普及型CT在骨关节三维重建中的应用技巧

西部医学２０１１年８月第２３卷第８期　Ｍｅｄ　Ｊ　Ｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ，Ａｕｇｕｓｔ　２０１１，Ｖｏ１．２３，Ｎｏ．８　普及型ＣＴ在骨关节三维重建中的应用技巧　刘宁川，罗才旭，姜　丹　（南充市高坪区人民医院放射科，四川南充６３７１００）　【摘要】　目的探讨普及型ＣＴ在骨关节三维重建的应用技巧、参数选择。方法　回顾性分析９Ｏ例不同部位骨关　节损伤的ＣＴ扫描参数及重建方法。结果　初始扫描层厚对三维重建图像的质量影响明显，颈椎、胸椎、骶尾椎、肘关节　骨折及胫骨平台和鼻骨的细微骨折宜采用ｌｍｍ层厚扫描并重叠重建，腰椎、骨盆、膝关节、踝关节、肩关节、头颅颌面部　可采用２．５ｍｍ层厚扫描并重叠重建，螺距对图像质量影响较小，多平面重建时采用骨算法图像质量较好，容积再现时　采用软组织算法能得到更佳的图像。结论普及型ＣＴ能够获得较好的骨关节三维重建图像，并且通过个性化的扫描、　重建参数选择，可以在满足临床诊断需要的前提下，尽可能降低球管消耗，节省运行成本。　【关键词】骨折；体层摄影术；Ｘ线计算机；三维重建　【中图分类号】Ｒ　８１７．４　【文献标识码】Ａ　【文章编号】Ｄ（）Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－３５１ｌ＿２０１１．０８．７４　Ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｋｉｌｌ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉ０ｎ　ＣＴ　ｉｎ　ｂｏｎｅ　ａｎｄ　ｊ　ｏｉｎｔ　ＬＩＵ　Ｎｉｎｇ－ｃｈｕａｎ，ＬＵＯ　Ｃａｉ－ｘｕ，ＪＩＡＮＧ　Ｄａｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｒｅｄｉｏｌｏｇｙ，Ｔｈｅ　Ｆｉｆｔｈ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｃｈｏｎｇ，Ｎａｎｃｈｏｎｇ　６３７１００，Ｓｉｃｈｕａｎ）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　Ｔｏ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｋｉｌｌ　ａｎｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｃｈｏｉｃｅ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｐ—　ｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ＣＴ　ｉｎ　ｂｏｎｅ　ａｎｄ　ｊｏｉｎｔ．Ｍｅｔｈｏｄｓ　ＣＴ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　９０　ｐａｔｉｅｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒ—　ｅｎｔ　ｓｐｏｔ　ｊｏｉｎｔ　ｄａｍａｇｅ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　Ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｌｅｖｅｌ　ｗａｓ　ｔｈｉｃｋ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎ—　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｍａｇｅ’Ｓ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ．