数字化断层融合成像技术在骨折内固定术后骨痂生长情况评估中的应用价值

罗容智，张德洲，董晚亭

（四川省骨科医院医学影像科 四川 成都 610041）

随着交通及建筑业飞速发展，骨折成为临床常见病、多发病，骨折后往往需要有效外固定或内固定治疗促进骨折愈合。骨折内固定术后骨折愈合情况及功能恢复程度成为医生及患者共同关心的问题。但是由于患者个体差异以及采用的治疗手段不同，愈合的过程、时间和结果均会有差异。通常临床通过X 线摄片检查，通过观察断面是否有有效骨痂生长、断端是否有骨痂连接、髓腔是否再通，从而判断骨折愈合情况。但是内固定术后患者往往因内固定物以及组织重叠干扰影响了骨痂准确判断。X 线断层融合成像技术具有克服重叠干扰、不受金属内固定物干扰的特点，在临床中得到越来越多的应用。本研究通过对比X 线DR 成像及数字化断层融合成像两种成像方法在骨折内固定术后患者图像质量上的不同，从而找出更适合骨折内固定术后患者骨痂生长情况评定的检查方法，为临床治疗提供更可靠的影像依据。

1 材料与方法

1.1 临床资料

收集我院2016 年5 月—2018 年5 月期间内固定术后在我科复查的80 例患者。其中男48 例，女32 例，最大年龄79 岁，最小年龄18 岁，平均年龄42.74 岁，内固定术后1 月～2 年，平均时间11.6 月。其中胫骨27 例，股骨17 例，桡骨远端16 例，腕舟骨8 例，腰椎6 例，肱骨3 例，髌骨2 例。

1.2 纳入标准

骨折后经内固定术后患者。

1.3 排除标准

（1）不能和（或）不愿配合检查的患者；（2）保守治疗的骨折患者；（3）病理骨折患者。

1.4 方法

X 线DR 成像及X 线数字化断层融合成像均采用日本岛津公司SonialvisionSafire II 的大平板数字胃肠机。均根据不同的检查部位选择合适的体位及摄片条件，设置源像距为1100mm，X 线DR 摄片选取普通模式，断层融合摄影则选用“TOMOS”图像采集模式，透视下定位，使感兴趣区置于视野中央，并设定摄像起点和终点位置，进行连续拍摄，X 线准直器的运动与射线管同步，断层角度 40°，数字化断层融合成像采用2mm 层厚、2mm 间隔进行图像重建处理。

1.5 图像质量评价标准

由两名高年资主治以上医师分别对X 线DR 检查及数字化断层融合成像所获得的图像质量进行主观评价。 对骨折断端及内固定周围骨质显示清楚的图像评为“优”，记2 分；因金属内固定伪影干扰，骨折断端及内固定周围骨质显示清晰度受影响，但基本能观察，评为“良”，记1 分；因金属内固定遮挡或金属伪影明显影响图像清晰度，断端及内固定周围骨质显示不清，评为“差”，记0 分。结果不一致时，请一名副主任及以上医师评定，协商判断。

1.6 统计方法

研究所得数据采用SPSSl6.0 软件统计处理，计数资料采用χ2检验，P＜0.05,有统计学意义。

2 结果

80 骨折内固定术后患者，DTS 图像质量频率分布为：2 分 59 例（73.75），1 分17 例21.25%，0 分4 例5.00%。DR 图像质量频率分布为：2 分43 例53.75%，1 分26 例32.50%，0分11例13.75%，差异有统计学意义（P＜0.001）。差异有统计学意义，X 线断层融合成像观察骨痂生长情况及内固定周围骨质情况均优于常规X 线DR 检查。

表1 骨折内固定术后两种不同检查方法的图像质量频率分布[n（%）]

图①～④，男，43 岁，股骨上段骨折内固定术后8 月，图①②X线DR 片示骨折断端部分骨痂生长；图③④为断层融合图像，显示断端骨质硬化，提示骨质不愈合。

图⑤～⑧，男36 岁，左碗舟骨骨折内固定术后6 月，图⑤⑥X 线DR 片上折线模糊，中量骨痂；图⑦⑧为断层融合图像，显示断端光滑，断面骨质硬化，有效骨痂不明显，提示骨折不愈合。

