机械应力分析法对100例颅面骨骨折的诊断分析

陶 黎，肖智博，曾勇明，彭冈力

（重庆医科大学附属第一医院放射科 400016）

颅面骨骨折常见于颅脑外伤，临床常表现为颜面部损伤、脑脊液漏、脑神经损伤等症状，早期诊断对治疗具有重要意义。由于颅面骨解剖结构复杂，常规X线片显示颅面骨骨质是重叠在一起的影像，无法明确显示解剖结构的整体情况。多层螺旋CT扫描与常规X线片检查对比，有明显的骨与软组织对比度、重建及实时三维观察的优势［1］。颅面骨骨折在直接外力作用后，直接损伤和其衍生的撞击波造成各部分应力改变会带来复杂的外伤改变［2］。如果只重视三维和常规图像的解剖和形态学改变，而忽略生物应力学的概念，会漏掉病变。本研究应用螺旋CT扫描，根据患者颅面骨的撞击点和受力方向特点来分析其影像学特点。

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机选取夜间100例急诊颅面骨骨折病例，男86例，女14例；年龄17～61岁，平均41.75岁；车祸40例，撞击伤40例，打击伤20例。临床表现为局部疼痛、面部肿胀、皮下淤血、眼球移位、鼻腔出血、鼻梁塌陷或偏移等。

1.2 方法 所有病例均采用GE HightSpeed 64层螺旋CT机行容积扫描，扫描参数为管电流250～350mAs，管电压120 kV，矩阵512×512，扫描范围：颅顶部到舌骨之间，取0.625 mm薄层重建；然后在GE AW4.3工作站进行多平面重建（MPR）、容积重建（VR）及表面遮盖显示（SSD）成像。本研究根据撞击部位分为脑颅骨区、上颌骨区、下颌骨区和联合区（撞击点在两个以上区域）4个类型。图像分析由3位有经验的放射科医师共同明确撞击部位，然后根据不同部位的撞击点和受力方向在横轴位寻找骨折线，同时在VR、MPR和SSD图像确定骨折部位，并分析其力学改变的特点。

2 结 果

根据撞击部位分为脑颅骨区14例，上颌骨区14例，下颌骨区8例和联合区64例。100%出现撞击点骨折，并沿着机械应力学的方向出现相应的损伤，见表1～3。

表1 不同撞击点和机械应力方向骨折统计（n）

表2 非直接撞击区的骨骼截面机械应力情况（n）

表3 不同撞击部位关节脱位和副鼻窦损伤情况（n）

3 讨 论

颅面骨是脑颅骨和前下部的面骨的统称，脑颅由8块脑颅骨围成，其中不成对的有额骨、筛骨、蝶骨和枕骨，成对的有颞骨和顶骨；面颅骨由15块面颅骨构成，成对的骨有上颌骨、颚骨、颧骨、鼻骨、泪骨及下鼻甲，不成对的有犁骨、下颌骨和舌骨；颅面骨是人类骨结构中最复杂的区域，没有规则的几何特征［3］。颅面骨骨折指颅面骨受暴力作用所致颅面骨结构改变，常见于交通、工矿等事故，自然灾害，爆炸、火器伤、坠落、跌倒以及各种锐器、钝器对头部的伤害，骨折类型有线样骨折、凹陷性骨折、粉碎性骨折和穿入性骨折，骨折的部位与受力点有关，常需图像的三维重组并仔细地分析，以便减少隐蔽损伤和骨折的漏诊［1］，更好为临床制定手术计划提供依据。

应力是物体在承受外力时内部各点相互作用的结果，对于同一点上不同方向的应力是不同的［4］。根据撞击伤的生物力学机制，当物体与头部直接碰撞，由于冲击或颅骨的急速内凹和弹回，撞击点处主要为压应力产生骨折和损伤；头部受伤瞬间的减速或加速运动，使颅骨各部因受力不均急速移位变形，撞击点背面的骨组织为拉应力和剪应力，游离端主要为拉应力和剪应力，是造成多发骨折的主要原因。颅面部外伤不仅在撞击着力区出现相应的骨折和损伤，而且在骨结构横截面积陡然减小区域（如颧弓和髁突颈）、骨质比较薄弱的部位（如牙槽突、上颌窦及骨缝连接处）及骨关节处易出现应力集中，造成损伤。本研究100例病例在撞击点均有骨折，应力型骨折74%、关节脱位30%、副鼻窦损伤52%及在骨结构的横截面积陡然减小的区域出现应力集中，54%骨折。

不同部位撞击点的应力传导方向和途径也不相同。当额部受到撞击时，应力向枕部产生回弹应力导致枕骨骨折和向下张应力挤压眶部骨结构损伤；枕部受到撞击时，应力可以向额极、颞极及颅底传导导致相应的骨折；由于颅前窝与颅中窝的凹凸不平，脑颅骨各部不同方式的头部外伤，其应力均易在额极、颞极及其底面发生应力集中导致骨折。上颌骨区撞击时，应力可以沿上颌窦底部、鼻中隔，向上颌结节传导，此型常见于牙槽突横行骨折；可以沿上颌窦外下缘斜行至眼眶底部，同时向鼻嵴和筛骨气房传导，此型可致上颌窦外下壁、眶壁和筛骨骨折；还可以沿鼻嵴、眼眶内外壁、颧骨上部，向翼突基底部传导，此型常伴有颅底骨折，可致颅面骨分离［5-6］。下颌骨区撞击时，应力沿下颌角、冠状突向后上方传导，髁突及髁突颈部应力比较集中，常导致颞颌关节脱位和骨折。

综上所述，如果熟练掌握机械应力的概念及其力学特征，根据临床病史和症状，结合MPR、VR及SSD成像来分析颅面部骨折，不仅可以提高诊断，还会提高治疗水平，应得到临床和放射科医生重视。

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