鼻区骨折MSCT图像后处理显示与诊断探讨

汪茂文，檀思蕾，刘 霞，万 雷

（司法鉴定科学研究院 上海市法医学重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海 200063）

鉴定科学Forensic Science

鼻区骨折MSCT图像后处理显示与诊断探讨

汪茂文，檀思蕾，刘 霞，万 雷

（司法鉴定科学研究院 上海市法医学重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海 200063）

目的 探讨MSCT（Multi-slice spiral CT），图像后处理技术在鼻区骨折诊断中的应用价值。方法 对120例疑有鼻区骨折的伤者行MSCT容积扫描，并采用骨算法及软组织算法薄层重建，在工作站上行多平面重组（MPR）、容积再现（VR）及最大密度投影（MIP）等后处理，观察有无骨折并判定其骨折类型。结果 120例患者中，MPR、VR及MIP诊断为不伴移位的线性骨折49例、24例、30例，诊断符合率分别为61.2%、80.0%、100%；MPR、VR及MIP诊断为伴移位的线性骨折30例、19例、22例，诊断符合率分别为73.3%、86.4%、100%；MPR、VR及MIP诊断为粉碎性骨折24例、19例、20例，诊断符合率分别为83.2%、95.0%、100%；MPR、VR及MIP诊断为伴上颌骨额突骨折17例、13例、15例，诊断符合率分别为88.2%、86.7%、100%。对于不伴移位和伴移位的线性骨折，MIP与MPR间的差异有统计学意义（P＜0.05）；对于不伴移位的线性骨折，MIP 与 VR 间的差异亦有统计学意义（P＜0.05）。 结论 MSCT 容积扫描及MPR、VR、MIP的联合应用对于判断有无鼻区骨折及骨折类型具有重要价值。MIP可以准确区分鼻骨缝、鼻骨孔和鼻区骨折，新鲜与陈旧性骨折要结合轴位图像及MPR综合评定。

体层摄影术；X线计算机；图像处理；计算机辅助；鼻区骨折

鼻区骨骼骨质菲薄，且位于面部突出、浅在位置，容易遭受外力作用而发生骨折，在司法鉴定实践中常常可以遇见。鼻区骨折不仅包括鼻骨骨折，亦包括与其相邻的上颌骨额突及鼻中隔、鼻旁窦、眶内壁等处的骨折，本文鼻区骨折只涉及鼻骨及上颌骨额突骨折。MSCT（Multi-slice spiral CT）是目前临床上最常用的影像诊断手段之一，其发展日新月异，扫描层间距越来越小，容积数据量越来越大。观察常规扫描图像时，由于受单一图像局限性的影响，加之对鼻骨细微解剖结构认知不足，鼻区骨折误诊和漏诊时有发生[1-2]。本研究对MSCT各种常见后处理技术在鼻区骨折中的应用加以探讨，旨在提高其诊断正确率。

1 材料与方法

收集2015年10月至2016年4月在本中心行鼻区外伤伤情鉴定并接受CT检查的120例伤者，其中男性87例，女性33例，年龄 18～71岁，平均33.6岁，临床均有明确的鼻部外伤史。

采用SIEMENS SOMATOM Definition AS 64层螺旋CT机，扫描范围自上颌牙槽平面至眶上缘。扫描参数：管电压 120KV，管电流 380mAs，pitch 0.55，层厚0.6 mm，采用骨算法及软组织算法，重建卷积核Kernel分别为H60f sharp FR、D40f medium，多平面重组（Multi-Plane Reformation，MPR）观察窗宽1 500 HU、窗位450 HU；VR与MIP重建采用软组织算法数据，利用兴趣容积剪切盒VOI Clipbox（volume of interest clipbox）切除兴趣外区域，以避免颅底其他骨结构的重叠干扰，观察窗宽1 500～4 000 HU、窗位1 000～1 500 HU。经MSCT三维重组图像后处理后，对MRP、容积再现（volume rendering，VR）及最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）图像进行动态观察和点对点识别，由两位高年资医师共同完成影像诊断。按3种技术进行归类计数，两两数据比较采用x2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

三种后处理技术显示鼻区骨折的评价结果及比较（表1～2）。MIP可以准确区分鼻骨缝、鼻骨孔及鼻骨下缘等正常结构，120例伤者中，MIP清晰显示87例鼻区骨折部位和类型，MPR将17例鼻颌缝、8例鼻骨下缘、5例鼻骨孔、1例鼻骨内面切迹误诊为骨折，将2例鼻骨骨折误诊为上颌骨额突骨折，VR将6例不伴移位的线性骨折误为鼻颌缝。

表1 MPR、VR与MIP诊断结果的比较

表2 MPR、VR及MIP的诊断结果比较

3 讨论

3.1 MSCT图像三维重组原理、方法及特点

三维重组主要目的是直观显示目标内部或其与周围组织的三维关系，同时可以通过测量长度、距离、角度及体积等进行准确判断。随着计算机技术的不断发展，三维重组的技术亦俞臻完善。目前用于鼻区骨折的重组方法主要有 MPR、VR、MIP等[3-4]。

