探讨多层螺旋CT平扫及后处理技术对髌骨骨折的诊断价值

刘轩睿

(鞍山市中心医院影像科,辽宁 鞍山 114001)

髌骨是膝关节的重要组成部分,是人体中最大的籽骨。髌骨骨折多由直接暴力以及间接暴力所致。患者发生髌骨骨折后,会在短时间内出现关节内积血的现象,随着病程时间延长,髌前皮下可见淤血和肿胀情况[1]。目前临床主要将常规X线作为髌骨骨折的诊断方式[2],随着手术需求不断提高,常规X线暴露出种种弊端,例如无法提供更加全面的影像学信息,难以发现隐匿性骨折,因此容易导致误诊情况。上世纪80年代末螺旋CT在临床医学中投入应用,使得传统断层CT被逐渐取代。近年来,多层螺旋CT扫描已经广泛应用到骨折诊断当中,具有成像速度快等优势。后处理技术是指根据临床实际情况,在成像后期对图像资料进行重建。多层螺旋CT的发展,推动了CT后处理技术的发展,在CT检查中,不仅仅是一副黑白切面图像,而是“彩色的世界”。主要技术包含2点:(1)重建技术。通过改变图像的矩阵、视野,对图像进行再处理,并改变算法,完成重建[3]。(2)重组技术。对数据重组,改变图像显示方位,这对于数据纵向分辨能力要求较高。本次研究选取2019年1月-2020年8月本院收治的47例髌骨骨折患者,分析髌骨骨折患者在多层螺旋CT平扫及后处理技术下的具体诊断情况。报告如下。

临床资料

1 一般资料:选取2019年1月-2020年8月本院收治的47例髌骨骨折患者,患者男31例,女16例,年龄30-61岁,平均年龄为(45.22±4.15)岁。经手术确诊,其中髌骨骨折分型为:7例横断骨折,22例粉碎性无移位骨折,8例粉碎性移位骨折,7例骨软骨损伤,垂直骨折3例。所有患者均自愿参加本次研究,并签署同意书。并经鞍山市中心医院医学伦理委员会批准后开展。

2 疾病诊断:(1)髌骨骨折的临床检查。髌前皮肤擦伤及皮下血肿,压痛明显;移位骨折可触及骨折间隙,可感觉到骨擦感,如果骨折间隙很大,则提示有支持带的严重撕裂。浮髌试验阳性。触诊诊断出现了各种情况,按压患者膝盖部位会有明显的压痛感,肿胀感,皮肤温度会有所升高。(2)髌骨骨折的X线检查。摄X线平片时应采用膝关节侧位及斜位,包括前后位。侧位虽然对诊断横断骨折以及折块分离最为有用,但不能了解有无纵形骨折以及粉碎性骨折的情况。斜位可常规采用外旋45°位,以避免与股骨髁重叠,既可显示其全貌,更有利于诊断外侧纵形骨折。如怀疑内侧有损伤时,可取内旋45°位。如临床高度怀疑有髌骨骨折而斜位及侧位X线平片均未显示时,可再次拍摄髌骨切位X线平片。临床上怀疑有髌骨骨折而X线片阴性者,还应考虑有股四头肌骨附着部或髌韧带的髌骨附着部损伤的可能。这两类损伤可以不带有骨折片,但局部应有显著压痛,伸膝困难。(3)髌骨骨折的CT检查。对于骨折不明确但又不能排除者、脊柱骨折有可能压迫脊髓神经根者及复杂骨折者均可行CT检查。三维CT重建可以更直观便捷地进行骨折分型。(4)关节腔镜检查诊断。这种检查方法对于髌骨骨折的诊断有重要意义,能够有效地发现髌骨骨折并且合并交叉韧带和侧副韧带的损伤,甚至还可发现半月板损伤。

3 设备和检查方法:使用Siemens Emotion64排螺旋CT进行诊断,要求患者保持仰卧位姿势,使患者的患肢放在检查床中,扫描的范围包括患者的整个膝关节,将螺旋CT的参数进行合理的设置,具体为自动毫安秒,管电压120kV,螺距1mm,间距1mm,准直器2×1,层厚5mm,矩阵512×512,薄层重建层厚1.25mm。

4 图像后处理:由2名副主任级医师对扫描得出的图像进行阅片,采取双盲法方式,之后再使用容积再现技术对图像进行有效的处理,对47位患者髌骨骨折的实际情况进行分析,扫描完成后将原始容积数据传至工作站,进行多层面重建(MPR)、表面阴影遮盖(SSD)、容积再现(VR)等后处理,分析螺旋CT平扫与后处理技术对于患者诊断方面的灵敏度以及特异性。二维重建使用多平面重建(MPR),通过调整骨窗从冠状面、矢状面和任意斜面观察髌骨骨质是否连续,并通过调整软组织窗以观察有否软组织损伤情况。三维重建使用容积再现(VR)技术,通过调整阈值以隐去与骨骼不相关组织,清晰显示骨骼整体观,并通过转动图像进行多方位多角度观察,选取骨折显示最佳图像摄片。

