第三代Force双能量CT对骶骨翼骨挫伤及隐匿性骨折的临床诊断价值

夏海红，高杨，肖扬锐，刘伟文，叶勇军，陈涛，张文伟，纪建松

温州医科大学附属第五医院 放射科 浙江省影像诊断与介入微创研究重点实验室，浙江 丽水 323000

骨盆创伤患病率高，根据所受外力损伤机制不同，分为应力性骨折和隐匿创伤骨折两大类型。隐匿性骨折又称骨挫伤，其病理基础是骨髓水肿、出血和骨小梁微骨折[1]。骶骨位置较深，结构复杂，受邻近脏器重叠影响大，对非移位性骨折CT漏诊率极高。MRI检测骨髓水肿可用于评价外伤性隐匿性骨折，虽然MRI是评估骨髓水肿的参考标准，但检查时间长，对患者配合程度的要求较高，且不适用于急性危重患者和MRI检查禁忌证患者[2]。根据文献报道，双能量CT（dual energy CT，DECT）技术在检测外伤性骨挫伤及隐匿性骨折，特别是四肢隐匿性骨折的骨髓水肿中的应用显示出较高的敏感度和特异度[2-7]。早期诊断不伴有明显骨折线的骶骨翼隐匿性骨折，可以尽早采取治疗措施防止损伤进一步发展，对指导临床治疗具有十分重要的意义。本研究探讨不同的对比物质相对比值（relative contrast material ratio，RCMR）所对应的双能量虚拟去钙图（dual energy virtual non-calcium，DE-VNCa）诊断骨髓水肿的诊断效能，获得最佳RCMR值，在最优RCMR值参数的基础上通过虚拟去钙（virtual non-calcium，VNCa）图上不同区域CT值测量，评价其诊断隐匿性骨折的诊断价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料 收集2017年1月至2020年2月温州医科大学附属第五医院有明确骨盆外伤史或腰骶部疼痛的35 例患者。纳入标准：①有明确骨盆外伤史或腰骶部疼痛，受伤7 d内完成双源CT双能量检查和MRI检查者；②年龄20～65岁。排除标准：①外伤超过3周；②有MRI检查禁忌证；③DECT或MRI图像质量不佳，不能用于分析。35例患者纳入研究，男20例，女15例；年龄21～65（47±11）岁。从外伤到进行DECT检查的时间为0.5～7.0（3.0±2.1）d。所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 CT检查及双能量后处理：采用西门子三代Force双源计算机断层扫描仪（dual-source CT，DSCT），常规仰卧位扫描，扫描范围为肚脐水平至股骨粗隆。扫描参数如下：A球管电压80 kV，有效电流216 mAs；B球管电压Sn 150 kV，有效电流 114 mAs；采用实时自动毫安秒-调制软件，准直器宽度2 mm×64 mm×0.6 mm，螺距0.8，球管旋转时间0.5 s/周。平均加权系数0.5，自动重建层厚 0.75 mm，重建间隔0.5 mm，卷积核值Qr40。将扫描后的两组双能量数据（80 kV和Sn 150 kV）调入Dual Energy Bone Marrow后处理软件进行数据重建，双能量图像以灰度及彩色编码显示进行进一步分析。

1.2.2 MRI扫描仪及成像参数：采用Philips公司生产的INGENIA3.0 T磁共振扫描机，扫描使用腹部线圈，MRI序列及参数：采用轴位T1WI-TSE（TR 400～600 ms，TE 10 ms）、PDWI-SPAIR（TR 2931 ms，TE 70 ms），冠状位T1WI-TSE（TR 482 ms，TE 10 m）、PDWI-SPAIR（TR 2510 ms，TE 60 ms）。层厚 4.0 mm，层距0.5 mm。

1.3 图像观察指标及评价标准 将双侧骶骨翼划分为6个区域，左右各3个，分别为前1/3、中1/3、后1/3。由2名从事骨肌研究8年经验的主治医师共同分析MRI结果，判断隐匿性骨折骨髓水肿的情况。以骶骨翼内见T1WI低信号、T2WI及脂肪抑制高信号为骨髓水肿。由另外2名从事骨肌研究6年经验的主治医师对不同RCMR值（分别选取1.59、1.79、1.89）的DE-VNCa图进行分析，有明确骨髓密度（灰度及伪彩图颜色变化）改变为骨髓水肿，如有争议，则由1名从事骨肌研究16年经验的副主任医师协助判断，达成一致意见。以MRI诊断结果为金标准，对不同RCMR值的DE-VNCa图对骶骨翼骨髓水肿的诊断效能进行分析，选出较优RCMR值。对骶骨翼隐匿性骨折患者，于优选出的RCMR参数DE-VNCa图上，将ROI放置于骨髓水肿区和对侧正常骶骨翼区，ROI面积≥0.5 cm2，尽量避开骨皮质区域，2名阅读者分别测量其CT值，取其平均值并计算差值。

1.4 统计学处理方法 采用SPSS26.0软件进行统计分析。利用Shapiro-Wilk检验对所有参数值进行正态性检验，服从正态分布的计量资料以±s 表 示。以MRI诊断结果为金标准，计算不同RCMR值下VNCa图诊断骨髓水肿的敏感度、特异度、准确率和约登指数以及阳性预测值和阴性预测值。受检者在MRI上被诊断为骨髓水肿，但在VNCa图像上被遗漏了水肿的诊断，被认为是假阴性；MRI未诊断为水 肿，但VNCa图像误诊为骨髓水肿被认为是假阳性。在最优RCMR参数的DE-VNCa图上，骶骨翼骨髓水肿区与对侧正常区的VNCa CT值比较采用配对样本t检验。采用ROC曲线分析VNCa CT值对骶骨翼骨髓水肿的诊断效能。以约登指数为参考，记录区分骨髓水肿与无水肿的最佳临界值、AUC及相应的敏感度和特异度。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 35例（70个骶骨翼）患者均完成了DECT和MRI检查。70个骶骨翼共分为210个区域。MRI显示89个区域出现骨髓水肿，其中右侧骶骨翼53个，左侧骶骨翼36个，表现为骨髓内T1WI低信号，脂肪抑制序列T2WI高信号。