MPR是将扫描范围内所有横轴面图像叠加起来，再对重组线所指定的组织进行冠状面、矢状面或任意斜面甚至曲面进行图像重组，可以实时显示而不需要重复扫描，其缺点是难以直观显示复杂细微的空间结构。

VR是将扫描容积内的像素立体叠加，人为改变体素的亮度和对比度，通过不同的颜色可以更好地区分不同的组织器官。VR难以进行定量测量和对三维物体进行加工或观察内部组织结构。

MIP是将扫描的容积数据按照密度变化的比率，提取与周围密度对比最大的部分来构建实体的三维模型，再投影到显示屏，在投影方向上仅保留CT值最大的像素而忽略掉CT值较低的像素。只要扫描范围存在密度差异（如骨折缝隙）即可在图像上显示。临床多应用于鼻骨、肋骨和增强血管成像，最大密度投影可以自动提取上述目标并加以显示，目标形态准确，失真小，与周围组织对比清晰（图1）。

3.2 鼻骨的正常细微结构和变异

鼻骨由较薄的片状骨构成，还包含四缝、两孔、一缘等细微解剖结构，即鼻颌缝、鼻间缝、鼻额缝、额颌缝、两侧鼻骨孔和鼻骨下缘（图1）。

图1 鼻骨MIP，清晰显示正常鼻骨细微结构

鼻颌缝是左、右片状骨与上颌骨额突间的缝连接，自鼻骨出现直至消失，各层图像上均可显示，且缝端圆钝，无错位或扭曲。上颌骨由上颌体及额突、颧突、牙槽突、鄂突4突组成，其中额突凸向上方，接额骨、鼻骨和泪骨，上颌骨额突以鼻颌缝和鼻骨相连接。在MIP图像上，左、右鼻颌缝走行多呈“八”字形。鼻间缝位于左、右片状鼻骨中间，与鼻额缝相连并延伸至鼻尖，在冠状面上不易观察，多在横断面图像上进行观察，在MIP图像中，呈锯齿状、细直线状或“S”形，这与左右两侧鼻骨的发育有关。鼻间缝中间有时可见游离的缝间骨。

鼻额缝位于鼻根部，是鼻骨与前额骨的缝连接，且鼻颌缝与额颌缝相互连接。与鼻颌缝、鼻间缝相比，鼻额缝较紧密，表现为深浅不一、横行的小锯齿样透亮线影，边缘硬化。

鼻骨孔多出现在左、右片状鼻骨上，其中有鼻外动脉、静脉及神经通过。鼻骨孔多位于鼻骨中下部分，呈管状走形，可垂直或者斜行穿过片状骨。

鼻骨下缘是鼻骨与鼻软骨的咬合端，在横断面图像中常表现为若干游离骨，在冠状面中，多表现为“M”型高密度影。在三维重组图像中，鼻骨下缘形态个体差异性较大[5]，按其形态特征可分为平直型、波浪形、倒尖峰型、月牙铲型以及其他类型。

3.3 鼻区骨折MSCT影像学表现及其鉴别

鼻骨骨折可分为无明显移位型和明显移位型。在无明显移位型鼻骨骨折中，骨皮质不连续，CT可见低密度线影，然而鼻骨正常解剖结构（如四缝和两孔）影像上亦表现为低密度线影，常造成误诊或漏诊[1，2]，可从以下几点进行鉴别：（1）断端两侧的骨皮质若有明显扭曲或者成角畸形，则为骨折；（2）若骨皮质虽无明显扭曲或成角畸形，但是断端锐利，多考虑为骨折；（3）若骨皮质无明显扭曲或成角畸形，断端圆钝者，多考虑为陈旧性骨折，还需要排除是否为鼻骨正常解剖结构，左、右对称者多为骨缝，不对称者多为骨折。在鼻骨的四缝、两孔中，最容易与骨折发生混淆的是鼻颌缝[6]。本组研究中，MRP将17例鼻颌缝误诊为骨折，是MPR过度诊断的主要原因。

在明显移位型鼻骨骨折诊断中，骨折的MSCT横断面图像表现为游离碎骨片。鼻骨下缘和缝间骨亦常表现为游离骨片，尤其是钩型及倒尖峰型的鼻骨下缘，其横断面图像较容易与骨折相混淆，应在三维重组图像上进一步甄别；对于缝间骨，需在薄层图像上细致观察其游离骨边缘是否锐利，若边缘锐利且和周围骨质断缘相吻合，则考虑为骨折。

鼻骨两侧邻接的上颌骨额突易同时发生骨折。当鼻骨或额突骨折线紧邻鼻颌缝时，易出现混淆（图2～3）。单纯鼻骨骨折与合并上颌骨额骨骨折两者的损伤等级不同，应注意鉴别[7]。

