CT 图像和重组技术在骶椎临床影像解剖学研究中的应用

王诗鸣，肖智博*，陆云峰，廖军义，金瑞，李巧琳，何谐

重庆医科大学附属第一医院 1.放射科，2.骨科，重庆 400016

骶椎是人体在高坠伤、仰倒式摔伤等突发意外时易出现骨折等病变的部位，而影像检查技术是对其进行术前精准诊断、术后准确评估的主要手段[1～6]。目前，骶椎外伤患者影像检查首选X 线摄影，骶椎正位是最常用的摄影体位之一[5,6]。但临床应用中发现依托现有的骶椎正位X 线摄影体位规范[7]摄取骶椎影像常存在质量欠佳的情况，影像中骶椎下段与前方的耻骨联合存在一定的组织影像重叠，使骶椎不能得到较完整的显示，影响对该部病变的诊断和进一步治疗[4,6]。因此，有必要对现有的骶椎正位X 线摄影体位进行优化。骶椎的解剖形态及其与周围组织的位置关系是体位优化设计研究的基础和主要影响因素。其中对骶椎正位X 线摄影体位优化设计影响最大者，一是骶椎上下端中点连线（本文命名为M）与人躯体长轴的相对夹角（锐角）A；二是耻骨联合上缘与骶椎下缘的连线（本文命名为N）和躯体长轴垂线之间的夹角B（以躯体长轴垂线以上夹角为正，以下为负）。角A 涉及排除周围其他组织结构影像重叠干扰情况下X 线中心线最佳入射倾斜方向的理想设计方案。因耻骨联合是唯一可能对骶椎正位X 片影像形成重叠影干扰的骨组织，角B 关系到接近理想体位的优化体位设计方案的最终确定（若B≥A，则取A；若B＜A，则取B，作为优化体位中的X 线中心线最佳入射倾斜方向）。笔者回顾性收集患者骨盆腔（显示全部骶椎和耻骨）CT 影像，借助CT 图像和图像重组技术开展骶椎的影像解剖学研究，对角A 和角B 进行测量和分析，提高对骶椎的解剖形态及其与耻骨联合的位置关系等的认识，为骶椎正位X 线摄影体位的优化设计提供解剖学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选取2017 年4 月～2018 年3 月于我院行CT平扫检查的1000 例骨盆腔CT 影像病例纳入本研究，其扫描体位为标准仰卧位，排除可能影响研究结果的疾病类型：骨盆骨质破坏患者；骨盆骨折或肿瘤病变者；骶椎存在明显移位患者；扫描范围内的脊柱存在侧弯等畸形。其中，年龄最大者99 岁，最小14 岁，平均（50.5±17.9）岁；男性538 例，女性462 例。

1.2 研究方法

1.2.1 检查 采用SOMATOM Perspective 128 排VCT机行螺旋扫描，层厚5 mm，螺距0.9：1，130 kV，200 mA，FOV 14～15 cm，重建矩阵512×512。以0.6 mm 的层厚对原始数据进行薄层重建，并将之传输到syngoMMWP VE40C 工作站进行图像重组，主要为容积重组（volume reformation，VR）和多平面重组（multi planar reformation，MPR）。

1.2.2 数据采集和分组 利用syngoMMWP VE40C 图像后处理工作站对每份病例的影像进行VR 技术处理，观察骶椎的走形及其与耻骨联合的位置关系，再进行MPR 技术处理，在标准侧位视图的正中矢状面层面图像上进行以下参数测量：骶椎上下端中点连线（M）与躯体长轴之间的夹角（锐角）A；耻骨联合上缘与骶椎下缘的连线（N）和躯体长轴垂线之间的夹角B，以躯体长轴垂线以上夹角为正，以下为负。见图1。每份病例角A 和角B 测量由放射技师、放射医师和骨科医师各1 人共同完成，取三者均值。同时，记录患者的性别和年龄。根据20 世纪末联合国世界卫生组织年龄分段标准，13～17 岁为青少年、18～45 岁为青年，但因人体进入成年期（≥18 岁）后骨骼发育已成型，而本研究纳入的1000 份病例中未成年者极少，且最小者也已过14 岁，故将青少年与青年病例统称为青少年组（14～45 岁），与中年组（46～69 岁）和老年组（＞69 岁）共同组成3 个年龄段分组。

