鼻區(qū)骨折MSCT圖像后處理顯示與診斷探討

汪茂文，檀思蕾，劉 霞，萬 雷

（司法鑒定科學(xué)研究院 上海市法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海 200063）

鑒定科學(xué)Forensic Science

鼻區(qū)骨折MSCT圖像后處理顯示與診斷探討

汪茂文，檀思蕾，劉 霞，萬 雷

（司法鑒定科學(xué)研究院 上海市法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海 200063）

目的 探討MSCT（Multi-slice spiral CT），圖像后處理技術(shù)在鼻區(qū)骨折診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法 對(duì)120例疑有鼻區(qū)骨折的傷者行MSCT容積掃描，并采用骨算法及軟組織算法薄層重建，在工作站上行多平面重組（MPR）、容積再現(xiàn)（VR）及最大密度投影（MIP）等后處理，觀察有無骨折并判定其骨折類型。結(jié)果 120例患者中，MPR、VR及MIP診斷為不伴移位的線性骨折49例、24例、30例，診斷符合率分別為61.2%、80.0%、100%；MPR、VR及MIP診斷為伴移位的線性骨折30例、19例、22例，診斷符合率分別為73.3%、86.4%、100%；MPR、VR及MIP診斷為粉碎性骨折24例、19例、20例，診斷符合率分別為83.2%、95.0%、100%；MPR、VR及MIP診斷為伴上頜骨額突骨折17例、13例、15例，診斷符合率分別為88.2%、86.7%、100%。對(duì)于不伴移位和伴移位的線性骨折，MIP與MPR間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；對(duì)于不伴移位的線性骨折，MIP 與 VR 間的差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。 結(jié)論 MSCT 容積掃描及MPR、VR、MIP的聯(lián)合應(yīng)用對(duì)于判斷有無鼻區(qū)骨折及骨折類型具有重要價(jià)值。MIP可以準(zhǔn)確區(qū)分鼻骨縫、鼻骨孔和鼻區(qū)骨折，新鮮與陳舊性骨折要結(jié)合軸位圖像及MPR綜合評(píng)定。

體層攝影術(shù)；X線計(jì)算機(jī)；圖像處理；計(jì)算機(jī)輔助；鼻區(qū)骨折

鼻區(qū)骨骼骨質(zhì)菲薄，且位于面部突出、淺在位置，容易遭受外力作用而發(fā)生骨折，在司法鑒定實(shí)踐中常常可以遇見。鼻區(qū)骨折不僅包括鼻骨骨折，亦包括與其相鄰的上頜骨額突及鼻中隔、鼻旁竇、眶內(nèi)壁等處的骨折，本文鼻區(qū)骨折只涉及鼻骨及上頜骨額突骨折。MSCT（Multi-slice spiral CT）是目前臨床上最常用的影像診斷手段之一，其發(fā)展日新月異，掃描層間距越來越小，容積數(shù)據(jù)量越來越大。觀察常規(guī)掃描圖像時(shí)，由于受單一圖像局限性的影響，加之對(duì)鼻骨細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)認(rèn)知不足，鼻區(qū)骨折誤診和漏診時(shí)有發(fā)生[1-2]。本研究對(duì)MSCT各種常見后處理技術(shù)在鼻區(qū)骨折中的應(yīng)用加以探討，旨在提高其診斷正確率。

1 材料與方法

收集2015年10月至2016年4月在本中心行鼻區(qū)外傷傷情鑒定并接受CT檢查的120例傷者，其中男性87例，女性33例，年齡 18～71歲，平均33.6歲，臨床均有明確的鼻部外傷史。

采用SIEMENS SOMATOM Definition AS 64層螺旋CT機(jī)，掃描范圍自上頜牙槽平面至眶上緣。掃描參數(shù)：管電壓 120KV，管電流 380mAs，pitch 0.55，層厚0.6 mm，采用骨算法及軟組織算法，重建卷積核Kernel分別為H60f sharp FR、D40f medium，多平面重組（Multi-Plane Reformation，MPR）觀察窗寬1 500 HU、窗位450 HU；VR與MIP重建采用軟組織算法數(shù)據(jù)，利用興趣容積剪切盒VOI Clipbox（volume of interest clipbox）切除興趣外區(qū)域，以避免顱底其他骨結(jié)構(gòu)的重疊干擾，觀察窗寬1 500～4 000 HU、窗位1 000～1 500 HU。經(jīng)MSCT三維重組圖像后處理后，對(duì)MRP、容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）及最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)識(shí)別，由兩位高年資醫(yī)師共同完成影像診斷。按3種技術(shù)進(jìn)行歸類計(jì)數(shù)，兩兩數(shù)據(jù)比較采用x2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

