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螺旋CT重建算法 [64排螺旋CT三维重建在诊断髋臼骨折中的临床应用价值]

时间:2019-01-21 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  【摘要】目的 探讨64排螺旋CT三维重建在髋臼骨折的临床应用价值。方法 回顾性分析32例髋臼骨折的64排螺旋CT容积扫描和以及髋臼三维重建处理的影像学资料,并加以总结、分析。结果 32例髋臼骨折,髋臼三维重建表现与手术所见完全一致,准确率达100%。 结论 64排螺旋CT容积扫描及三维重建技术在显示髋臼骨折的空间关系上具有明显优势,能够直观、立体地显示髋臼骨折及髋关节脱位的空间位置,以及发现其他细微骨折,对于术前充分了解损伤情况,制定严格的手术计划,具有较高的临床应用价值及重要的指导意义。
  【关键词】64排螺旋CT 三维重建 髋臼骨折
  中图分类号:R814.42 文献标识码:A 文章编号:1005-0515(2012)3-036-03
   The Clinical Application Value with Three Dimensional Reconstruction of 64-Slice Spiral CT In
  Diagnosis of Acetabular Fractures
  ZHANG Zongquan LIU Wenjun JIANG Ping LIU Keping WU Gang
  (The Fourth People’s Hospital of Zigong Sichuan,Zigong Sichuan 643000,China)
  【Abstract】Objective To discuss the clinical application value with three dimensional(3D) reconstruction of 64-slice spiral CT in diagnosis of acetabular fractures.Methods Retrospective analysis the 32 cases of acetabular fractures, 64 spiral CT scans and volume as well as 3D reconstruction of acetabular processed imaging data, and to summarizee,analyze.Results 32 cases of acetabular fractures, acetabular performance of 3D reconstruction is fully consistent with the surgical findings, accuracy was 100%.Conclusions 64-slice spiral CT volume scanning and 3D reconstruction of acetabular fractures has obvious advantages in display the spatial relationships, the intuitive,three dimensional of acetabular fracture and the dislocation of the hip joint, and to discover the slight fractures, with high clinical value and important guiding significance for fully understand the injury situation in preoperative and formulate the surgical planning.
  【Key words】64-Slice spiral CT Three dimension Acetabular fracture
  
   髋臼解剖关系复杂,传统X线平片及普通CT很难全面客观地显示髋臼骨折和移位程度。1979年Herman最先报道了人体器官及骨组织的三维重建技术[1]。1982年Harley[2]首先把CT三维重建引入髋臼骨折的诊断。国内20世纪90年代后期就CT三维重建诊断髋臼骨折已有多次报道[3-5]。64排螺旋CT的容积扫描及三维重建技术能够全面、立体、直观地显示其骨折特点。本文回顾分析32例髋臼骨折行64排螺旋CT容积扫描及髋臼三维重建影像学资料,现报告如下:
   1 资料与方法
  1.1 一般资料 本组髋臼骨折共32例,男22例,女10例,年龄16-67岁,平均42.1岁。其中车祸伤24例,高坠伤5例,重物压伤1例,其他2例。
