螺旋CT多平面和三维重建诊断腰椎小关节退变的对照研究

吴世祥，张世科，郑业锟

(惠州市第六人民医院放射科，广东惠州 516211)

腰椎小关节退变(facet joint degeneration，FJD)是一种严重的小关节软骨退变性疾病，是导致临床腰骶痛的常见病因，多发于中老年人[1]。CT是目前诊断FJD的一种常用检查手段，具有扫描时间快、图像清晰等特点，已广泛应用于临床[2]。有研究显示[3]，多层螺旋CT(multi spiral computed tomography，MSCT)的多平面重建和三维重建技术对于FJD具有较高诊断价值，但多平面重建和三维重建技术检测FJD的影像学对比研究，目前报道较少。因此，本研究比较了多平面和三维重建检测腰椎小关节退变的特点，旨在为临床诊治提供一定的理论基础。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2016年6月～2019年6月在本院收治的82例FJD患者，男53例，女29例；年龄35～75岁，平均(54.73±8.26)岁。纳入标准：经影像学表现、临床体征及手术治疗共同诊断为FJD患者；临床表现为不同程度腰骶椎疼痛、下肢麻木、小关节处压痛等。排除标准：不能配合或不能耐受MSCT检查者；无法耐受手术治疗者；结核、强直性脊柱炎、创伤、肿瘤及其它非退行性病变；临床资料不完整者。

1.2 检查方法

本研究由1位资深CT医生进行操作，所有患者均经德国西门子64层螺旋CT机扫描，取仰卧位，扫描范围为T12～S2上缘。常规平扫扫描参数：120 kV，300 mAs，扫描速度0.35 s/360°，螺距0.55，矩阵512×512，层厚5 mm，重建层厚1.25 mm，重建间隔0.5 mm。

1.3 图像重建

对原始图像进行三维重建，包括容积重建、最大密度投影和多平面重建，获得多平面及三维重建图像。

1.4 结果判读

由3位具有MSCT诊断5年以上经验的医师分别对FJD影像特征做出诊断，在解释不一致的情况下，最终经协商达成一致意见。联合诊断时，一种方法为阳性，则诊断结果为阳性。两者联合观察FJD退变分级时，以病变更清晰者为准。

1.5 病理分级

根据已有文献[4]，按weishaunt标准置钉CT分级标准，共分为4级，1级：关节间隙正常；2级：关节间隙变窄(<2 mm)；3级：关节间隙狭窄，伴关节突中度肥大；4级：关节间隙狭窄，伴关节突重度肥大，骨赘形成。CT检查后2周内行手术获取腰椎小关节标本，采用Gries病理分级标准[5]进行分级，共分为4级，1级：小关节软骨面完整无破坏；2级：小关节软骨面轻度剥脱、少量软骨细胞坏死；3级：小关节软骨面裂隙<1/2、厚度变薄、软骨缺损<1/2、软骨细胞坏死；4级：软骨层裂隙>1/2、大量软骨细胞坏死、骨质硬化。

1.6 统计学处理

采用SPSS 17.0软件对所得数据进行分析，分类资料以率(%)表示，采用x2检验，以P<0.05表示差异有统计学意义。以手术病理检测结果为金标准，采用Kappa一致性检验分析多平面重建和三维重建对FJD分级的一致性。

2 结果

2.1 FJD患者的小关节退变情况

82例FJD患者经手术病理确诊，单节段FJD 61例，多节段21例；经临床结合影像学资料及治疗情况，共证实112个节段小关节退变，单侧病变38节段，双侧病变74节段；发生于L3-417例，L4-568例，L5-S127例。

2.2 MSCT对FJD损伤的检出情况

采用MSCT多平面重建共检出70例FJD，其中单节段54例，多节段16例，检出94个节段退变；采用三维重建共检出64例FJD，其中单节段49例，多节段15例，检出85个节段退变；采用联合诊断共检出76例FJD，其中单节段57例，多节段19例，检出102个节段退变。MSCT多平面重建的检出率为83.93%，明显高于三维重建的75.89%；联合检测的检出小关节退变的检出率为91.07%，明显高于多平面重建或三维重建单独诊断。见图1、表1。

图1 MSCT检测腰椎小关节退变的影像学表现(a-b:MSCT多平面重建从不同矢状面观察腰椎小关节退变；c:MSCT三维重建从前方正位观察腰椎小关节损伤)

表1 MSCT对小关节退变的检出情况[例(%)]

2.3 MSCT对腰椎小关节退变分级的检查情况

经手术病理分级，FJD小关节退变1级8例，2级17例，3级54例，4级33例。采用MSCT多平面检出小关节退变1级4例，2级8例，3级39例，4级21例；采用MSCT三维重建检出小关节退变1级4例，2级8例，3级38例，4级20例；联合检测检出小关节退变1级7例，2级11例，3级43例，4级24例，见图2、表2。

图2 MSCT对腰椎小关节退变分级的检查情况(a-c:病理分级为1级患者的MSCT图像，①-②为多平面重建从不同矢状面观察FJD，关节间隙正常，图c表示MSCT三维重建从前方正位观察；d-f:2级患者的MSCT图像，④-⑤为多平面重建从不同矢状面观察FJD，关节间隙变窄<2 mm，图f表示MSCT三维重建从前方正位观察)

