椎管内构造及与周围重要脏器关系较为复杂，故术前评估及方案制定十分关键[3]。电子计算机断层扫描血管造影(CTA)结合脊柱3D重建技术可同时立体显示畸形脊柱及周围软组织、脏器情况，便于术者选择正确椎体植钉位点，以防止损伤胸主动脉，但相关报道较少。本研究通过采用CTA与脊柱3D重建联合评估脊柱侧弯患者，旨在为手术方案制定提供指导。

1 资料与方法

1.1 一般资料2017年1月至2019年5月我院就诊特发性脊柱侧弯患者116例。纳入标准：①根据手术结果确诊为特发性脊柱侧弯患者，Cobb角超过40°，行脊柱侧弯畸形术者；②病历资料完整。排除标准：①其他类型脊柱侧弯患者；②合并脊髓空洞、脊髓纵裂等并发症者；③严重心脑血管疾病患者；④对所用对比剂过敏患者；⑤合并其他恶性肿瘤患者；⑥精神疾病者；⑦肝肾功能严重不全者；⑧胸椎及主动脉合并其他畸形病变者。男56例，女60例；年龄6～30岁[(15.23±1.52)岁]；Cobb角40～65°[(57.23±5.72)°]；King分型Ⅰ型30例，Ⅱ型45例，Ⅲ型32例，Ⅳ型9例。

1.2 方法

1.2.1CTA检测方式 采用Siemens Definitin Flash 双源 64 排螺旋CT 扫描机检查，患者扫描时呈仰卧，扫描整段脊柱；层厚5 mm，重建1 mm层厚；先行平扫再行CTA增强扫描，通过高压注射器注射碘海醇剂量为1～1.5 ml/kg，注射速率4～5 ml/s；通过对比示踪软件自动触发扫描，从降主动脉起始处为触发层面，触发阈值120 Hu。

1.2.2图像处理 将原始数据以1 mm重建间隔进行重建并传至图像工作站进行再重建，对平扫原始数据进行最大密度投影、多平面重建、表面遮盖显示法、3D脊柱重建等方式进行后处理，增强原始数据进行3D脊柱重建后处理，从而在规定阈值范围内重建脊柱、主动脉、心脏等部位。所有图像由两位放射科医师通过双盲法进行评估，不一致时上报主任医师判断。

1.2.3椎体与主动脉安全性评估方式 在患者重建图像上测量：在椎体横断面将双侧肋骨小头前缘进行连线标记为l，将l与椎体右缘交点作切线至主动脉后壁m，测量l与m夹角A，当m在l下时判断A小于0，当A小于0时沿着l测量胸椎左缘与胸主动脉内侧壁距离d；A大于0评估为安全，A小于0且d大于2 mm评估为可疑，A小于0且d小于2 mm评估为危险。

1.3 观察指标①统计不同CT后处理方式对脊柱侧弯患者的侧弯角度、侧弯椎体确定、测量椎体旋转度、椎管情况显示、侧弯类型评估、周围脏器显示等6个方面的显示情况，由两位放射科医师通过双盲法进行评估，无法显示计0分，部分显示计1分，清楚显示计2分；②分析术前评估椎体与主动脉安全性与手术结果一致性；③测量手术前后主弯角度、后凸角度、Cobb角。

1.4 统计学方法采用SPSS 17.0软件处理数据。计量资料比较采用t检验或方差分析；等级资料比较采用秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同处理方式对脊柱侧弯患者病变显示的清晰度比较CTA+3D脊柱重建处理方式对脊柱侧弯患者侧弯角度、侧弯椎体确定、测量椎体旋转度、侧弯类型评估、周围脏器显示情况更好，清晰度较高。见图1,表1。

图1 3D脊柱重建及CTA+3D脊柱重建图像

表1 不同处理方式对脊柱侧弯患者病变显示的清晰度比较 (分)

2.2 术前评估椎体与主动脉安全性与手术结果一致性比较术前评估椎体与主动脉安全性与手术结果比较，差异无统计学意义(P>0.05)；见表2。

2.3 手术前后主弯角度、后凸角度、Cobb角比较手术后患者主弯角度、后凸角度、Cobb角均小于手术前，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表2 术前评估椎体与主动脉安全性与手术结果一致性比较 [n(%)]

表3 手术前后主弯角度及矫正率、后凸角度及矫正率比较 (°)

3 讨论

脊柱侧弯病因较多，其中特发性脊柱侧弯最为常见，多见于女性青少年，在发育前发病，在发育期迅速发展，在成年期则进展缓慢甚至停止[4，5]。近年研究发现，低龄儿童中脊柱侧弯比例逐渐上升，对心肺发育及身心健康的危害远大于青少年及成人[6]。目前，手术仍是治疗脊柱侧弯的主要方式，但脊柱侧弯患者具有个体高度差异性，导致矫形手术个体化程度也较高，因此术前真实可靠的三维图像及相关信息可帮助医师选择最佳手术方案，提高手术成功率。但是，青少年脊柱侧弯空间结构复杂且椎体骨性结构有重叠，常规X射线片及CT图像均无法准确体现畸形整体细节。

CTA是结合CT薄层扫描技术及后处理方式的立体血管成像方法，属于非侵袭性血管造影[7]。多层螺旋CTA扫描时间短、成像范围大、各向同性且图像质量高，其原理是从外周静脉注射造影剂后逐渐充盈至高峰期，再通过CT扫描连续采集容积数据形成图像重组[8]。CTA对后处理技术依赖性较大，包括多平面重建、最大密度投影、表面遮盖显示及3D重建。多平面重建是将原始二维横断面影像重组为新的二维影像，图像保留所有原始数据但无法旋转[9]；最大密度投影是通过计算机将沿着穿过被扫描物体所有射线中最高CT值进行编码后以灰阶成像形成的图像，与血管造影图像最接近但立体感差[10]；表面遮盖显示则是利用阈值设定形成表面影像，具有较强立体感，但图像精细度不足[11]。CTA结合3D重建则是将造影剂注入患者体内同时行全脊柱CT扫描可利用脊柱周围血管供血差异设定适当阈值，结合靶器官设置适当延迟扫描时间可获得准确原始数据，再通过3D重建技术可立体显示侧弯脊柱与周围脏器、血管情况，是真正意义上的全容积成像，可使医师在术前直观了解脊柱侧弯在三维空间的结构、形态及与周围组织关系，从而为手术成功提高技术保证[12]。

本研究中CTA结合3D重建对病变显示程度更好，分析原因为3D重建是目前3D成像最高级的方式，通过容积扫描范围内像素再以灰阶或伪彩形式呈现出来，提高肉眼对密度分辨力，图像更为精细且立体感强，结合CTA可更清楚显示血管与周围组织三维关系，梁勇等[13]研究发现采用CTA结合3D重建可清楚显示脊柱变形位置及血管走向。本研究中CTA结合3D重建评估椎体与主动脉安全性与手术结果一致性较好，提示采用CTA结合3D重建可准确评估椎体与主动脉安全性。本研究中CTA结合3D重建指导进行手术可明显改善脊柱畸形程度，分析原因为CTA结合3D重建可帮助医师清晰、立体展示病变椎体情况及与周围组织解剖关系，便于医师选择最佳手术方案。

综上所述，本研究采用CTA结合3D重建诊断行脊柱侧弯畸形术的脊柱侧弯患者可更好显示病变情况，对椎体及主动脉安全性评估与手术结果一致性较好，对指导手术进行有一定价值。