CT圖像三維重建在肋軟骨骨折診斷中的應(yīng)用價(jià)值

程國(guó)濤，袁勁松，余開(kāi)湖，聶微微

CT圖像三維重建在肋軟骨骨折診斷中的應(yīng)用價(jià)值

程國(guó)濤，袁勁松，余開(kāi)湖，聶微微

目的：探討多層螺旋CT（multislice CT，MSCT）三維及多平面重建在肋軟骨損傷中的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法：19例肋軟骨損傷患者均采用MSCT 5 mm掃描，0.625 mm重建后作三維及多平面重建。掃描所得數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送至計(jì)算機(jī)工作站處理，采用AW4.3平臺(tái)上三維重建軟件進(jìn)行三維重建。結(jié)果：本組19例共32處肋軟骨骨折，其中2例3處位于肋軟骨與胸骨交界區(qū)，13例25處位于肋軟骨中間區(qū)域，4例4處位于肋軟骨與肋骨交界區(qū)，并合并肋骨骨折15例。螺旋CT三維重建圖像能清晰顯示肋軟骨骨折部位、骨折數(shù)量。結(jié)論：螺旋CT三維及多平面重建能明確顯示肋軟骨骨折、移位情況，容積再現(xiàn)、最大密度投影及多平面重建3種重建模式的相互結(jié)合對(duì)診斷肋軟骨骨折及指導(dǎo)臨床及時(shí)準(zhǔn)確地制訂治療方案有明顯優(yōu)勢(shì)。

肋軟骨；骨折；體層攝影技術(shù)；三維重建

0 引言

醫(yī)學(xué)三維重建是借助計(jì)算機(jī)對(duì)生物組織結(jié)構(gòu)醫(yī)學(xué)序列圖像進(jìn)行邊界識(shí)別分割等后處理，重建出被檢組織器官直觀的三維圖像，并能進(jìn)行定量測(cè)量的一項(xiàng)形態(tài)學(xué)研究的新技術(shù)與新方法，可以從不同角度對(duì)組織器官進(jìn)行觀察和分析。近年來(lái)隨著多層螺旋CT（multislice CT，MSCT）的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)普及應(yīng)用，醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)有了很大的發(fā)展，螺旋CT和三維重建技術(shù)為診斷肋軟骨骨折提供了一種最佳的診斷技術(shù)，其重要性日益受到臨床醫(yī)生的重視[1]。本研究對(duì)19例肋軟骨骨折進(jìn)行了螺旋CT醫(yī)學(xué)圖像三維重建，并進(jìn)行回顧性分析，以探討多層螺旋CT醫(yī)學(xué)三維重建對(duì)于肋軟骨骨折診斷中的臨床價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 臨床資料

本組病例19例，男性11例，女性8例；中位年齡28歲（21～58歲），就診時(shí)間為30 min～2 d。受傷原因：毆打傷3例、車(chē)禍傷11例及建筑事故5例；臨床癥狀和體征：受傷部位胸廓局部疼痛，前胸及季肋部有壓痛、挫傷及血腫，持續(xù)胸骨旁疼痛，伴有胸痛、胸悶，深呼吸及咳嗽時(shí)疼痛加重，其中6例可及骨摩擦感，均為臨床擬診肋軟骨骨折而胸片未明確骨折的病例。

1.2 儀器與方法

采用GE公司Light Speed 16層螺旋CT掃描儀器，患者均采取仰臥位，行軸位掃描，掃描范圍從胸廓入口至肋弓下緣。掃描條件：管電壓120 kV，管電流100 mA，層厚5 mm，薄層圖像層厚及層間隔均為0.625 mm，圖像矩陣512×512。掃描完后數(shù)據(jù)通過(guò)AW4.3工作站3D后處理軟件進(jìn)行后處理，主要重建方法包括多平面重建（multiplan reformation，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及容積再現(xiàn)（volume rendering，VR），調(diào)節(jié)閾值達(dá)到肋軟骨最佳顯示效果，并結(jié)合臨床要求，采用任意調(diào)整角度以及應(yīng)用切割技術(shù)，使圖像顯示最佳效果，同時(shí)觀察肋骨及肋軟骨損傷的部位、程度、類(lèi)型以及胸部其他損傷情況。