  1.2 仪器与方法 (1)本组病例均使用GE公司生产Lightspeed 64排螺旋CT。患者仰卧位,扫描范围骨盆(多数患者是复合伤,以了解更多部位的骨折,也有利于双侧比较),扫描条件:120-140kV,220-260mA,准直宽度0.625mm,容积扫描。(2)将扫描获得的原始数据传入AW4.4后处理工作站,再进行多种后处理,然后根据需要任意角度旋转及不同方位切割旋转,对病变部位、范围及邻近组织关系进行充分显示,并存储图像,最后将处理后的图像传入PACS系统。 在PACS系统由两名有经验的放射科医师对影像做出综合分析、诊断。
  2 结果
  本组32例髋臼骨折,单侧髋臼骨折26例,双侧髋臼骨折6例。单纯髋臼骨折4例,占12.5%,髋臼骨折伴其他骨骨折(单处或多处)或脱位28例,占87.5%。本组病例一共发现195处骨折(脱位),X线平片发现率仅为68.2%;2D轴位对髋臼顶及少部份线性横形骨折显示欠佳,容易遗漏,CT轴位发现率位90.3%;但MPR图像从多角度、多方位逐层观察,能够清晰的显示各类骨折、关节脱位,为显示骨折(关节脱位)的最佳方法,本组病例发现率为100%;VR图像能够立体、直观、清楚地显示骨折片移位、分离,以及相邻折块的空间毗邻关系、股骨头脱位情况,但由于重叠原因,部份深部位骨折的显示易遗漏。本组病例不同部位骨折发生率及X线平片、CT各种后处理图像对骨折的显示情况见表1。
  表1 32例髋臼骨折X线平片、CT轴位及三维重建显示比较(显示骨折处数)(n)
  根据Judet Letournel分类法对本组病例进行分类,其中简单骨折19例,复杂骨折13例。本组32例中,均手术证实术前诊断、分型正确,手术入路及内固定器械选择恰当,术后X线平片(部份病例CT复查)示复位及固定良好。
  患者,女,29岁,车祸伤,平片示右侧髋臼、耻骨支、坐骨及髂骨翼多处骨折,髋臼骨折细节显示不清,折片移位情况无法明确,无法判断骨折类型。MPR图像从多方位显示骨折、折片移位情况,尤其对髋臼骨折细节显示清楚,可判断骨折类型,但不够直观、立体。
  同一患者,经过三维重建VR显示,从不同角度观察多处骨折移位情况,能够立体、直观地清楚显示骨盆多处骨折,折片移位、分离情况及其空间关系,以及髋关节脱位情况,对判断骨折类型,手术入路、固定器械的选择都有很高的价值,但部份深部位的骨折易遗漏。
  3 讨论
  3.1 髋臼的解剖与骨折分型
  髋臼半球状开口朝向前、下、外,其周径面与躯干矢状面呈40°开口向后的角度,与身体横断面呈60°开口向外侧的角度[6]。髋臼的边缘有3个切迹:分别是坐耻切迹、髂耻切迹和髂坐切迹。前柱(髂耻柱)包括髂骨翼到耻骨降支的较大一部分;后柱的上部是髂骨很短的一部分,下部是坐骨体和坐骨的降支。髋臼前后两柱呈60°相交,形成一拱形结构,横跨于前后两柱之间,是髋臼主要负重区,称臼顶。两柱概念的形成对髋臼骨折的分型与手术入路的选择提供了解剖学的依据。
  髋臼骨折是复杂的关节内骨折,术前诊断十分重要,不同的骨折类型将采用不同的手术入路(如Kocher-Langenbeck入路,髂股入路,髂腹股沟入路,前后联合切口等),采用正确的手术方案,利于骨折的修复。对于骨折片移位3mm以上的骨折病人,须要手术。临床研究表明,对有移位的骨盆及髋臼骨折或伴有股骨头脱位的髋臼骨折,外科手术切开复位及内固定的治疗效果要优于非手术治疗[7]。
  造成髋臼骨折的多为高能量损伤,且损伤严重(本组病例多处骨折占87.5%),有明确的外伤史,多为交通事故伤、高坠伤或压伤。髋臼骨折是一种复杂骨折,其分类方法很多,其中最经典和使用最广泛的是法国学者Judet和Letournel提出的按解剖位置分类,分为简单骨折和复杂骨折两大类,简单骨折是指骨折仅累及一个骨柱或骨壁,包括前壁骨折、前柱骨折、后壁骨折、后柱骨折、横形骨折;复杂骨折包括T型骨折、横行-后柱骨折、双柱骨折、前壁伴后半横行骨折和后柱-后壁骨折。
  在临床工作中,每个病例都具有个性,不可能完全一致,因此作为放射科医师应该熟悉骨折的基本类型,并加以分析,为临床提供准确的诊断,以及优质的影像资料。
  3.2 64排螺旋CT的特点、优势及临床应用价值
  3.2.1 64排螺旋CT的特点
  64排螺旋CT属容积CT(VCT),扫描层厚极薄,仅0.625mm,足以达到X轴、Y轴及Z轴的各向同性扫描,在薄层重建基础上可以从横断、冠状、矢状或任意斜面观察病变。64排螺旋CT扫描速度快,经一次扫描,利用64排CT的后处理功能,可进行多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)、表面遮蔽显示(SSD)、最大密度投影(MIP)、容积显示(VR) 从不同方位、不同角度获得多方位图像,且图像质量高,容易被患者所接受。
  3.2.2 64排螺旋CT多种后处理方法的优势及临床应用价值
  在日常工作中,传统X线平片在骨折的诊断中有着不可替代的作用,在肢体检查中仍然作为首选检查方式。髋臼骨折的诊断并不困难,但由于重叠原因,易漏诊,且X线平片在骨折的分型、确定手术方案方面有很大的局限性,很难给临床医师提供立体、直观的三维影像和全面准确的影像信息,而64排螺旋CT由于具有强大的多种后处理功能,可以弥补普通X线平片及常规CT的不足(见图)。
