CT容积再现关节分拆法诊断关节内骨折严重度的价值
CT扫描在关节内骨折中的应用已十分普及,64排螺旋CT经多平面重建(MPR)及CT-容积重建(CT-VR)后处理可较好显示关节内骨折类型[1,2,3]。但实践表明,CT-VR常规法图像由于仍存在上/下关节面间的重叠遮挡,而无法直观、充分显示关节面损伤全貌。笔者回顾性分析2014年3月—2015年7月对76例关节内骨折(80个关节)在CT-VR常规法后处理基础上追加CT-VR关节分拆法后处理,获取关节面无遮挡三维表面图像,旨在探讨CT-VR关节分拆法在关节内骨折关节面损伤严重度诊断中的临床应用价值。
1临床资料
1.1一般资料
根据姜保国[4]AO长管状骨骨折分类法为基础,CT诊断涉及关节内骨折患者均纳入本研究范围。本组76例关节内骨折(共80个关节,其中膝关节26个,踝关节14个,跟距关节13个,肘关节10个,腕关节7个,肩关节6个,
髋关节4个),其中男62例,女14例;年龄15~90岁,平均40.6岁。致伤原因:交通伤40例,摔伤20例,坠落伤12例,扭伤4例。患者伤后均存在不同程度关节肿痛及活动受限。首次CT检查时间为伤后1h~2d,其中手术治疗者45例;CT复查者34例。
1.2CT扫描方法
采用GELightSpeed/VCT64排螺旋CT扫描仪(日本通用电气医疗公司),损伤关节取常规体位;扫描范围:损伤关节及其构成骨或附近骨折区;扫描方法:对设定的扫描范围进行常规螺旋式容积扫描。扫描参数:管电压120kV,管电流200~300mA,旋转时间0.8s,扫描层厚1.25mm/0.625mm,扫描间隔1.25mm/0.625mm,螺距1.375∶1,重建矩阵512×512。
1.3CT-VR常规法
利用美国GE公司64排螺旋CT的aw4.6后处理工作站,取0.625mm薄层数据进行VR后处理,以获得容积扫描范围内骨骼及关节CT-VR常规法图像(此图像中关节呈解剖连接,其上下关节面相互重叠遮挡状态),取其前/后位图像、左/右位图像及上/下倾斜位等数帧关节面损伤显示最佳图像,以作比较观察。
1.4CT-VR关节分拆法
在前述CT-VR常规法所获图像基础上,再进一步采用旋转、切割、消融等技术手法,消除无关节面损伤侧关节及其骨骼结构,保留存在关节面损伤侧关节及其骨骼结构,以此达到影像解剖学意义上的关节分拆并消除CT-VR常规法图像上近或远侧关节面的相互重叠遮挡,然后对骨折侧关节做任意方向和角度的翻、旋转,使关节内骨折侧关节面损伤征象以平面形式或不同倾斜度无重叠方式展示,从而获得全新的CT-VR关节分拆法图像(无遮挡、关节面三维表面重建图像),然后选择并保存损伤关节面正面像、左/右及上/下倾斜等关节面损伤显示最佳角度的数帧图像,以作比较观察。
1.5CT-VR常规法与CT-VR关节分拆法效果比较
通过CT-VR常规法与CT-VR关节分拆法获得的图像,分别由2名影像专业主任医师和1名副主任医师独立阅片,并将图像关节面损伤的显示效果(关节面损伤显示充分程度及图像清晰度)分为3级(1级:差;2级:较好;3级:优秀)进行盲法比较评估。
1.6统计学分析
应用SPSS13.0统计软件,对两组数据采用Fisher精确检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
本组76例80个关节内骨折,CT-VR常规法图像因存在不同程度关节间相互遮挡而无法充分显示关节面损伤全貌,其不同关节的关节面显示程度有所差异,其中肘关节、腕关节、髋臼、踝关节及跟距关节
跟骨关节面的相互遮挡程度较大(图1);膝关节及肩关节的相互遮挡程度较小(图2);CT-VR关节分拆法图像可直观、充分显示关节内骨折关节面损伤全貌(图3)。CT-VR关节分拆法无遮挡关节面损伤三维表面重建图像的主要CT表现特征有:(1)关节内骨折关节面损伤裂隙征(图4);(2)关节内劈裂
