多排螺旋CT后处理技术在四肢关节骨折诊断中的应用研究*

孙 涛 韩善清 王建伟 陈爱萍*

普通X射线平片价格低廉，骨骼与周围软组织具有良好的天然对比，是目前骨折诊断的首选检查方法。然而，对于结构复杂的四肢关节而言，普通X射线平片具有影像重叠的特点，极易导致误诊或漏诊[1-2]。多排螺旋CT属于横断面成像，扫描速度极快，图像空间分辨率高，容积成像后不但可任意选择重建层面，而且可以选择多种重建方式，其后处理重建技术已被广泛地应用于骨及关节病变的诊断，并可对四肢骨关节病变的定性、定位及术前制定手术方案提供很好的帮助[3-6]。本研究采用多排螺旋CT三维后处理技术对53例高度怀疑四肢关节骨折的患者进行检查，探讨多排螺旋CT后处理技术在四肢关节骨折诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2015年10月至2016年3月在南京医科大学第一附属医院放射科进行检查的53例高度怀疑四肢关节骨折患者的数字X射线摄影(digital radiography，DR)和CT平扫图像资料，其中男性33例，女性20例；年龄20～69岁，平均年龄39.3岁。所有患者均为DR检查后高度怀疑骨折，为明确诊断进一步行16排螺旋CT容积扫描和工作站三维后处理技术重建，经临床和手术确诊为骨折。本研究经医院伦理委员会批准，检查前所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与材料

采用Somatom emotion型16排螺旋CT扫描机(德国Siemens公司)；Ysio型DR摄片机(德国Siemens公司)。

1.3 检查方法

(1)肩关节、膝关节以及髋关节摄片患者需仰卧于摄影台，拍正侧位片；肘关节、腕关节摄片患者需坐于摄影台旁，只拍正位片，所有关节的摄影距离均为100 cm。

(2)CT扫描方法及参数。所有患者均于16排螺旋CT扫描机容积扫描后进行三维重建后处理。肩关节和髋关节患者取仰卧位，头先进，行轴位扫描；肘关节检查时，患者可取仰卧位，将患肢侧举；膝关节检查时患者行仰卧位，脚先进；腕关节检查时患者可站立于机架旁，将患侧腕关节置于扫描区域内，随检查床移动，可节约检查时间，避免患者上下检查床以及可能出现的伪影。注意所有检查尽量将感兴趣区置于扫描中心，以免影响图像质量。

(3)扫描条件。管电压120 kV，管电流200 mAs，扫描视野(field of vision，FOV)20～30 cm，矩阵512×512，螺距1.0～1.5，准直宽度1～2 mm，重建层厚2 mm，层间隔1 mm，采用高分辨率算法。

(4)CT重建方法。扫描后将原始数据导入后处理工作站进行多平面重建(multiplanar reconstruction，MPR)、容积再现(volume rendering，VR)等三维后处理。MPR取冠状位、矢状位或任意斜位观察关节内解剖结构以及骨折区域的空间关系；VR处理剪除多余的结构，获得立体图像，通过前后、左右以及上下的固定位置或者更多位置观察显示骨折，并多角度观察关节内情况。

1.4 观察与评价指标

由两名资深放射科医生进行双盲法读片和图像质量的综合评估，结果不一致时，两人协商后统一意见。以临床手术结果为金标准进行评价。

2 结果

2.1 扫描诊断结果

在对53例四肢骨折患者扫描检查中，膝关节检查出骨折18例，髋关节检查出骨折11例，肩关节检查出骨折7例，肘关节检查出骨折11例，腕关节检查出骨折6例。

2.2 扫描与图像质量

(1)采用普通DR对53例患者按照要求顺利完成X射线片检查后，进行多排螺旋CT容积扫描，在极短时间内顺利完成检查，无移动伪影，图像质量符合诊断要求。

(2)影像诊断。53例患者共诊断出骨折65处，其中普通X射线平片明确诊断骨折46处，高度可疑骨折10处，另有9处未发现骨折，漏诊率达13.8%；多排螺旋CT横断面图像结合三维重建技术明确诊断65处骨折，诊断率为100%，且成像立体、直观，如图1、图2所示。

图1 髋关节多平面重建图像

图2 髋关节容积再现重建图像

3 讨论

3.1 四肢各部位骨折

(1)对于膝关节胫骨平台隐匿骨折，在X射线片中非常容易遗漏。CT三维后处理重建MPR和VR图像，从不同角度观察胫骨平台和髁间隆突，能够确切显示胫骨平台有无劈裂与塌陷，膝关节内有无游离碎骨片[7，9]。