三種后處理技術(shù)顯示鼻區(qū)骨折的評(píng)價(jià)結(jié)果及比較（表1～2）。MIP可以準(zhǔn)確區(qū)分鼻骨縫、鼻骨孔及鼻骨下緣等正常結(jié)構(gòu)，120例傷者中，MIP清晰顯示87例鼻區(qū)骨折部位和類型，MPR將17例鼻頜縫、8例鼻骨下緣、5例鼻骨孔、1例鼻骨內(nèi)面切跡誤診為骨折，將2例鼻骨骨折誤診為上頜骨額突骨折，VR將6例不伴移位的線性骨折誤為鼻頜縫。

表1 MPR、VR與MIP診斷結(jié)果的比較

表2 MPR、VR及MIP的診斷結(jié)果比較

3 討論

3.1 MSCT圖像三維重組原理、方法及特點(diǎn)

三維重組主要目的是直觀顯示目標(biāo)內(nèi)部或其與周圍組織的三維關(guān)系，同時(shí)可以通過測(cè)量長(zhǎng)度、距離、角度及體積等進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，三維重組的技術(shù)亦俞臻完善。目前用于鼻區(qū)骨折的重組方法主要有 MPR、VR、MIP等[3-4]。

MPR是將掃描范圍內(nèi)所有橫軸面圖像疊加起來，再對(duì)重組線所指定的組織進(jìn)行冠狀面、矢狀面或任意斜面甚至曲面進(jìn)行圖像重組，可以實(shí)時(shí)顯示而不需要重復(fù)掃描，其缺點(diǎn)是難以直觀顯示復(fù)雜細(xì)微的空間結(jié)構(gòu)。

VR是將掃描容積內(nèi)的像素立體疊加，人為改變體素的亮度和對(duì)比度，通過不同的顏色可以更好地區(qū)分不同的組織器官。VR難以進(jìn)行定量測(cè)量和對(duì)三維物體進(jìn)行加工或觀察內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。

MIP是將掃描的容積數(shù)據(jù)按照密度變化的比率，提取與周圍密度對(duì)比最大的部分來構(gòu)建實(shí)體的三維模型，再投影到顯示屏，在投影方向上僅保留CT值最大的像素而忽略掉CT值較低的像素。只要掃描范圍存在密度差異（如骨折縫隙）即可在圖像上顯示。臨床多應(yīng)用于鼻骨、肋骨和增強(qiáng)血管成像，最大密度投影可以自動(dòng)提取上述目標(biāo)并加以顯示，目標(biāo)形態(tài)準(zhǔn)確，失真小，與周圍組織對(duì)比清晰（圖1）。

3.2 鼻骨的正常細(xì)微結(jié)構(gòu)和變異

鼻骨由較薄的片狀骨構(gòu)成，還包含四縫、兩孔、一緣等細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)，即鼻頜縫、鼻間縫、鼻額縫、額頜縫、兩側(cè)鼻骨孔和鼻骨下緣（圖1）。

圖1 鼻骨MIP，清晰顯示正常鼻骨細(xì)微結(jié)構(gòu)

鼻頜縫是左、右片狀骨與上頜骨額突間的縫連接，自鼻骨出現(xiàn)直至消失，各層圖像上均可顯示，且縫端圓鈍，無錯(cuò)位或扭曲。上頜骨由上頜體及額突、顴突、牙槽突、鄂突4突組成，其中額突凸向上方，接額骨、鼻骨和淚骨，上頜骨額突以鼻頜縫和鼻骨相連接。在MIP圖像上，左、右鼻頜縫走行多呈“八”字形。鼻間縫位于左、右片狀鼻骨中間，與鼻額縫相連并延伸至鼻尖，在冠狀面上不易觀察，多在橫斷面圖像上進(jìn)行觀察，在MIP圖像中，呈鋸齒狀、細(xì)直線狀或“S”形，這與左右兩側(cè)鼻骨的發(fā)育有關(guān)。鼻間縫中間有時(shí)可見游離的縫間骨。

鼻額縫位于鼻根部，是鼻骨與前額骨的縫連接，且鼻頜縫與額頜縫相互連接。與鼻頜縫、鼻間縫相比，鼻額縫較緊密，表現(xiàn)為深淺不一、橫行的小鋸齒樣透亮線影，邊緣硬化。