压缩性骨折关节面碎裂错位征(图5);(3)关节内撕脱性骨折关节内游离碎骨片及关节面骨质缺损征(图6);(4)关节内粉碎性骨折关节面龟裂征(图7);(5)关节内爆裂性骨折关节面爆裂、错位、变形征(图8);(6)关节内骨折多关节面损伤、多关节面碎裂征(图9)。
3讨论
GE64排螺旋CT的容积扫描每圈能获得128层采集层数和0.625mm采集层厚,利用VR后处理软件可获得常规CT-VR图像,此图像为合成三维立体图像,能清楚显示骨折类型及骨折是否波及关节面[5]。其优点是能够快速完成骨关节三维表面重建图像;缺点是存在上下关节间解剖结构的相互重叠遮挡,无法充分、完整、直观显示关节内骨折关节面损伤征象。关节内骨折关节面损伤形式、程度和范围等严重度的影像学显示效果对临床治疗方案的选择及预后的早期评估具有重要意义,因此,在CT-VR常规法后处理后,有必要进一步通过切割及消融等方法,分别去除上关节或下关节结构,消除上下关节面间的相互遮挡,达到影像解剖学意义上关节分拆的效果,以获取无遮挡关节面正面及任意倾斜度关节面三维表面重建图像。笔者通过分拆关节后消除了关节面的遮挡,能使关节面的损伤细节更直观的显示。CT-VR关节分拆法图像的优点:可充分完整显示关节内骨折关节面损伤形式、范围、细节及严重度等全貌,避免因上下关节遮挡所致关节面显示不清而引起的漏误诊。在CT-VR关节分拆操作中的注意点:(1)切割或消融方法的选择上,应根据骨折关节及其关节间隙而定,可单独或交替使用,但应以不损坏关节面清晰度为原则;(2)操作中要保留关节面骨折所产生的游离碎骨片,以便确定碎骨片的形态、数量、大小、来源及其所处空间方位,为临床关节面修复方法的选择提供完整的客观依据;(3)在有条件情况下,应摄关节面损伤三维表面重建彩色照片,以提高图像的逼真度。
3.1关节内骨折关节面损伤CT表现特征与致伤方式的关系
关节面多为不规则几何曲面,其上下关节面以光滑且相互适应方式形成关节并按特定轨迹滑行,上下关节面光滑度、完整性及良好适应性是完成关节功能的解剖结构学基础,当关节内骨折时,其原有关节面的光滑度、完整性及相互适应性必然受到不同程度破坏。本研究结果表明,关节内骨折关节分拆后,关节面损伤三维表面重建图像表现特征与致伤方式相关,关节扭力性损伤多为关节面撕脱性骨折,关节分拆后关节面三维表面重建图像上常表现为关节内游离碎骨片伴关节面骨质缺损征;骨端骨折波及性损伤多为关节面延伸性损伤,关节分拆后关节面三维表面重建图像上常表现为关节面裂隙征或龟裂征;暴力冲击性损伤多为关节面粉碎性损伤,关节分拆后关节面三维表面重建图像上常表现为关节面爆裂变形、压缩塌陷征,此特征关节面损伤通常伴有明显错位。
3.2CT-VR关节分拆法的临床应用价值
关节内移位等复杂性骨折,非手术治疗常难以达到解剖复位而易导致创伤性
关节炎的发生,甚者可致残[6,7,8],因此,伤后了解更多关节面损伤复杂程度的相关信息是正确选择治疗方案的重要前提[9]。CT-VR常规法图像虽可有限显示关节边缘区关节面损伤征象,但无法完整、充分显示关节面损伤全貌。本研究结果表明,CT-VR关节分拆法技术的应用,其图像可达成影像解剖学意义上的关节分拆,该图像因完全消除了上关节或下关节骨骼间的遮挡,使关节内骨折关节面损伤的形式范围、变形程度、毛糙程度、碎裂细节、碎骨片关节内分布状态等复杂程度得以充分显示成为可能,较CT-VR常规法图像能提供更多的关节面损伤信息。
总之,CT-VR关节分拆法能充分显示关节面损伤的形式、程度,能有效提高关节面损伤的显示效果,因此,CT-VR关节分拆法技术的临床应用对关节内骨折关节面损伤治疗方案选择及预后早期判断有帮助。