(2)髋关节检查包括股骨头、股骨颈及髋臼骨折，其中髋臼骨折最为复杂。X射线平片难以显示骨折的程度及与关节的关系，易漏诊撕脱小骨片。CT横断面图像尽管可以显示骨折，但难确定各骨片的相互位置和骨折线的走向。三维重建有助于显示隐匿性骨折，判断骨片的具体位置，多角度观察髋关节内部的具体情形，确定骨折的具体分型，个体化解剖测量，进行周密术前计划，确定手术入路，避免术中损伤血管和神经[9-11]。

(3)肩关节检查中，X射线平片无法显示肩关节间隙内撕脱的骨片，CT轴位图像能够避免组织重叠，暴露骨折部位，显示立体感差，影响全面评价肩关节外伤情况。三维后处理重建能够清楚显示肩关节的空间关系，如果去除肱骨头、锁骨及肋骨，可直接观察关节盂结构，显现肩关节深层结构，立体显示肩关节骨折的位置、大小、形态等情况；如果去除关节盂部分，任意旋转又可以显示肱骨头。按照临床诊断需要，运用三维后处理重建方法，全方位掌握肩关节骨折解剖情况，有利于肩关节骨折分型。

(4)肘关节相对复杂，由肱骨下端和尺骨及桡骨上端组成，包括肱尺关节、肱桡关节、桡尺近侧关节，且肱骨小头、尺骨鹰嘴、肱骨滑车、桡骨小头均为不规则曲面，重叠部分多，X射线平片难以显示隐匿性骨折。CT三维重建图像消除重叠与遮盖，直观、有效地显示关节内结构，并可以任意角度旋转，选择观察骨折最佳视角，为下一步治疗构思手术入径[12-14]。

(5)腕关节解剖结构相当复杂，多个骨块相互重叠，单纯应用普通X射线平片和常规横断面CT来反映关节内的骨折和移位情况有一定的局限性，腕关节损伤的形态学特征会因为扫描角度不同而在横断面CT图像上产生不同的影像表现。三维重建后处理技术可弥补其不足，显示腕骨之间的相互位置关系及关节面损伤情况，对病变进行骨折的分型和手术方案的制定提供充足的影像学依据。

3.2 CT三维后处理重建技术优势

影像诊断是骨折临床诊断治疗的主要依据之一。普通X射线平片作为骨折检查的首选方法，对于复杂解剖部位及隐匿骨折极易导致误诊或漏诊，本研究通过两种检查方法的对比显示，普通X射线平片漏诊率为13.8%，意味着准确率达86.2%，高于赵庆成[15]的研究结果(73%)。多排螺旋CT一次扫描能获得容积数据，速度快，空间分辨率高，其强大的三维后处理技术易于显示隐匿性骨折及骨折的特征，明确诊断避免漏诊和误诊造成的医疗纠纷[11]。相比较而言，MPR和VR均可以明确骨折，但对于线条样未完全断裂的无变形骨折的显示，MPR优于VR，但在显示骨折移位情况或碎骨位置方面，VR优于横断面图像和MPR，更具体逼真，并可任意角度旋转，为临床医师提供真正的三维立体结构和空间关系，制定适宜的治疗方案[16]。

3.3 扫描计划及参数的制定

(1)根据检查申请单要求，必须一次性设定扫描计划，在定位像上划出充分的感兴趣扫描区域，避免扫描结束后发现部位未包全而重新扫描，既增加患者辐射剂量，又浪费检查时间。

(2)合理设定扫描参数及重建参数，CT扫描准直宽度越窄，原始数据充足，生成后处理图像越清晰、平滑，但准直器宽度太窄会增加轴位图像的噪声，X射线球管的曝光时间长，辐射剂量增加，X射线球管寿命会因此而减少。增大螺距，可以在短时间内完成相同范围的扫描，但螺距过大，轴位图像数据不足，质量下降，纵轴空间分辨力下降，导致后处理图像质量不佳。因此，通常准直器宽度与螺距的匹配以相等为宜，但如扫描范围过大则需要增加螺距，既能保证有效层厚理想，图像的纵向分辨率也不会明显下降。三维重建图像的质量取决于横断面的图像的空间分辨率，即采用的准直器宽度；对密度分辨率要求不高，故可适当降低管电流(mA)来减少X射线球管负荷获得较大容积的覆盖[17]。但准直器宽度太窄会导致横断面图像的噪声增加，故需根据诊断的要求进行合理选择。多排螺旋CT容积扫描在不增加X射线剂量的条件下能够回顾性地任意选择重建间隔进行图像的MPR和VR重建，间隔越窄重叠图像越多，生成的三维图像则越平滑，但处理时间也会随之延长，因此应根据实际情况选择2～3 mm的重建间隔。

4 结语

多排螺旋CT后处理技术在骨折诊断方面具有无法替代的应用价值，可提高骨折诊断率，并可发现X射线平片和横断面CT图像不能显示的骨折状况，对手术、整形和预后判断等均有很大的帮助。在具体应用过程中，将X射线平片、CT横断面图像以及后处理重建图像三者相互结合并有选择的应用，相互弥补其诊断效果更佳。

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