  轴位2D图像 常规2D重建图像可清楚地显示各种骨折,邻近器官、软组织损伤情况;对平行于成像平面的骨折显示欠佳,容易遗漏,本组病例CT轴位发现率为90.3%;图像缺乏立体感,不能对骨折部位、类型等作出全面准确的判断,特别对髋臼顶部的粉碎性骨折不能直观、立体、详尽的了解骨折线走向和骨折片的移位情况,在临床应用中有一定的局限性。
  多平面重建(MPR)/曲面重建(CPR)图像MPR是对容积数据进行任意方向的截面重组。通过容积扫描,由于获得的原始数据达到了各向同性扫描,所以从多角度、多方位等任意平面进行重建,都将获得高质量的影像信息。CPR是将折线走行弯曲的不规则骨折,显示在同一平面,以使其显示完整、全面,准确判断和评价折片移位、关节脱位的程度。MPR/CPR操作灵活,能多方位、多平面逐层显示骨折、不遗漏传统CT轴位图像的观察盲区,且有图像分辨率高、清晰度好等优点。MPR及CPR能够清晰地显示各类骨折及折片移位、关节脱位情况,为显示骨折(关节脱位)的最佳方法,本组病例发现率为100%。在显示骨折细节、判断骨折类型、部位和评价移位、关节脱位,特别在深部隐蔽性骨折显示等方面具有明细优势。
  表面遮蔽显示(SSD) SSD图像可以较好地显示出复杂的三维结构,尤其重叠结构的区域。可以应用模拟手术刀技术,去除不需要观察的组织,对关节面的观察更加清晰,这是传统X线平片及普通CT与之无法比拟的。将髋臼和股骨头分别进行SSD重建,可以从多角度分别观察髋臼、股骨头,为诊断髋关节病变及拟定手术方案提供详细的信息。
  最大密度投影(MIP) MIP技术是将扫描后若干层面图像叠加起来,把其中的高密度部分做投影,低密度部分删除,形成高密度部分三维结构的二维投影,可以从任意角度观察,从最佳方位显示骨折线的形态、范围、移位程度以及充分了解复杂解剖部位的空间关系,由于前后组织重叠,深部的骨折易被掩盖。
  容积显示(VR) VR技术是依赖于辨别某一特定阈值以上的所有像素信息而获得三维重组图像,在阈值以上的像素都可以被显示出来,即通过容积内不同像素施加不同的透明度,可透过透明部分观察其后方的结构,实现三维立体显示效果。它可100%利用扫描容积内的容积数据,获得的是真实的三维显示图像。VR图像能够立体、直观、清楚地显示各类骨折、折片移位,以及相邻折块的空间毗邻关系、关节脱位情况。但由于表面骨结构的遮掩,对深部位骨折的显示有一定的局限性。
  64排螺旋CT三维重建在诊断髋臼骨折中除了能以多方位、多角度最佳方式地显示骨折部位、骨折类型、折片移位、关节脱位以及盆腔脏器损伤情况以外,笔者认为还有如下优点:①三维重建可以指导髋臼手术入路的设计,三维重建技术可以全面、客观、立体地显示骨折情况,为手术入路的选择和手术方案的制定提供了可靠的依据;②选择手术内固定器械提供依据,可以根据三维图像,在骨盆模型上标出骨折线、折块移位方向,并在模型上模拟放置内固定器械及螺钉的位置、方向,预弯内固定器械的角度;③为整个手术团队达成同一种共识,利用CT三维重建图像,可以使多名相关医生在术前进行一次“无损伤”的全方位探讨,最大限度的规避手术风险,提高了手术的准确性、安全性、可靠性;④术后复查,可立体直观的观察骨折复位、愈合情况。
  总之,VCT容积扫描是获得优质后处理图像的基础[8],而在多种后处理方式中各有优缺点,MPR、MIP、VR等三维重建技术是诊断髋臼骨折的有效手段。64排螺旋CT三维重建在髋臼骨折的临床诊断中,能立体、直观、清楚地显示复杂髋臼骨折、折块移位情况及关节脱位的空间位置,为临床医师提供详细的影像解剖信息,是髋臼骨折的最佳检查方法,对髋臼骨折的治疗、预后等都有重要的临床指导意义,有着不可替代的临床地位,具有重要的临床应用价值。
  参考文献
  [1] Herman GT,Lin HK.Three-dimensional display of human organd from computed tomo- grams[J].Comput Graph Proc,1979,9:1-l2.
  [2] Harley JD,Mack LA,Winquist RA.CT of acetabular fracture:comparison with conv- entional radiography[J].Am J Roentgeno1.1982,138:413.
  [3] 徐卫东,吴岳嵩.髋关节计算机辅助三维重建的价值与应用[J].中国矫形外科杂志,1999,6(9):697-698.
  [4] 熊传芝,郝敬明,胡春艾,等.螺旋CT三维及四维重建在关节内骨折中的应用[J].中华骨科杂志,1999,19(11):540-543.
  [5] 孙月华,侯筱魁,戴克戎.髋臼骨折的三维CT重建[J].骨与关节损伤杂志,1997,12(2):69-70.
  [6] 王亦璁主编.骨与关节损伤[M].第4版.北京:人民卫生出版社,2007:1125-1150.
  [7] Baumgaertner MR.Fractures of the posterior wall of the acetabulum.[J] Am Acad Orthop Surg.1999,7:54.
  [8] 刘文军,姜萍,颜文贤,等.64层螺旋CT多种后处理技术在颌面部复杂骨折诊断中的临床应用[J].中国医学创新,2010,7(2):25-27.

标签:骨折 螺旋 建在 临床应用