颅脑CT中晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面的一致性

张鑫盛,闫俣廷,孟 宇,马张曼,舒震宇,龚向阳*

(1.浙江中医药大学第二临床医学院,浙江 杭州 310053;2.浙江省人民医院 杭州医学院附属人民医院康复医学中心放射科,浙江 杭州 310014)

颅脑CT是评估急性脑卒中及颅脑损伤严重程度的一线影像学检查方法[1-2],常以听眦线作为扫描基线[3];保持听眦线平面标准、一致有助于临床比较同层面双侧颅脑解剖结构差异,及时发现并定位病灶位置,以及观察诊疗过程中病灶的变化[4]。颅脑CT无法获得理想轴位图像时,需要技师通过参考外耳孔和眼外眦位置定位听眦线而手动重组听眦线平面;但外耳孔和眼外眦均为体表标志,难以在图像中准确找定位,导致不同技师获得的重组图像存在较大差异[5];评价成像质量时,亦难以根据轴位图像直接观察实际扫描方向偏离听眦线平面的程度。

晶状体-外耳道连线平面指以晶状体与同侧外耳道连线为基线而行多平面重组(multi-planar reformation, MPR)所获颅脑CT轴位平面,在空间位置上与听眦线平面密切相关[5-6],但目前对其相关性及准确关系尚缺乏了解。本研究观察颅脑CT中晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面的对应关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2021年1月—3月浙江省人民医院图像存储与传输系统(picture archiving and communication system, PACS)中的378例颅脑CT平扫图像,男192例、女186例,年龄17～88岁、中位年龄51.0(33.0,68.0)岁;按年龄分为≤20岁组(n=8)、21～40岁组(n=127)、41～60岁组(n=105)、61～80岁组(n=103)及>80岁组(n=35)。纳入标准:图像清晰,无异物或伪影干扰。排除标准:①未扫查或未扫全晶状体、外耳道;②眼球病变、缺如或植入义眼。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition AS+、Toshiba Aquilion ONE CT扫描仪。嘱患者仰卧、头先进接受颅脑CT平扫;扫描参数:管电压100～120 kVp,自动调节管电流,层厚和层间距均为5 mm,矩阵512×512;之后重建脑窗薄层图像,重建层厚和层间距均为1 mm。

1.3 图像处理 将378组颅脑脑窗薄层CT图像以DICOM格式上传至RadiAnt DICOM Viewer 64-bit软件,对每组CT图像行三维重组,并以晶状体-外耳道连线为参考基线行MPR。

将三维重组图像转至侧位,以模拟扫描前定位听眦线时患者头颅位置,于矢状位MPR图像上定位一侧晶状体及同侧外耳道;之后由2名具有2年工作经验的放射科医师分别独立在矢状位MPR图像中测量双侧晶状体-外耳道连线与实际扫描方向的夹角α(图1A),在三维重组图像上测量双侧听眦线与实际扫描方向的夹角β(图1B),取双侧平均值后,以2名医师平均测值作为最终结果;计算晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面的夹角θ,即α角与β角差值的绝对值。

图1 基于颅脑CT图像测量夹角α和β A.于矢状位MPR图像中测量α角的示意图; B于三维重组图像中测量β角的示意图

1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0和Graphpad Prism 9.4.1统计分析软件。以Kolmogorov-Smirnov法对计量资料行正态性检验,以中位数(上下四分位数)表示不符合者,采用Kruskal-WallisH检验及Mann-WhitneyU检验进行多组间及2组间比较;以组内相关系数(intra-class correlation coefficient, ICC)评价2名医师测量α角与β角结果的一致性,以ICC>0.75为一致性好。采用Bland-Altman分析比较α角与β角的差异。以Pearson相关系数评价α角与β角的相关性:|r|<0.2为极弱相关,0.2≤|r|<0.4为弱相关,0.4≤|r|<0.6为低度相关,0.6≤|r|<0.8为中度相关,0.8≤|r|<1为高度相关。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2名医师测量各角度的一致性均好(ICC均>0.75)。α角、β角总平均值分别为6.01(3.78,8.53)°、5.90(3.83,8.70)°,二者呈显著正相关(r=0.938,P<0.000 1,图2)且一致性好(ICC=0.968);378例中,165例(165/378,43.65%)θ角<1°,141例(141/378,37.30%)θ角≥1°且<2°,其余72例(72/378,19.05%)θ角为2°,其中55例θ角位于95%CI内、17例在95%CI之外。见图3。