鼻骨孔多出現(xiàn)在左、右片狀鼻骨上，其中有鼻外動(dòng)脈、靜脈及神經(jīng)通過。鼻骨孔多位于鼻骨中下部分，呈管狀走形，可垂直或者斜行穿過片狀骨。

鼻骨下緣是鼻骨與鼻軟骨的咬合端，在橫斷面圖像中常表現(xiàn)為若干游離骨，在冠狀面中，多表現(xiàn)為“M”型高密度影。在三維重組圖像中，鼻骨下緣形態(tài)個(gè)體差異性較大[5]，按其形態(tài)特征可分為平直型、波浪形、倒尖峰型、月牙鏟型以及其他類型。

3.3 鼻區(qū)骨折MSCT影像學(xué)表現(xiàn)及其鑒別

鼻骨骨折可分為無明顯移位型和明顯移位型。在無明顯移位型鼻骨骨折中，骨皮質(zhì)不連續(xù)，CT可見低密度線影，然而鼻骨正常解剖結(jié)構(gòu)（如四縫和兩孔）影像上亦表現(xiàn)為低密度線影，常造成誤診或漏診[1，2]，可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行鑒別：（1）斷端兩側(cè)的骨皮質(zhì)若有明顯扭曲或者成角畸形，則為骨折；（2）若骨皮質(zhì)雖無明顯扭曲或成角畸形，但是斷端銳利，多考慮為骨折；（3）若骨皮質(zhì)無明顯扭曲或成角畸形，斷端圓鈍者，多考慮為陳舊性骨折，還需要排除是否為鼻骨正常解剖結(jié)構(gòu)，左、右對(duì)稱者多為骨縫，不對(duì)稱者多為骨折。在鼻骨的四縫、兩孔中，最容易與骨折發(fā)生混淆的是鼻頜縫[6]。本組研究中，MRP將17例鼻頜縫誤診為骨折，是MPR過度診斷的主要原因。

在明顯移位型鼻骨骨折診斷中，骨折的MSCT橫斷面圖像表現(xiàn)為游離碎骨片。鼻骨下緣和縫間骨亦常表現(xiàn)為游離骨片，尤其是鉤型及倒尖峰型的鼻骨下緣，其橫斷面圖像較容易與骨折相混淆，應(yīng)在三維重組圖像上進(jìn)一步甄別；對(duì)于縫間骨，需在薄層圖像上細(xì)致觀察其游離骨邊緣是否銳利，若邊緣銳利且和周圍骨質(zhì)斷緣相吻合，則考慮為骨折。

鼻骨兩側(cè)鄰接的上頜骨額突易同時(shí)發(fā)生骨折。當(dāng)鼻骨或額突骨折線緊鄰鼻頜縫時(shí)，易出現(xiàn)混淆（圖2～3）。單純鼻骨骨折與合并上頜骨額骨骨折兩者的損傷等級(jí)不同，應(yīng)注意鑒別[7]。

圖2 鼻區(qū)骨折MIP圖像

圖3 鼻骨MIP顯示上頜骨額突骨折及正常鼻頜縫，橫斷面上兩者常難以區(qū)分

3.4 MSCT后處理技術(shù)在鼻區(qū)骨折診斷中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)燈箱閱片模式不同，軟閱讀采用的是在工作站上以動(dòng)態(tài)電影和三維方式（運(yùn)用MPR和VR、MIP等后處理技術(shù)）進(jìn)行多方位、多角度閱片，以鑒別骨折線與正常細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)[8-12]。

MPR橫斷面、冠狀面及矢狀面或斜位MPR彼此之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)觀察，可以相互補(bǔ)充、互為印證，同樣MPR和MIP像亦可以同屏顯示，進(jìn)而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)比對(duì)MPR圖像上所顯示的線樣低密度影在MIP圖像上的形態(tài)、位置及走行，從而準(zhǔn)確地區(qū)分鼻頜縫和鼻骨孔等易與非移位性線性骨折相混淆的正常結(jié)構(gòu)和變異。其診斷方法和原則：（1）若在橫軸位或MPR上為線狀低密度影，把MPR圖像與MIP圖像使用同屏顯示方法，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與MIP相關(guān)聯(lián)，MIP上顯示為線狀低密度影而非正常鼻縫走行區(qū)域則診斷為骨折；（2）若在MPR上似為線狀低密度影，而MIP顯示為圓形小孔，且在鼻骨孔可以出現(xiàn)的位置則為正常鼻骨孔；（3）若MPR上的線狀透亮影在MIP上顯示為鼻骨下緣的窄帶狀骨缺損，則為鼻骨先天變異。