2 結(jié)果

本組19例患者均確診為肋軟骨骨折病例，骨折共32處，多發(fā)性骨折5例，其中雙側(cè)同時(shí)發(fā)生骨折2例（如圖1所示），13例為單側(cè)肋軟骨發(fā)生骨折，其中左側(cè)骨折8例（如圖2所示），右側(cè)骨折5例（如圖3所示）。肋軟骨骨折按骨折部位分為3種類(lèi)型[2]：（1）肋軟骨與胸骨交界區(qū)，本組病例2例3處；（2）肋軟骨中間區(qū)域，本組病例13例25處；（3）肋軟骨與肋骨交界區(qū)，本組病例4例4處。骨折表現(xiàn)為肋軟骨連續(xù)性中斷，可伴有錯(cuò)位，骨折周?chē)砂橛熊浗M織腫脹、積氣及合并癥。14例21處MSCT表現(xiàn)為肋軟骨骨折伴骨折斷端移位，6例8處MSCT表現(xiàn)為肋軟骨內(nèi)線樣低密度影，8例伴局部軟組織腫。具體骨折部位見(jiàn)表1，骨折部位與合并癥見(jiàn)表2。

圖1 雙側(cè)多發(fā)肋軟骨骨折VR、MIP及MPR圖

圖2 左側(cè)多發(fā)肋軟骨骨折VR、MIP及MPR圖

圖3 右側(cè)第1肋軟骨骨折VR圖

表1 19例肋軟骨骨折患者32處骨折部位統(tǒng)計(jì) 例

表2 19例肋軟骨骨折患者32處骨折部位與合并癥統(tǒng)計(jì) 例

3 討論

3.1 肋軟骨的解剖及損失機(jī)制

肋軟骨位于肋骨前端，是一種透明軟骨，表面有軟骨膜覆蓋，是骨性胸廓的重要組成部分，對(duì)胸部承擔(dān)更多的活動(dòng)度和彈性，有利于減少肋骨及胸骨損傷。第1～7肋軟骨連接肋骨與胸骨，第8～10對(duì)肋軟骨以纖維結(jié)締組織依次連于上位肋軟骨形成肋弓，第11、12肋軟骨為浮肋，其末端游離指向腹壁肌肉中。由于肋軟骨富有較大彈性，具有一定的活動(dòng)度，一般不易發(fā)生骨折，通常由直接暴力作用導(dǎo)致骨折，未發(fā)現(xiàn)由間接暴力導(dǎo)致肋軟骨骨折者[3]。本組19例患者為毆打傷、車(chē)禍傷及建筑事故導(dǎo)致直接暴力作用于前胸或身體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中前胸撞擊硬物所致。本組無(wú)第11、12肋軟骨發(fā)生骨折病例，我們認(rèn)為發(fā)生率相對(duì)較低與其解剖生理有關(guān)，其遠(yuǎn)端游離，不與上位肋軟骨相連，具有更大彈性和活動(dòng)度，也可能與本組樣品量較少有關(guān)。