图1 角A 和B 测量示意图Fig.1 The schematic diagram of the measurement of angle A and angle B

1.3 统计学分析

利用SPSS 22 统计软件进行数据分析。计量数据服从正态分布，以（）表示，对性别组间的数据进行比较时，方差齐，采用两样本t检验，方差不齐，采用秩和检验；采用Pearson 法对角A、B 与年龄之间的相关性进行分析；对年龄组间的数据进行比较时，方差齐，采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD 法，方差不齐，采用Kruskal-Wallis 检验进行多重比较；计数资料和各组间的差异以率（%）表示，采用χ2检验。统计学差异有意义表示为P＜0.05。

2 结果

2.1 骶椎角度及其与耻骨联合相对位置

本研究纳入1000 份骶椎CT 影像病例的骶椎均呈底向上、尖向下、前面凹陷、上下端中点连线与人躯体长轴向下后方向夹角A 为锐角（0 °＜A＜90°），耻骨联合位于骶椎的前正中下方或偏下处（图2）。测量角A 为（37.00±6.67）°，角B 为（9.27±7.15）°。B＞0 °者占89.7%（897/1000）。

图2 骶椎角度及其与耻骨联合相对位置示意图Fig.2 The shape of the sacral vertebra and its relative position with the pubis symphysis

2.2 角A、B 与年龄相关性及年龄组间测量结果比较

角A 和角B 测量值与年龄之间的Pearson 相关系数分别为0.140 和-0.123，分别呈弱的正相关和负相关。对不同年龄段人群的角A 和角B 的测量结果进行对比发现：如表1 所示，中年组（46 岁～69 岁）和老年组（＞69 岁）人群的角A 测量值分别为（37.82±6.34）°和（37.60±6.65）°，二者之间的差异不显著（P＞0.05），青少年组（14 岁～45 岁）人群的角A 测量值（35.86±6.88）°与上述两个年龄段人群相比较小，差异存在统计学意义（P＜0.05）。中年组和老年组人群的角B 测量值分别为（8.88±7.23）°和（7.83±6.93）°，二者之间的差异不显著（P＞0.05），而青少年组人群的角B 测量值为（10.27±7.02）°，明显高于上述两个年龄段人群（P＜0.05）。

表1 不同年龄段角A 和B 测量结果（，°）Tab.1 Comparison of angle A and angle B data in different age groups (Mean±SD,°)

表1 不同年龄段角A 和B 测量结果（，°）Tab.1 Comparison of angle A and angle B data in different age groups (Mean±SD,°)

注：* P＜0.05，组间差异有统计学意义Note:*P＜0.05,there was statistical difference in age groups

2.3 不同性别角A 和角B 测量

对不同性别人群的角A 和B 对比发现：男性角A结果低于女性，差异具有统计学意义（P＜0.05）；角B男性也明显低于女性（P＜0.05），见表2。

表2 不同性别角A 和B 测量结果（，°）Tab.2 Comparison of angle A and angle B data in different gender (Mean±SD,°)

表2 不同性别角A 和B 测量结果（，°）Tab.2 Comparison of angle A and angle B data in different gender (Mean±SD,°)