表2 MSCT对腰椎小关节退变分级的检查情况

2.4 MSCT对腰椎小关节退变分级的检出一致性

以手术病理为金标准，MSCT多平面重建检出FJD 1级、2级、3级、4级的Kappa值分别为0.493、0.554、0.659、0.711；采用MSCT三维重建检出的Kappa值分别为0.641、0.648、0.741、0.768；联合诊断检出的Kappa值分别为0.667、0.688、0.784、0.781。联合检测和MSCT三维重建检出小关节退变分级的Kappa值明显高于CT多平面重建。见表3。

表3 MSCT评估腰椎小关节退变分级的检查情况

3 讨论

3.1 MSCT在FJD诊断中的应用进展

FJD是发生于中老年人的一种常见疾病，临床主要采用CT、MRI等影像学检查方法[6]。已有多项研究显示[7-8]，CT对于FJD具有一定的诊断价值，但对早期FJD的检测及FJD的损伤分级仍存在一定的局限性。近年来，MSCT逐步替代了以前的断层CT。MSCT通过不间断收集投影数据，多方位、多角度重建图像，提高了图像的分辨率，为临床诊断提供了直观、立体的图像，已广泛于各种骨折、骨损伤疾病的检查[9]。MSCT具有强大的后处理技术，包括大范围容积扫描、多平面重组重建与多模式三维重建，可以从多角度、多方面直观地观察病变[10]。已有研究显示[11]，MSCT多平面与三维重建在隐匿性骨折诊断中具有重要的应用价值，但其在FJD诊断中的特征及优缺点尚不清楚。因此，本研究比较了MSCT多平面和三维重建在诊断FJD和FJD分级中的特征，以期提高临床检出率，更好地观察病灶，指导临床治疗。

3.2 MSCT多平面和三维重建在诊断FJD中的优势和技术要点

FJD的病理特征主要表现为软骨退变、骨赘增生、软骨缺损等。本研究比较了MSCT多平面重建与三维重建诊断FJD的特点，发现多平面重建的检出率为83.93%，明显高于三维重建的75.89%，这可能是由于多平面重建可以将扫描范围内所有轴位图像叠加起来再进行重组，从不同角度、不同平面观察所有腰椎的椎体图像，为临床诊断提供了更全面准确的信息[12]，提示在临床诊断过程中可以优先选择多平面重建图像进行FJD小关节退变的诊断，以提高临床的检出率。本研究中，联合诊断的检出率为91.07%，明显高于多平面重建(75.89%)或三维重建单独诊断(83.93%)，提示临床可优先选择多平面重建图像观察小关节病变，进行病变的初步定位观察，然后选择三维重建图像观察有无遗漏的病变。

3.3 MSCT多平面和三维重建诊断FJD分级的优势和技术要点

腰椎FJD早期主要表现为滑膜炎，随病情发展可引起关节面破坏、骨质增生等。正确评估FJD分级，可更好地了解腰椎小关节的增生、骨赘形成、关节囊钙化等情况，指导临床治疗。本研究中，MSCT多平面重建检出小关节退变1级、2级、3级、4级的Kappa值分别为0.493、0.554、0.659、0.711，提示MSCT多平面重建对于轻度小关节退变几乎无诊断价值，对于3级和4级退变具有一定的诊断价值，这可能是由于MSCT多平重建的图像分辨率较低，不利于损伤的观察[13]。本研究中，采用MSCT三维重建检出小关节退变1级、2级、3级、4级的Kappa值分别为0.641、0.648、0.741、0.768，提示MSCT三维重建对于不同损伤程度的FJD均有一定的诊断价值，且随着病变损伤程度增加，其诊断一致性增加，这可能是由于三维重建图像可以更清楚、直观地观察关节退变损伤。张武等[14]认为，MSCT三维重建技术可以立体、清晰地观察病变组织的结构和形态，更有利病变损伤程度的观察。本研究中，联合诊断检出小关节退变1级、2级、3级、4级的Kappa值分别为0.667、0.688、0.784、0.781，稍高于三维重建，提示临床优先选择多平面重建技术进行FJD的诊断，初步确定小关节退变后，可结合三维重建技术进一步观察病变损伤分级，两者缺一不可。杨勇等[15]的研究也显示，腰椎小关节的影像学分级与患者的疼痛及功能障碍之间均存在相关性，对于临床诊疗慢性下腰痛具有重要的指导意义，提示临床可根据多平面重建技术和三维重建技术的特点，二者结合可共同提高其对FJD的检出率和FJD分级的准确率，为临床治疗提供更多的有效信息。

综上所述，MSCT多平面重建技术对FJD小关节病变的检出率明显高于三维重建技术，但其对FJD退变分级的检出情况明显低于三维重建，临床可结合MSCT多平面重建和三维重建技术，提高FJD的检出率和小关节损伤分级的准确率。本实验不足之处为样本数量较少，可能会导致实验结果存在一定误差，但本研究为MSCT后处理重建技术在FJD诊治中的应用提供了理论支持。