3.2 MSCT三維重建對(duì)肋軟骨骨折的診斷價(jià)值

多層螺旋CT具有容積數(shù)據(jù)采集、掃描時(shí)間短、可達(dá)到各向同性分辨力等特點(diǎn)，同時(shí)又具有強(qiáng)大的后處理技術(shù)，可以從不同角度和方向顯示肋軟骨骨折的部位、移位及其與周?chē)Y(jié)構(gòu)的關(guān)系，很好地解決了常規(guī)CT和單螺旋CT的不足[4]。本研究中，用5.0 mm采集、0.625 mm薄層重建后在AW4.3后處理工作站上選用相應(yīng)模塊就能簡(jiǎn)單、快速地重建出高質(zhì)量的二維及三維后處理圖像，并根據(jù)病變需要獲取不同角度、不同平面的重建圖像。采用VR、MPR及MIP等后處理技術(shù)，隨時(shí)根據(jù)需要在這些模式中進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，全面立體較好地顯示肋軟骨形態(tài)與結(jié)構(gòu)，一般將窗寬、窗位調(diào)整至接近軟組織窗進(jìn)行觀察，可最大程度地減少肋軟骨骨折的漏診和誤診，同時(shí)注重窗技術(shù)的應(yīng)用，能發(fā)現(xiàn)胸腹部復(fù)合傷及合并癥，對(duì)臨床制訂診療計(jì)劃具有很好的診療價(jià)值。文獻(xiàn)報(bào)道[5]采用窗寬1 120 HU、窗位110 HU進(jìn)行觀察，能更好地顯示肋軟骨骨折，MSCT還可調(diào)節(jié)窗寬、窗位，進(jìn)一步提高了其對(duì)于不同情況下肋軟骨的顯示能力。本組病例中合并肋骨骨折15例，胸骨骨折9例，氣胸10例，肩胛骨及鎖骨骨折7例，腹部臟器損傷3例，椎體及附件骨折2例，肺挫傷8例。本組合并癥中肋骨骨折有較高的發(fā)生率，為78.9%，我們認(rèn)為肋軟骨骨折與肋骨骨折并存原因可能有2種：一是過(guò)大的外力作用于胸部時(shí)，肋骨和肋軟骨外傷受力點(diǎn)在外力或內(nèi)在應(yīng)力對(duì)骨和軟骨的直接作用下而導(dǎo)致同時(shí)發(fā)生骨折；二是作用于肌肉群的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到甚至超過(guò)肌肉抵抗應(yīng)力的極限，強(qiáng)力的肌肉群對(duì)有關(guān)骨骼產(chǎn)生不平常應(yīng)力，肌肉的作用超過(guò)了骨或軟骨的適應(yīng)范圍所致骨折。本組4例為單純性肋軟骨骨折，不伴有肋骨骨折及其他合并癥，追問(wèn)病史提示外力作用點(diǎn)位于肋軟骨區(qū)。

MPR是在橫斷面CT圖像上以病變?yōu)橹行?，任意冠狀面、矢狀面及任意角度斜位面圖像重建，可清楚地顯示骨折斷面信息，能精確測(cè)量骨碎片的大小及移位情況，并能提供骨折周?chē)浗M織腫脹、積血等信息[6]，能逐層觀察肋軟骨骨折線走行細(xì)節(jié)，對(duì)線性骨折及小骨折片也能較好顯示；可較好地顯示組織器官內(nèi)復(fù)雜解剖關(guān)系，有利于骨折的準(zhǔn)確定位，但所顯示的骨折改變是不完整、不全面、不連續(xù)的，缺乏整體感及立體感。VR技術(shù)是將每個(gè)層面的容積資料中的所有體積元加以利用，通過(guò)閾值調(diào)節(jié)，輔以掃描結(jié)構(gòu)不同的色彩[7-8]。該技術(shù)所顯示的肋軟骨與人體解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)相似，并能夠任意角度和平面旋轉(zhuǎn)和切割，同時(shí)利用偽色彩技術(shù)，通過(guò)閾值調(diào)節(jié)不同區(qū)域的顏色和透明度，顯示出肋軟骨空間立體形態(tài)結(jié)構(gòu)，整體顯示肋軟骨骨折的形態(tài)和方位，從而更直觀、更清晰、較準(zhǔn)確地觀察骨折線的位置及移位情況，明顯提高了肋軟骨骨折的診斷準(zhǔn)確率[4]，但觀察細(xì)節(jié)方面及周?chē)闆r多，不如多平面重建[6]，圖像分辨率不及MPR[1]，同時(shí)應(yīng)用MPR重建技術(shù)，多層面、任意角度圖像重建，可以彌補(bǔ)VR技術(shù)的不足。VR圖像由于彩色圖像立體、逼真，解剖結(jié)構(gòu)清晰，有助于臨床醫(yī)生對(duì)肋軟骨骨折有全面、直觀、整體化的了解，可為制訂治療方案提供依據(jù)。MIP技術(shù)是對(duì)沿視角軌跡上容積組織或物體中的每個(gè)像素進(jìn)行最大密度投影，反映的是組織密度變化，對(duì)比度高，圖像看起來(lái)類(lèi)似X線平片，具有任意角度旋轉(zhuǎn)的特性和可切割興趣區(qū)外重疊部分的功能，較平片更方便顯示某一特定興趣區(qū)[4]。在顯示細(xì)微骨折方面較VR效果好，同時(shí)對(duì)肋軟骨骨折的顯示效果也較好[9]。多種醫(yī)學(xué)重建模式的聯(lián)合應(yīng)用可提高肋軟骨骨折的檢出率和診斷準(zhǔn)確率[10]。MPR、VR、MIP等結(jié)合應(yīng)用，能明確肋軟骨是否骨折，清楚顯示骨折的部位、數(shù)量及骨折端的移位情況，為本病的診斷和治療提供準(zhǔn)確參考的影像學(xué)依據(jù)，是目前檢測(cè)肋軟骨骨折的最佳影像學(xué)檢查方法[2]。本組19例32處骨折病例中通過(guò)MPR發(fā)現(xiàn)肋軟骨骨折18例，骨折30處，分別占骨折病例的94.7%、93.8%；通過(guò)VR發(fā)現(xiàn)肋軟骨骨折16例，骨折26處，分別占骨折病例的84.2%、81.3%；通過(guò)MIP發(fā)現(xiàn)肋軟骨骨折15例，骨折25處，分別占骨折病例的78.9%、78.1%，所有病例均采用容積再現(xiàn)圖像、最大密度投影圖像及多平面重建圖像相結(jié)合，為肋軟骨骨折提供了直觀而詳細(xì)的信息。