2.2 获取最优RCMR值 不同RCMR值的VNCa图与MRI图像显示210个区域骶骨翼骨髓损伤的对照结果见表1。RCMR值为1.79的VNCa图显示骨髓水肿的效果最佳（见图1）。RCMR值为1.59、1.79、1.89的VNCa图诊断骶骨翼隐匿性骨折的约登指数分别为0.40、0.81、0.71，RCMR=1.79的VNCa图诊断的准确性最高（见表2）。

表1 不同RCMR值VNCa图与MRI图像显示骶骨翼骨髓损伤区域的结果对照（n=210，个）

图1 60岁女性患者摔倒后腰痛及右下肢麻木疼痛6 d影像学检查图像

2.3 差异分析及ROC曲线分析 在最优RCMR参数（1.79）的VNCa图上（见图2-3），骨髓水肿区域CT值为（-20.21±18.81）Hu，对侧正常骨髓区CT值为（-74.19±27.94）Hu，隐匿性骨折区域CT值明显高于对侧正常区域CT值，差值为（53.98±17.41）Hu，差异有统计学意义（t=18.075，P＜0.001）。ROC曲线分析结果显示，约登指数0.8时，CT值诊断骶骨翼骨髓水肿的临界值为-43.45 Hu，AUC为0.947 （P ＜0.001），95%CI 为0.898～0.996，敏感度为94.3%，特异度为85.7%（见图4）。

3 讨论

图4 VNCa CT值诊断骶骨翼骨髓水肿的ROC曲线

骶骨翼隐匿性骨折无骨折端分离、错位，有时甚至不能看见明显的骨折线，故X线及常规CT扫描容易漏诊。DECT可分离骨组织中的骨矿质、红骨髓及黄骨髓3种物质，可以通过VNCa技术将松质骨中钙质部分去除，提供更好的骨髓评估图像[8]。成年人的骨髓以黄骨髓居多，骨髓水肿是由于脂肪（一种相对较低的衰减物质）被液体（相对较高的衰减）所取代，导致CT值增高，在VNCa图上得到灰度及彩色编码图像，表现为骨髓损伤区域灰度衰减增加及色阶增高[9-10]。DECT已经在身体不同部位的许多肌肉骨骼应用中得到支持[11]。然而，据我们所知，目前还没有研究DECT辅助评估骶骨翼隐匿性骨折的能力。本研究采用西门子第三代Force DE-VNCa图评价骶骨翼隐匿性骨折，与既往报道的二代双源（100 kV/Sn 140 kV）相比，Force DE CT采用的是80 kV/Sn 150 kV，高低千伏分得更开，能谱纯化更好，提高了组织对比度，辐射剂量明显减少，图像质量更高，结果更可靠。

RCMR值是DECT VNCa成像中的一个重要参数，表示同一种物质在不同能谱下CT值的比值[12]。目前对于骶骨DE-VNCa成像中的最佳RCMR值尚无统一认识。本研究采用3个RCMR值，分别为1.59、1.79和1.89。结果表明，RCMR值为1.79时，DE-VNCa图对骶骨翼隐匿性骨折的诊断效能最高，约登指数为0.81，获得较高的诊断敏感度及特异度。在最优RCMR（1.79）的VNCa图上，骨挫伤和隐匿性骨折区域的CT值明显高于正常骨髓区域，ROC曲线显示，约登指数0.8时，CT值诊断骶骨翼骨髓水肿的临界值为-43.45 Hu，提示DECT VNCa图对骶骨翼骨髓水肿的定量诊断有价值。

DECT也有其局限性：①参数不够优化，或广泛退行性改变会影响骨髓水肿的检测[13]。②年轻患者中，正常的红骨髓或红、黄骨髓的混合物可导致VNCa图像的CT衰减增高，出现类似骨髓水肿的改 变[14]。③由于骨皮质的遮蔽和容积效应，DE-VNCa成像不能检测直接相邻骨皮质的骨髓病变，VNCa算法会无意中减去高衰减像素下方的皮质作为阈值部分[15]。④当仅仅使用灰度图像时，灵敏度较低，需灰度与彩色图像结合使用才助于增强和描绘骨髓内的微小衰减变化，从而增加其可见度和检测率[16]。尽管如此，DECT VNCa技术用于检测骨髓水肿，仍具有较高的敏感性与特异性。本研究使用西门子第三代Force双源CT技术及后处理软件，检测骨髓水肿的准确性得到进一步提升，有望在骨髓的其他病变如骨髓瘤、转移瘤的检测方面能显示出很好的效能，有待于进一步研究。

综上所述，DECT-VNCa技术是诊断骶骨翼隐匿性骨折的有用工具，1.79是一个最优的RCMR参数，并且-43.45 Hu的临界值可高度预测DECT上是否存在骨髓水肿。尽管MRI仍然是参考标准，但DECTVNCa代表了在检测骨髓水肿方面有希望的新领域，有望成为骨挫伤和隐匿性骨折骨髓水肿检测的常规手段之一。