3 讨论

骨折的愈合过程是一个涉及到组织学、生物学、内分泌学及生物力学的复杂的动态过程，容易受各种因素的影响。骨折愈合过程按组织学变化分为三期：（1）血肿机化期：骨折后血肿机化形成肉芽组织、纤维组织，骨内外膜成骨细胞逐渐形成骨样组织；（2）原始骨痂形成期：骨样组织逐渐钙化，膜内化骨形成内、外骨痂，断端间和髓腔内的纤维组织先变成软骨组织，再钙化，软骨内化骨形成环状骨痂和腔内骨痂，在X 线片上逐渐形成肉眼可见骨痂影像；（3）骨痂塑型期：即原始骨痂变成永久性骨痂，骨髓腔再通。临床评价骨痂生长情况的方法很多，但最常用的是X 线检查，随影像技术的发展，因断层融合技术可以将骨折完全愈合之前的断端内骨痂影清晰地显示出来[1]，而成为又一种评价骨折愈合情况的检查方法。

数字化断层融合技术是在传统断层技术基础之上结合了数字化平板探测器技术及电子计算机技术发展起来的一种新兴的检查技术。检查过程中在透视下定期，球管沿检查床长轴做直线运动的同时做旋转运动，一次低剂量曝光后获得所扫描物体多个角度的投影数据，所得到的原始数据，通过计算机后处理工作站，运用迭代重建算法获得被检物体任意深度层面图像信息，还可以根据内固定物的大小、 形态，选择不同滤过参数，有效去除金属伪影，达到“分离金属”效果。断层融合技术与常规X 线DR 检查比较，克服了组织重叠成像的缺点，能显示不同深度组织层面图像，敏感性及特异性更高，细小病变检出能力更强，能清楚显示被检部位内部结构和与周围组织关系。与传统X 线体层成像技术相比，数字化断层融合成像进行一次性数据采集，可获得多个层面的图像，图像分辨率更高、质量更好，所得图像可以连续播放。与CT 扫描比较，断层融合成像空间分辨力更高[2]，克服了CT 无法克服的金属线束硬化伪影，在金属内植物的检查中具有独特的优势[3]，并且放射剂量更小，仅为低剂量CT 扫描的1/10[4]，检查费用也较CT 低廉。国内外均有研究显示X 线数字化断层融合成像在骨折的诊断治疗过程中具有较高的临床应用价值[5，6]，特别是对隐蔽性骨折有很好的诊断能力[7]。国内偶见数字化断层融合成像技术应用于骨折内固定术后影像评价的报道[8]。本组研究中，在骨折内固定早期患者中，数字化断层融合成像技术更容易发现早期骨痂影像，分析其原因，原始骨痂形成早期因矿化骨化不足，密度较低，X 线DR检查为受检部位重叠显像，加之内固定物干扰，使得骨痂的显示受限，而数字化断层融合成像避免了重叠成像，更容易显示组织内部结构。骨折内固定术后6 月以上患者中，DTS 发现11 例内固定术后患者断面光滑、硬化，有效骨痂少，提示骨折不愈合，而DR 仅发现4 例，出现7 例误诊，分析其原因：其中1 例为自身组织重叠干扰、2 例为内固定物遮挡导致骨折断面显示不清，另4 例（股骨2 例，肱骨2 例）因大量外骨痂形成骨包壳，骨包壳重叠干扰了DR 片对断面及骨痂的显示。本研究中还发现断层融合成像对骨折内固定术后关节面平整度判断更准确，更容易发现关节腔内游离骨块，更直观显示断端间骨折块移位情况，更容易发现内固定松动、断裂及移位征象，也更容易发现骨折术后感染或坏死征象，典型病例如图（①～⑧）。

综上所述，断层融合成像技术避免了金属内固定物及组织结构重叠干扰，能更准确反应骨折内固定术后骨痂生长情况，为临床了解骨折愈合情况提供较为准确的影像学依据。