螺旋CT三維成像在脊柱骨折術前診斷及術后骨密度評估中的價值

唐崧杰,崔紅旺,王挺銳

(海南醫學院第一附屬醫院脊柱骨病外科,?？?570102)

脊柱骨折好發于胸腰段,因脊柱中后柱上有脊髓和馬尾神經,一旦受損,碎骨片以及髓核可能往椎管里突出,從而壓迫馬尾神經或脊髓[1]。脊柱骨折主要表現為局部疼痛、難以站立與翻身等,病情嚴重時甚至可能造成截癱[2]。及時、準確地診斷脊柱骨折對改善患者預后具有重要意義。脊柱骨折診斷方式多樣,常見為螺旋CT、磁共振成像(MRI)及X線檢查等。其中,螺旋CT三維成像能夠對任意平面進行多層面重建(MPR),獲得MPR圖片與任意旋轉角度三維(3D)立體圖片,有效彌補軸位CT檢查的不足,故根據其檢查結果,臨床醫師可全面了解脊柱骨折情況[3-4]。此外,螺旋CT三維成像直觀性好,能夠清晰顯示椎骨空間結構與3D立體形態,故螺旋CT三維成像已廣泛應用于骨科疾病的診斷與治療中[5]。目前,螺旋CT三維成像更多應用于脊柱骨折的診斷,而術后療效評估研究大多圍繞踝關節骨折和下肢動脈支架術等,尚未見其應用于脊柱骨折的術后骨密度評估研究中?；诖?本研究探究螺旋CT三維成像在脊柱骨折的術前診斷和術后骨密度評估中的價值,以期為脊柱骨折的臨床診斷和治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用隨機抽樣法選取2018年5月至2020年12月海南醫學院第一附屬醫院脊柱骨折患者85例。其中,男46例、女39例;年齡28～70(56.24±8.96)歲;頸椎骨折25例,胸椎骨折31例,腰椎骨折29例;經皮椎體后凸成形術(PKP)28例,內固定術30例,PKP聯合內固定術27例。85例患者主要為單椎(63.53%)與雙椎(28.23%)骨折,共126節骨折椎節;骨折位置主要為前中柱(36.47%)、中后柱(21.17%)、單純中柱(20.00%);穩定性骨折52例(61.18%),爆裂骨折33例(38.82%);24例(28.24%)合并椎管狹窄。見表1。

表1 85例患者脊柱骨折的一般情況

納入標準:1)具有脊柱疼痛以及活動障礙表現,與《脊柱外科學》[6]中有關診斷標準相符,并經手術確診;2)術前與術后行螺旋CT三維成像、MRI以及X線檢查,且資料完整;3)自愿簽署研究知情同意書。排除標準:1)合并血液系統疾病、臟器功能障礙或者自身免疫性病變者;2)具有相關檢查禁忌;3)具有精神疾病史,無法配合診治者;4)中途死亡或者轉院者;5)齒狀突基底部骨折、妊娠或者哺乳期患者。本研究經本院醫學倫理委員會審批。

1.2 檢查方法

1)X線檢查:采取數字X線攝影系統(型號:西門子Multix Select DR)對患者脊椎予以常規正位與側位檢查,對于部分特殊病例,能夠按需求取雙斜位進行檢查。2)MRI檢查:采取超導MRI儀(型號:美國GE公司1.5T)予以常規矢狀位以及橫軸位T1加權成像(T1WI)、T2加權成像(T2WI)檢查,其中橫軸位設置為5 mm層厚以及5 mm間隔掃描,矢狀位設置為無間隔5 mm層厚。3)螺旋CT三維成像:采取螺旋CT機(型號:日本東芝Aquilion64層),取仰臥位,首選采用X線平片顯示具體受損范圍,然后對患椎進行連續容積掃描,將層厚設置為2～4 mm,進行薄層重建時的層厚與重建間距分別為1.25～2.5 mm、0.8～1.8 mm,螺距設置為1～1.5;在3D系統工作站之中導入薄層圖像,所有患者均予以MPR、容積重建(VR)以及三維表面重建(SSD)。

1.3 檢查結果評價

由1位骨科醫師與2位經驗豐富放射科醫生共同閱片(雙盲法),評估骨折椎節、骨折類型、骨折位置(按照三柱理論可以分為后柱、前柱與中柱)以及椎管狹窄情況等。以病理學結果為金標準,比較分析X線、MRI、螺旋CT三維成像診斷的準確性,同時評估3種檢查方法對脊柱骨折良惡性鑒別的靈敏度、特異度、準確度。

檢測患者未骨折鄰椎、術椎術前與術后1個月的CT值:于CT圖像骨窗上選擇目標區域,每個層面上取3個CT值,取其均值作為該層面CT值,共取3個層面(避開含螺釘及骨水泥層面),計算平均CT值。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 3種檢查方式診斷準確性比較

螺旋CT三維成像對骨折椎節、骨折位置、穩定性骨折診斷的準確性高于X線與MRI檢查(均P<0.05),對爆裂骨折、椎管狹窄診斷的準確性高于X線檢查(均P<0.05)。見表2。

2.2 3種檢查方式對脊柱骨折良惡性的鑒別比較

螺旋CT三維成像鑒別脊柱骨折良惡性的準確度均高于X線、MRI(均P<0.05),其靈敏度和特異度均高于X線(均P<0.05)。螺旋CT三維成像、X線、MRI與病理學結果比較的Kappa值分別為0.84、0.39、0.58。見表3。