图2 α角与β角相关性的散点图 [灰色虚线为均等线,表示y(β)=x(α)]

图3 α角与β角差值Bland-Altman图

θ角总平均值为1.18(0.55,1.80),≤20岁组、21～40岁组、41～60岁组、61～80岁组及>80岁组θ角分别为1.33(0.89,1.73)°、1.13(0.60,1.68)°、1.18(0.56,1.66)°、1.38(0.63,2.08)°及0.75(0.39,1.55)°,男性及女性分别为1.09(0.50,1.79)°及1.21(0.63,1.83)°,左侧及右侧分别为1.25(0.75,1.80)°及1.25(0.60,1.95)°。不同年龄、不同性别及不同侧别之间θ角差异均无统计学意义(P均>0.05)。

3 讨论

晶状体-外耳道连线平面在空间位置上与听眦线平面甚为接近。OTAKE等[6]基于乳头体中心-小脑幕最后端连线采集头部MRI,所获图像位置类似于基于听眦线的颅脑轴位CT图像,并由此实现了2种成像方式的基线比较,且测得乳头体中心-小脑幕最后端连线与听眦线夹角为(0.3±2.2)°;此外,该研究还发现可于同一层面头颅MRI中显示双侧晶状体和外耳道。ICHIKAWA等[5]基于目标检测算法对以听眦线为基线的颅脑CT图像进行自动重组,亦发现可于同一层面中显示双侧晶状体和外耳道。然而上述研究均未能定量评估晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面之间的位置关系。本研究通过测量α、β角及分析其相关性,量化评估晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面之间的对应关系。

实际临床工作中,各种原因可致实际扫描方向偏离听眦线,此时技师需要根据原始轴位图像手动重组听眦线平面图像,所须参考的外耳孔和眼外眦均为体表标志,难以在CT图像中准确定位,且受限于技师经验,导致重组图像差异较大[7]。相对而言,晶状体和外耳道在轴位图像上的解剖位置明确并较为固定[8],且晶状体-外耳道连线与听眦线近乎平行,本研究θ角为1.18(0.55,1.80)°,故以之为基线行图像重组所获轴位图像与基于听眦线平面近乎一致,并可避免不同技师选择解剖标志不同或不固定导致重组图像存在差异的情况。

控制图像质量对临床诊断至关重要;评价图像质量是其中的关键环节[9-10]。目前评价图像质量缺少客观标准,在很大程度上依赖评价者主观经验[11-12];且相比主观评价,定量评估能更直观、准确地反映图像质量,有助于监督及规范技师操作、提高临床诊断准确性[13]。以听眦线为基线进行颅脑CT扫描是规范操作之一,图像质量可反映技师定位听眦线能力,但评价过程中难以直接通过轴位图像准确显示实际扫描方向偏离听眦线的程度。本研究结果显示,晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面近乎一致,二者相关性及一致性均好,且其差值多位于95%CI区间内,提示颅脑CT扫描中,可采用晶状体-外耳道连线作为基线。

本研究的主要局限性:①为单中心、回顾性研究;②颅脑CT平扫和重组参考基线在不同国家及地区有所差异;③定位晶状体-外耳道连线须于CT图像中同时完整显示双侧晶状体和外耳道,如未扫或未能扫全,则需另外寻找解剖参考标志;④未考虑晶状体随眼球运动及外耳道形态对角度测量结果准确性的影响[14],有待未来加以完善。

综上所述,晶状体-外耳道连线平面与听眦线平面具有较好的一致性;颅脑CT扫描时,可采用晶状体-外耳道连线作为基线。