图2 鼻区骨折MIP图像

图3 鼻骨MIP显示上颌骨额突骨折及正常鼻颌缝，横断面上两者常难以区分

3.4 MSCT后处理技术在鼻区骨折诊断中的应用

与传统灯箱阅片模式不同，软阅读采用的是在工作站上以动态电影和三维方式（运用MPR和VR、MIP等后处理技术）进行多方位、多角度阅片，以鉴别骨折线与正常细微解剖结构[8-12]。

MPR横断面、冠状面及矢状面或斜位MPR彼此之间点对点观察，可以相互补充、互为印证，同样MPR和MIP像亦可以同屏显示，进而点对点比对MPR图像上所显示的线样低密度影在MIP图像上的形态、位置及走行，从而准确地区分鼻颌缝和鼻骨孔等易与非移位性线性骨折相混淆的正常结构和变异。其诊断方法和原则：（1）若在横轴位或MPR上为线状低密度影，把MPR图像与MIP图像使用同屏显示方法，点对点与MIP相关联，MIP上显示为线状低密度影而非正常鼻缝走行区域则诊断为骨折；（2）若在MPR上似为线状低密度影，而MIP显示为圆形小孔，且在鼻骨孔可以出现的位置则为正常鼻骨孔；（3）若MPR上的线状透亮影在MIP上显示为鼻骨下缘的窄带状骨缺损，则为鼻骨先天变异。

MPR和VR图像各有优势和不足[10]。横断面图像不易显示横行骨折线，鼻骨下缘较深的凹陷、一侧2个鼻骨孔等易误诊为骨折，冠状面图像不易显示纵行骨折线。有作者认为[13]，矢状面图像诊断鼻骨骨折敏感度高于横断面，但是容易把鼻颌缝误诊为骨折（图4）。VR图像虽有伪彩，但对无移位的骨折或骨缝分离不如MIP敏感（图5～6），这是由于VR采用了全部数据，不同组织之间相互遮盖进而产生错位判断。但MIP也有缺点，因为其反映的是密度差异，只要有骨折或缝隙，即可显示透亮线形，故新鲜与陈旧性骨折MIP有时难以区别，对于新鲜与陈旧骨折的甄别，MIP需结合轴位图像及MPR综合评定。

MPR结合三维后重组技术，可以准确判别鼻区骨折类型及其范围，为司法鉴定提供可靠依据[14]。

图4 正常鼻骨矢状位MPR图像

图5 鼻骨VR，鼻尖部隐约见横形骨折线影，如箭头所示

图6 与图5为同一患者，鼻骨MIP，箭头示鼻尖部横形骨折线，较VR显示更清晰

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Post Processing of MSCT Images in Forensic Examination of Nasal and Paranasal Bone Fractures

WANG Mao-wen,TAN Si-lei,LIU Xia,WAN Lei
(Shanghai Key Laboratory of Forensic Medicine,Academy of Forensic Science,Shanghai 200063,China）

Objective To investigate the application value of spiral CT post-processing techniques for examining nasal and paranasal bone fractures.Method 64-slice CT scanning of nasal area was performed in 120 trauma cases that were suspected as having nasal and paranasal bone fractures.The thin slice reconstruction with bone and soft tissue algorithm were also performed.The post-processing techniques including multi-plane reformation (MPR),volume rending (VR)and maximum density projection (MIP)were carried out to demonstrate the fractures and their types.Results Using MPR,VR and MIP,the cases identified as linear nasal fractures without displacement were 49,24 and 30 respectively,whose diagnostic accuracy was 61.2%,80.0%and 100%;the cases identified as linear nasal fractures with displacement were 30,19 and 22 respectively,whose diagnostic accuracy was 73.3%,86.4%and 100%;the cases identified as comminuted fractures were 24,19 and 20 respectively,whose diagnostic accuracy was 83.2%,95%and 100%;the cases identified as frontal process fractures were 17,13 and 15 respectively,whose diagnostic accuracy was 88.2%,86.7%and 100%.For linear nasal fractures with and without displacement,there was significant difference between MIP and MPR(P＜0.05);for linear nasal fractures without displacement,there was also significant difference between MIP and VR(P＜0.05).Conclusion Multi-slice spiral CT volumetric scanning and combined application of MPR,VR and MIP were of importantvalue fordetermining nasalfracturesand fracture types.MIP can accurately distinguish the nasal bone hole,nasal suture and paranasal fractures.

tomography;X-ray computer;image processing;computer assisted;nasal and paranasal bone fracture

DF795.4

A

10.3969/j.issn.1671-2072.2017.06.009

1671-2072-（2017）06-0056-05

2017-05-20

国家自然科学基金（81401559）；上海市法医学重点实验室资助项目（17DZ2273200）；上海市司法鉴定专业技术服务平台资助项目（16DZ2290900）

汪茂文（1966—），男，副主任医师，主要从事法医放射学研究。 E-mail：wangmw@ssfjd.cn。

万雷（1982—），男，助理研究员，硕士，主要从事法医放射学与法医鉴定。 E-mail：wanl@ssfjd.cn。

（本文编辑：夏文涛）