表3 3種檢查方式對脊柱骨折良惡性的鑒別比較

2.3 未骨折鄰椎、術椎手術前后CT值比較

與術椎術前CT值[(182.16±31.47)Hu]比較,術椎術后[(422.57±49.26)Hu]與未骨折鄰椎[(426.73±50.68)Hu]的CT值均更高(均P<0.05),而未骨折鄰椎與術椎術后CT值比較,其差異無統計學意義(P>0.05)。脊柱骨折螺旋CT三維成像影像學表現見圖1。

A:術前CT冠狀位圖;B:術前CT矢狀位圖;C:術后CT冠狀位圖;D:術后CT矢狀位圖。圖1 脊柱L3、L4穩定性骨折螺旋CT三維成像影像學表現(患者男,27歲)

3 討論

X線為脊柱骨折的基本診斷方式,可初步明確骨折椎體位置以及損傷范圍[7-8]。LI等[9]研究指出,與常規CT、X線檢查相比,MRI對脊髓、韌帶及軟組織的損傷可獲得更好的顯示效果。例如,大部分壓縮性骨折的病變椎節矢狀面呈明顯結構異常,信號紊亂,典型表現為楔改變;爆裂骨折時病變椎節的矢狀位與冠狀位對應脊椎下骨板皮質骨可見不完整低信號帶,且為不平狀或者有部分嵌椎體之中。螺旋CT三維成像基于常規CT發展而來,可以通過SSD與MPR等技術,還原脊柱骨折3D立體結構,據此檢查醫師可更直觀并且完整地了解脊柱椎體受損情況、損傷部位、骨折類型、是否有骨碎片與具體數目、大小以及位移情況等,從而為脊髓與神經損傷評估提供可靠依據,指導臨床治療方案的合理選擇[10-12]。蔣翔等[13]研究表明,螺旋CT三維成像優點還包括掃描速度快、圖像顯示清晰以及運動偽影少等,其可根據不同間隔,進行容積掃描,有效防止層面遺漏,清晰呈現骨骼界面,從而準確判定損傷部位。本研究顯示,與X線比較,螺旋CT三維成像對脊柱骨折的位置、骨折椎節以及椎管狹窄診斷的準確性更高,特別是對穩定性骨折、爆裂骨折診斷的準確性尤其高。這可能主要是由于其成像特征能夠進行任意角度三維與平面重建(特別對于爆裂骨折損傷的觀察),且成像效果清晰[14]。本研究還發現,螺旋CT三維成像對脊柱骨折椎節、骨折位置、穩定性骨折診斷準確性高于MRI。這可能是由于成人的正常椎體中含有較多黃骨髓,而該類骨髓在MRI信號呈現上與脂肪組織相似,一般表現為T1WI高信號以及T2WI中等高信號;而脊柱椎體損傷后通常具有骨髓水腫表現,也表現為T2WI高信號,故對脊柱骨折進行常規T2WI掃描時,信號異常觀察比較易受干擾[15-16]。此外,本研究發現螺旋CT三維成像鑒別惡性脊柱骨折的準確度明顯高于X線、MRI檢查,靈敏度、特異度明顯高于X線,而且螺旋CT三維成像與病理學結果比較的Kappa值可達0.84,具有很好的一致性,這些結果表明螺旋CT三維成像可更好地鑒別脊柱骨折的良惡性。MRI檢查診斷某些因素如多發性骨髓瘤引起的壓縮性骨折缺乏準確性,不能很好地明確病變的良惡性[17],而螺旋CT三維成像可將椎體骨結構、三維形態以及密度變化有效地反映出來,清晰呈現骨小梁、椎弓、縱形骨折線、附件骨骨折線、椎后緣骨折塊變化等,故可準確診斷良性壓縮性骨折,在骨折良惡性的鑒別方面具有很好的優勢[18]。

CT值可準確反映患者椎體骨質情況,是臨床評估椎體骨密度的有效補充方法。隨著骨折愈合,骨密度逐漸增大,當術椎術后CT值和鄰椎相當時,說明骨密度恢復趨于正常。本研究采用CT值進行脊柱骨折術后骨密度的量化評估,發現術椎術前的CT值明顯小于其術后及未骨折鄰椎的CT值,而未骨折鄰椎與術椎術后的CT值比較無顯著差異,表明患者術后骨密度恢復良好,提示手術治療療效較好。但是,臨床檢測椎體的CT值時應注意避免金屬偽影的影響。首先,在掃描過程中盡量控制X線束與置入的內固定器長軸保持垂直狀態,以此減少單位層面中的金屬量;其次,高電壓及電流可以增加金屬穿透力與信噪比,故掃描過程中盡量使用高電壓與電流[19];再者,可適當使用窄準直器,降低容積效應;此外,圖像重建時設置稍厚的層厚,并采用平滑重建算法,這能夠起到減少噪聲,達到減少金屬偽影的目的。

綜上,螺旋CT三維成像在脊柱骨折的術前診斷上較傳統X線和MRI更具優勢;同時,螺旋CT三維成像可基于CT值為脊柱骨折術后骨密度的評估提供較好的指導,可間接評估患者術后療效。但本研究存在一定的局限性,比如研究樣本量較少,且為單中心研究,有待更大樣本及多中心研究進一步補充論證與完善本研究結果。