總之，MSCT對(duì)肋軟骨骨折及合并癥的診斷具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，多種醫(yī)學(xué)重建模式的聯(lián)合應(yīng)用能夠清楚地顯示肋軟骨骨折部位、骨折數(shù)量、骨折有無(wú)移位以及周?chē)浗M織腫脹、積血等情況，具有很大的優(yōu)越性，在臨床上具有很高的實(shí)用價(jià)值，是診斷肋軟骨骨折的可靠方法，MPR、VR及MIP相互結(jié)合，可明顯提高肋軟骨骨折的診斷符合率。

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（收稿：2014-09-19 修回：2015-01-10）

Application of three-dimensional computed tomography reconstruction in costal cartilage fracture

CHENG Guo-tao,YUAN Jin-song,YU Kai-hu,NIE Wei-wei
（Department of Radiology,Xianning Central Hospital,Xianning 437100,Hubei Province,China）

ObjectiveTo explore the clinical application value of 3-dimensional and multiplane reconstruction with MSCT in diagnosing costal cartilage trauma.MethodsTotally 19 cases with costal cartilage trauma underwent MSCT 5 mm scanning and 0.625 mm reconstruction,and then went through three-dimensional and multiplane reconstruction.The acquired data were transmitted to the computer workstation through the network,and then three-reconstruction was performed with the software on AW4.3 platform.ResultsThere were all 32 costal cartilage fractures in the 19 patients involving 15 cases with rib fracture,which included 2 cases and 3 fractures at the chondrosternal junction,13 cases and 25 fractures in the middle of the costal cartilage,4 cases and 4 fractures at the junction between costal cartilage and rib. Three-dimensional reconstruction with spiral CT could display clearly the location and number of costal cartilage fractures.ConclusionThree-dimensional and multiplane reconstruction shows clearly the fracture and displacement of the costal cartilage,and the combination of MRP,MIR and VR may contribute to the diagnosis and clinical planning of the costal cartilage fracture.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（9）：84-86]

costal cartilage;fracture;tomography;three-dimensional reconstruction

R318；R445

A

1003-8868（2015）09-0084-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.09.084

程國(guó)濤（1980—），男，主治醫(yī)師，主要從事CT及MRI診斷方面的研究工作，E-mail：30687034@qq.com。

437100湖北咸寧，咸寧市中心醫(yī)院放射科（程國(guó)濤，袁勁松，余開(kāi)湖，聶微微）