Ｔｈｅ　ｃｅｒｖｉｃａｌ　ｖｅｒｔｅｂｒａ，ｔｈｅ　ｔｈｏｒａｃｉｃ　ｖｅｒｔｅｂｒａ，ｔｈｅ　ｓｈｉｎｂｏｎｅ　ｃｏｃｃｙｇｅａ１　ｖｅｒｔｅｂｒａ，ｔｈｅ　ｅｌ—　ｂｏｗ　ｊｏｉｎｔ　ｂｏｎｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｉｎｂｏｎｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｎａｓａｌ　ｂｏｎｅ＇ｓ　ｓｌｉｇｈｔ　ｂｏｎｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｕｓｅｄ　ｌｍｍ　ｌｅｖｅｌ　ｔｏ　ｓｃａｎ　ｔｈｉｃｋ　ａｎｄ　ｔｏ　ｏｖｅｒｌａｐ　ｓｕｉｔａｂｌｙ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｌｕｍｂａｒ　ｖｅｒｔｅｂｒａ，ｔｈｅ　ｐｅｌｖｉｓ，ｔｈｅ　ｋｎｅｅ　ｊｏｉｎｔ，ｔｈｅ　ｍａｌｌｅｏｌｕｓ　ｊｏｉｎｔ，ｔｈｅ　ｓｈｏｕｌｄｅｒ　ｊｏｉｎｔ，ｔｈｅ　ｈｅａｄ　ｊａｗ　ｆａｃｅ　ｍａｙ　ｕｓｅｄ　ｔｈｅ　２．５ｍｍ　ｌｅｖｅｌ　ｔｏ　ｓｃａｎ　ｔｈｉｃｋ　ａｎｄ　ｔｏ　ｏｖｅｒｌａｐ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｐｉｔｃｈ　ｗａｓ　ｓｍａｌｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　Ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ＣＴ　ｃａｎ　ｏｂｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｇｏｏｄ　ｊｏｉｎｔ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｍａｇｅ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］Ｂｏｎｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ；Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；Ｘ—ｒａｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｄ；Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　骨关节损伤在临床上非常常见，以前主要依靠Ｘ　线摄片进行观察，随着医疗设备的不断发展更新，多　承受较长时间的连续扫描，单次扫描覆盖范围不足，　如果连续扫描时间较长，对球管的损耗明显加大，使　用成本上升，增加科室和医院的运行压力。因此使用　普及型ＣＴ怎样达到较为满意的临床效果，又能较好　的控制成本消耗，是我们面临的一个课题。笔者近年　使用双排ＣＴ对９Ｏ例骨关节损伤病人进行螺旋扫描　并三维重建观察，区别性地采用不同扫描和重建参　数，取得较为满意的效果。　１资料与方法　排螺旋ＣＴ越来越多地被运用到骨关节损伤的临床评　价中。多排ＣＴ螺旋扫描并结合三维重建能够清晰、　直观、多平面、多方位地观察骨关节损伤的详细情况，　准确评价骨折的部位、分型、累及范围，骨折旋转、移　位、对周围组织损伤情况等，对临床医生确定治疗方　案及预后估计十分重要，这些近年来已多有报道［１叫］。　但是骨关节三维重建的图像质量与ＣＴ机的性能有密　切关系，临床应用型或科研型ＣＴ机性能优越，重建图　像质量好，而在基层医院应用较广的普及型ＣＴ性能　有限，重建图像质量欠佳。普及型ＣＴ包括单排和双　排ＣＴ，此类机型分辨率较低，球管热容量较小，难以　１．