注：* P＜0.05，组间差异有统计学意义Note:*P＜0.05,there was statistical difference in gender

3 讨论

3.1 骶椎与耻骨联合的相对位置及其临床意义

骶椎位于骨盆腔内，上接第5 腰椎，下续尾椎，两侧借骶髂关节与髂骨相连，是构成骨盆腔后侧的主要骨组织，其整体呈前方凹陷、底向上、尖向下，从底至尖向下后方走形，而耻骨联合位于骶椎的前正中下方或偏下位置，是X 线摄影等平面影像检查时对骶椎影像唯一可能存在前后方向上重叠干扰的骨组织。本研究的1000 份病例中，B＞0 °者占89.7%（897/1000），说明普通人群中绝大多数的耻骨联合上缘与骶椎下缘的连线N 和躯体长轴的垂线间夹角为正，即耻骨联合上缘较骶椎下缘的位置更低，此时，若以标准前后体位（X 线中心线垂直于躯体长轴入射）进行X 线摄影检查时，耻骨联合不会对骶椎的影像形成重叠影干扰，但是由于角A 均大于0，此体位获取的影像中骶椎的显示并非最佳，为获取骶椎正位显示最佳的影像，需对检查体位中X 线中心线入射倾斜角度进行优化调整，而角A 和B 的测量值成为其主要的参考依据。因此，对骶椎的走形及其与耻骨联合的相对位置关系研究有重要应用价值。

3.2 骶椎与耻骨联合位置关系的年龄相关性

在本研究中，1000 例可显示全部骨盆腔的CT 影像的角A 和角B 测量值与年龄之间的Pearson 相关系数0.140 和-0.123 均较低，角A 和角B 值与年龄分别呈弱的正相关和负相关。将1000 例角A 和B 测量值按照年龄段分为3 组进行比较，结果显示随着年龄的增长，角A 从青少年到中年过程中逐渐增大，但中年与老年组间的差异不明显；角B 逐渐减小，但进入中年以后其减小趋势趋缓。本研究中老年组人群的角A、角B 值均较中年组稍低，但无统计学差异，二者与青少年组之间的差异明显（P＜0.05），青少年组的角A 值小于中年组和老年组，而角B 值高于较高年龄段两组。据文献报道，随着年龄的增长，腰骶椎逐渐退变，腰骶角逐渐变大[8～13]（图3），腰骶角变大易使本文中角A 值变大，这与本研究结果相一致。另外，本研究结果中角B 随青少年到中、老年年龄的增长而变小，产生这一变化的原因可能与我国人群到中年普遍出现一定程度的脊柱退行性变有关[14]，进入中老年后，人体在长期坐位或站立位等负重情况下因生物力学作用出现骶椎向下向前倾斜[15～17]，这一变化除了使角A 变大，还可造成角B 变小。因此，对45 岁以上中老年人群和以下青少年人群进行骶椎前后位X 线摄影检查时，应参考其对应的不同角A 和角B 的测量值，分开设计、施行。

图3 腰骶角测量示意图1. S1上缘线2.水平线α.腰骶角Fig.3 The schematic diagram of the measurement of lumbosacral angle1, upper margin line of S1; 2, horizontal line; α,lumbosacral angle

3.3 性别因素对骶椎与耻骨联合相对位置关系的影响

因生理功能和构成原因，骨盆腔存在一定程度的性别差异[18～22]，骶椎与耻骨联合二者的相对位置关系存在一定的差别。文献报道女性平均腰骶角大于男性[10,11]，耻骨联合的位置低于男性[23,24]，基于此，理论上女性的角A、角B 均值应都大于男性。本研究中女性角A 和角B 均值相比于男性均明显较大，与文献报道相符。因此，对人群行骶椎前后位X 线摄影等检查，应考虑到不同性别人群间角A、角B 的差异，合理选用体位和方案。

总之，骶椎的解剖形态及其与耻骨联合的相对位置情况与年龄、性别因素有关，与青少年相比，中老年人的骶椎上下缘连线更趋于水平（与躯体长轴的夹角A 更大），骶椎下缘与耻骨联合上缘连线与水平线的夹角B 更小；而女性比男性的骶椎上下缘连线更趋于水平，骶椎下缘与耻骨联合上缘连线与水平线的夹角B 更大。在对骶椎进行X 线摄影等检查时，应充分考虑到相关因素，合理选用检查体位和操作方案。