5 统计学方法:在数据的录入上应当由2人进行数据整理及核对。采取统计学软件SPSS 21.0进行数据处理,计量资料和计数资料分别以(±s)、%表示,分别行t和x2检验,组间对比以P=0.05为界值,P＜0.05则表示差异具备统计学意义。

6 结果

6.1 分析CT平扫与后处理技术诊断灵敏度和特异度差异:以手术结果为金标准,后处理技术灵敏度以及特异度均显著高于CT平扫(P＜0.05),见表1。

表1 CT平扫与后处理技术诊断灵敏度和特异度对比(n,%)

6.2 髌骨骨折在2种检查技术下的图像情况:经CT平扫可见髌骨骨皮质程度不一的连续性中断,大部分骨折块分离明显。容积再现三维重建有较强立体感,能够多个角度旋转髌骨立体结构,骨质连续性中断、局部塌陷、骨折痕迹表现清晰无误差。常规的膝关节正侧位片,因正位髌骨与股骨远端互相重叠,且显影在同一水平,加之髌骨纵行骨折线无分离,故骨折线显示不清。侧位片上由于髌骨的横经较宽,骨折线两侧的骨组织都投影在一个平面上,相互重叠,骨折线亦难以显示。髌骨的轴位片虽然对于髌骨纵行骨折的诊断具有重要临床价值,但由于疼痛原因患者常难以配合,而且拍摄1张标准的髌骨轴位片又可导致骨折移位,加重病情危险,因此轴位片常被放弃,导致漏诊发生,影响后期治疗方案制定,增加膝关节创伤性关节炎的发生率。

讨论

髌骨是膝关节重要组成部分,在膝关节伸直时发挥支点作用。髌骨骨折临床表现为膝关节肿胀、疼痛、关节活动功能受限[4]。髌骨骨折发病率在全身骨折类型中所占比例并不高,通常青壮年人群为高发人群。以往医学研究显示,男性和女性髌骨骨折发病率通常为2:1[5],本次研究男女患者比例与之接近。在人体解剖学中,髌骨是最大的籽骨,其外形通常表现为扁栗形状,可通过皮下触摸的方式感知,髌骨会对人的膝关节产生有效的保护和包裹作用[6]。解剖学研究显示,人体髌骨后侧表面比较光滑,而前侧比较粗糙,可发挥协调传导和增强股四头肌的作用。髌韧带和髌骨能够有效稳定患者膝关节,同时帮助机体完成相关动作[7]。近年来,由于社会经济发展迅速,各种事故问题频发,导致髌骨骨折发生率呈现上升趋势。人体骨关节结构复杂,而膝关节中解剖结构更为复杂。研究显示,如果外力对髌骨直接打击,甚至可能会引起髌骨的粉碎性骨折。髌骨骨折这种疾病对人体的危害非常大,一旦确诊应当及时采取方法进行治疗。该种疾病在治疗的时候要和化脓性关节炎以及膝关节韧带损伤相鉴别,一般都是长期治疗,经过保守治疗或者是手术治疗以后能够痊愈。在治疗的同时要注意饮食护理,要忌吃辛辣刺激性的食物,恢复期的时候不要吃火锅这种辣并且油腻的食物,要少吃高糖和高脂肪的食物。对新鲜髌骨骨折的治疗,应最大限度地恢复关节面的平滑,给予较牢固内固定,早期活动膝关节,防止创伤性关节炎的发生。髌骨骨折的内固定方法多种,可分为两类,一类行内固定后仍需一定时间的外固定;另一类内固定比较坚强,不需外固定。髌骨骨折指人体膝关节最前方部位骨折,也就是人们常说的膝盖骨、盖骨骨折。髌骨骨折常表现为骨折部位剧烈疼痛、膝关节肿胀、膝关节活动障碍等。治疗髌骨骨折时,若没有移位或移位轻微,可通过手法复位与石膏固定等方法治愈;若移位明显或粉碎性骨折,则需采用手术方法,对其进行解剖复位和固定。一般对于髌骨骨折处理办法主要还是根据病人髌骨骨折是否存在错位的情况,来选择相应的治疗方案,如果髌骨骨折位置比较好,没有错位的情况,选择保守治疗,严格的进行石膏拖或者支具外固定就完全可以。但是对于髌骨骨折错位,因为这属于关节内的骨折,必须要解剖复位,就有必要积极的进行切开复位内固定,恢复正常的解剖结构,促进骨折愈合,就完全可以。治疗相对简单,但须保证髌骨关节面的平面恢复平整。以前临床主要采用常规X线片诊断,但受二维图像和组织结构重叠等方面限制,导致髌骨骨折的整体信息无法得到全面的展现[8]。