１一般资料搜集我院２００８年２月～２０１０年１２　月资料完整的骨关节损伤病例共９Ｏ例，其中男６６例，　女２４例，年龄１０￣８５岁，平均４４岁。损伤部位分布：　脊柱１５例，骨盆（含髋关节）３６例，肘关节１５例，膝关　西　医学２０１１年８月第２３卷第８期　Ｍｅｄ　Ｊ　Ｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ，Ａｕｇｕｓｔ　２０１１，Ｖｏ１．２３，Ｎｏ．８　节６例，踝关节９例，肩关节（含肩胛骨）６例，头颅颌　面部３例。　１．２　检查方法　使用Ｐｈｉｌｉｐｓ　ＭＸ４０００　ｄｕａｌ双排螺旋　ＣＴ机，扫描参数：１２ＯｋＶ，１５０￣２００ｍＡ，扫描层厚１～　２．５ｒａｍ，速度ｌｓ／ｒ，螺距ｌ～２，利用机器自带工作站，　重建横断面有效层厚１．２～３．０ｍｍ，层问距０．６～　１．５ｒａｍ，采用骨算法和软组织算法分别进行多平面重　建（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｐｌａｎａｒ　ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＭＰＲ）和容积再现　（Ｖｏｌｕｍｅ　Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ，ＶＲ）观察分析，并进行比较。　２　结果　在行多平面重建（ＭＰＲ）时，采用骨算法图像锐利　度高，对比强烈，采用软组织算法图像锐利度较差，对　比欠佳，较为模糊。在行容积再现（ＶＲ）重建时，骨算　法图像表面显示较为粗糙，周围软组织易形成影像难　于切割干净，往往影响骨组织观察，而软组织算法骨　骼显示平滑、细腻，基本无软组织影像干扰（图１）。对　于不同部位采用不同的扫描和重建参数，可以达到既　满足临床诊断要求，又尽可能降低球管消耗的目的。　图１普及型ＣＴ骨关节三维重建图像　Ｈｇｕｒｅ　１　３Ｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｏｆ　ｊｏｉｎｔ　ｗｉｔｈ　ｐ０ｐｕＩａｒｉｚａｔｉｏｎ　ＣＴ　注：图１Ａ软组织及骨算法重建ＶＲ图像，骨骼显示平滑、细腻；图１Ｂ骨　算法重建ＶＲ图像，骨骼表面显示较为粗糙，周围软组织影像难于切割　干净　２．１脊柱骨折共１５例，其中颈椎骨折２例，胸椎骨　折５例，腰椎骨折３例，骶尾椎骨折５例。颈椎、胸椎、　骶尾椎椎体较小，椎间隙较窄，采用ｌｍｍ层厚扫描，　速度ｌｓ／ｒ，视扫描范围选取螺距１～２，如扫描范围较　大，则选取较大螺距，以缩短扫描时间，降低球管消　耗，重建横断面图像有效层厚１．２ｒａｍ，层间距　０．６ｒａｍ，重叠１／２，所获得的ＭＰＲ及ＶＲ图像较为细　腻、平滑，显示骨折情况清晰、准确，能够满足临床诊　断，如果改用２．５ｒａｍ层厚扫描，则重建的横断面图像　有效层厚达３ｒａｍ，即使采用较小层间距重叠重建，所　获得的ＭＰＲ及ＶＲ图像分辨率较低，骨折细节显示　欠佳，椎间隙显示不清，骨骼边缘阶梯感较明显，难以　满足临床诊断要求（图２）。腰椎椎体较大，椎间隙较　宽，需要扫描的范围往往较大，采用２．５ｒａｍ层厚扫　描，速度ｌｓ／ｒ，螺距１～２，图像有效层厚３ｒａｍ，层间距　１．２～１．５ｒａｍ，所获得的ＭＰＲ及ＶＲ图像较为清晰、　平滑，基本能够满足临床诊断需要，如果采用１ｒａｍ层　厚扫描，虽然图像质量进一步提高，但扫描时间明显　延长，球管消耗明显增加，不利于成本控制。　圈２胸椎骨折重建ＶＲ图像　Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＶＲ　ｏｆ　ｔｈｏｒａｃｉｃ　ｖｅｒｔｅｂｒａｌ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　注：图２Ａ．２．５ｍｍ层厚重建ＶＲ图像，胸椎骨折细节显示欠佳，椎问隙　显示不清；图２Ｂ．Ｉｍｍ层厚重建ＶＲ图像，胸椎骨折显示清晰。图像细　腻、平滑　２．