MPR和VR圖像各有優(yōu)勢(shì)和不足[10]。橫斷面圖像不易顯示橫行骨折線，鼻骨下緣較深的凹陷、一側(cè)2個(gè)鼻骨孔等易誤診為骨折，冠狀面圖像不易顯示縱行骨折線。有作者認(rèn)為[13]，矢狀面圖像診斷鼻骨骨折敏感度高于橫斷面，但是容易把鼻頜縫誤診為骨折（圖4）。VR圖像雖有偽彩，但對(duì)無移位的骨折或骨縫分離不如MIP敏感（圖5～6），這是由于VR采用了全部數(shù)據(jù)，不同組織之間相互遮蓋進(jìn)而產(chǎn)生錯(cuò)位判斷。但MIP也有缺點(diǎn)，因?yàn)槠浞从车氖敲芏炔町?，只要有骨折或縫隙，即可顯示透亮線形，故新鮮與陳舊性骨折MIP有時(shí)難以區(qū)別，對(duì)于新鮮與陳舊骨折的甄別，MIP需結(jié)合軸位圖像及MPR綜合評(píng)定。

MPR結(jié)合三維后重組技術(shù)，可以準(zhǔn)確判別鼻區(qū)骨折類型及其范圍，為司法鑒定提供可靠依據(jù)[14]。

圖4 正常鼻骨矢狀位MPR圖像

圖5 鼻骨VR，鼻尖部隱約見橫形骨折線影，如箭頭所示

圖6 與圖5為同一患者，鼻骨MIP，箭頭示鼻尖部橫形骨折線，較VR顯示更清晰

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Post Processing of MSCT Images in Forensic Examination of Nasal and Paranasal Bone Fractures

WANG Mao-wen,TAN Si-lei,LIU Xia,WAN Lei
(Shanghai Key Laboratory of Forensic Medicine,Academy of Forensic Science,Shanghai 200063,China）

Objective To investigate the application value of spiral CT post-processing techniques for examining nasal and paranasal bone fractures.Method 64-slice CT scanning of nasal area was performed in 120 trauma cases that were suspected as having nasal and paranasal bone fractures.The thin slice reconstruction with bone and soft tissue algorithm were also performed.The post-processing techniques including multi-plane reformation (MPR),volume rending (VR)and maximum density projection (MIP)were carried out to demonstrate the fractures and their types.Results Using MPR,VR and MIP,the cases identified as linear nasal fractures without displacement were 49,24 and 30 respectively,whose diagnostic accuracy was 61.2%,80.0%and 100%;the cases identified as linear nasal fractures with displacement were 30,19 and 22 respectively,whose diagnostic accuracy was 73.3%,86.4%and 100%;the cases identified as comminuted fractures were 24,19 and 20 respectively,whose diagnostic accuracy was 83.2%,95%and 100%;the cases identified as frontal process fractures were 17,13 and 15 respectively,whose diagnostic accuracy was 88.2%,86.7%and 100%.For linear nasal fractures with and without displacement,there was significant difference between MIP and MPR(P＜0.05);for linear nasal fractures without displacement,there was also significant difference between MIP and VR(P＜0.05).Conclusion Multi-slice spiral CT volumetric scanning and combined application of MPR,VR and MIP were of importantvalue fordetermining nasalfracturesand fracture types.MIP can accurately distinguish the nasal bone hole,nasal suture and paranasal fractures.

tomography;X-ray computer;image processing;computer assisted;nasal and paranasal bone fracture

DF795.4

A

10.3969/j.issn.1671-2072.2017.06.009

1671-2072-（2017）06-0056-05

2017-05-20

國(guó)家自然科學(xué)基金（81401559）；上海市法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（17DZ2273200）；上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)資助項(xiàng)目（16DZ2290900）

汪茂文（1966—），男，副主任醫(yī)師，主要從事法醫(yī)放射學(xué)研究。 E-mail：wangmw@ssfjd.cn。

萬雷（1982—），男，助理研究員，碩士，主要從事法醫(yī)放射學(xué)與法醫(yī)鑒定。 E-mail：wanl@ssfjd.cn。

（本文編輯：夏文濤）