常规X线片对于髌骨骨折检查的成像效果并不十分理想,其主要的原因包括2个方面,一方面是髌骨骨折相对特殊,髌骨骨折的类型体现出多样化特点,髌骨骨折中,一些细微骨折区域和不规则的骨折区域通常会存在一些影像重叠的问题,针对骨折病情严重的患者,X线图像重叠的情况十分严重,导致对髌骨骨折情况的分析不够客观,无法对患者髌骨的移位以及关节面损伤和软骨情况产生有效的判断;另一方面是患者膝关节受伤之后无法有效配合放射科人员实现位置的摆放,同时拍摄角度的偏离会导致整体的成像效果受到影响[9]。多层螺旋CT扫描过程中采取不间断的扫描方式,即便无法改变患者体位,仍然可以形成良好的效果图。但多层螺旋CT平扫图在对细微骨折的展现过程中效果不是十分良好,尤其是髌骨骨折中的粉碎性骨折成像的效果,无法直观体现出患者的髌骨移位和关节面损伤以及软组织的具体情况[10]。临床医学诊断效果存在一定的限制性,医师需要按照个人经验进行初步判断[11]。髌骨骨折骨折线走位像体现出多样化特点,基于一个走位像的图像诊断无法对其实际情况进行明确,容易产生误诊和漏诊情况,多层螺旋CT在很大程度上能有效发现常规检查未能显示的细微骨折及部分骨折,实现对骨折位置、形态及骨折线累及范围的全方位。MSCT在股骨粗隆间骨折的术前诊断不仅有助于股骨粗隆间骨折术中解剖复位,同时也有助于降低患者的远期内固定物松动或断裂、骨折再移位发生风险。容积再现技术可体现出一定的立体感,其主要优势是能够展现出组织和器官的空间关系,更好观察骨折部位图像,并不需要重复扫描就能够展示出新的断层图像,尤其是对重叠和复杂的骨折部位,可发挥良好的诊断效果,在一定程度上降低误诊和漏诊概率。本次研究,通过多层螺旋CT平扫和容积再现后处理技术对47位髌骨骨折患者进行诊断和分析,显示多层螺旋CT平扫诊断髌骨骨折方面的灵敏度和特异度均不足90%,而后处理技术用于诊断髌骨骨折方面的灵敏度和特异度均超过了95%。提示后处理技术用于诊断髌骨骨折方面具有更良好的灵敏度以及特异度,容积再现技术在髌骨骨折诊断中优势明显。分析原因,与多层螺旋CT图像后处理技术优势显著相关。由于膝关节解剖结构复杂、骨结构的重叠以及骨折线细微、骨折端无移位、骨形态完整,因此CR、DR检查不能发现骨折。而多层螺旋CT能从各方位直接清晰地显示患者关节内部结构及创伤后骨折,继而有效地弥补常规检查方法的不足,提高了髌骨骨折诊断准确率。螺旋CT可提供快速、清晰的图像等诸多优点已被公认[12],在骨骼肌肉系统疾病的诊断中占主导地位,特别是在复杂解剖结构的骨骼疾病检查中优势明显。任意角度层面重建及强大的后处理功能等特点,在隐匿性骨折的诊断中显示出其优势。MSCT通过对骨组织的二维或三维重建,可以直观准确地显示骨折线、骨折移位等[13]。就髌骨骨折而言,由于髌骨与周围软组织之间存在着较好的天然对比,一般情况下用MPR即可。MPR通过调整层厚及窗宽窗位,不仅能显示髌骨骨折的部位、类型,骨折断端对位对线情况,将容积再现技术应用于髌骨骨质诊断,能够直观展现出骨质连续性中断、局部塌陷以及骨折痕迹等,可为后续手术治疗提供良好的影像基础[14]。在中老年髌骨骨折的临床诊断过程中采用多层螺旋CT检查的诊断效能及对其骨折分型的准确率均较高,临床应用效果较好。结合其他学者的调研看[15],MSCT快速扫描所获得的容积数据,通过特定软件功能后处理技术获得任意层面的二维图像或三维图像,可以直观和清楚地显示髌骨骨折,很好规避局部复杂解剖关系等带来的不利影响,是诊断髌骨隐匿性骨折的最佳手段,当X线平片检查阴性或可疑髌骨骨折时,如条件允许应及时行MSCT薄层扫描及在工作站进行图像后处理,以便明确诊断。

综上所述,多层螺旋CT容积再现后处理技术用于髌骨骨折的诊断过程中具有极好的灵敏度和特异性,能够展现出患者的骨质连续性中断、局部塌陷以及骨折合痕迹等多个方面的情况,具有良好的应用价值,值得去推广。