２　骨盆（含髋关节）骨折　共３６例，采用２．５ｒａｍ　层厚扫描，速度ｌｓ／ｒ，螺距ｌ～１．５，图像有效层厚　３ｍｍ，层间距１．２～１．５ｒａｍ，所获得的ＭＰＲ及ＶＲ图　像较为清晰，骨折情况显示良好，能够满足临床需要。　如采用ｌｍｍ层厚扫描，则重建图像质量更佳，但球管　消耗明显增加。　２．３肘关节骨折　共１５例，其中桡骨小头骨折１１　例，尺骨鹰嘴、冠突骨折４例。桡骨小头骨折有时在Ｘ　线平片上难以清晰显示，较易漏诊，ＣＴ扫描三维重建　能弥补这一不足。采用ｌｍｍ层厚扫描，速度ｌｓ／ｒ，螺　距１～１．５，图像有效层厚１．２ｒａｍ，取层间距０．６ｒａｍ　重叠重建，所获得的ＭＰＲ及ＶＲ图像细腻、平滑，骨　折情况显示较清晰，能够满足临床需要。如改用　２．５ｍｍ层厚扫描，则重建图像质量明显下降，骨折细　节显示不佳。　２．４膝关节骨折　共６例，采用２．５ｍｍ层厚扫描，　速度ｌｓ／ｒ，螺距１～１．５，图像有效层厚３ｒａｍ，层问距　１．２～１．５ｒａｍ，股骨下端及髌骨的ＭＰＲ及ＶＲ图像质　量基本满意，骨折情况显示良好，但累及胫骨平台的　较细微骨折显示欠佳，尤其ＭＰＲ图像分辨率不足，需　采用１ｒａｍ层厚扫描方可明显改善。　２．５　踝关节骨折　共９例，采用２．５ｒａｍ层厚扫描，　速度ｌｓ／ｒ，螺距１～１．５，图像有效层厚３ｒａｍ，层间距　１．２～１．５ｍｍ，所获得的ＭＰＲ及ＶＲ图像质量基本满　意，能够满足临床需要，但若是小儿或患者体型瘦小，　西部医学２０１１年８月第２３卷第８期　Ｍｅｄ　Ｊ　Ｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ，Ａｕｇｕｓｔ　２０１１，Ｖｏ１．２３，Ｎｏ．８　则显示欠佳，需采用ｌｍｍ层厚扫描（图３）。　图３　ＭＰＲ及ＶＲ重建显示踝关节多发鼍折　Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆＭＰＲ　ａｎｄＹＲ　ｏｆ　ａｎｋｌｅｊｏｉｎｔｍｕｌｔｉｐｌｅｆｒａｃｔｕｒｅ　２．６肩关节（含肩胛骨）骨折共６例，采用２。５ｍｍ　层厚扫描，速度ｌｓ／ｒ，螺距１～１．５，图像有效层厚　３ｍｍ，层间距１．２～１．５ｍｍ，所获得的ＭＰＲ及ＶＲ图　像较为清晰，骨骼边缘可见阶梯感，但基本满足临床　需要。　２．７头颅颌面部骨折　共３例，采用２．５ｒａｍ层厚扫　描，速度ｌｓ／ｒ，螺距１～１．５，图像有效层厚３ｍｍ，层间　距１．２～１．５ｒａｍ，所获得的ＶＲ图像质量基本满意，　ＭＰＲ图像质量稍差，且鼻骨较细微骨折三维图像质　量欠佳，采用ｌｍｍ层厚扫描可明显改善。　３讨论　目前地市级以上医院多使用临床应用型或科研　型ＣＴ设备，机器性能优越，分辨率高，图像非常清晰，　这是因为此类ＣＴ一般最小扫描层厚在０．５ｍｍ以内，　扫描速度达到０．５ｓ／ｒ以上，球管热容量大，单次扫描　时间短、覆盖范围大，重建图像能够达到各向同性。　各向同性成像即指在所有方向上空间分辨率均相同　的成像，亦即无论轴位、冠状位、矢状位还是任意斜面　的重建图像质量都完全一样，这是三维成像的理想状　态，尤其适用于ＭＰＲ重建图像。重建层厚不大于　０．６２５ｍｍ才能达到各向同性。而对于广大基层医院　来说，普及型ＣＴ仍是被广泛应用的设备，此类机型一　般最小扫描层厚不低于ｌｍｍ，最快扫描速度为ｌｓ／ｒ，　并且受制于有效层厚效应［　，横断面重建图像层厚不　低于１．２ｍｍ，远无法达到各向同性，ＭＰＲ及３Ｄ重建　图像质量欠佳，这大大限制了普及型ＣＴ在骨关节损　伤中的应用。　普及型ＣＴ也能够获得较好的骨关节三维重建图　像，并且通过个性化的扫描，重建参数选择，可以在满　足临床诊断需要的前提下，尽可能降低球管消耗，节　省运行成本。三维重建的图像质量与初始扫描层厚　密切相关，扫描层厚越薄，图像质量越佳，螺距大小对　重建图像质量的影响相对较小，减小层间距重叠重建　可以改善ＭＰＲ和ＶＲ图像质量。在条件具备情况　下，颈椎、胸椎、骶尾椎、肘关节骨折宜采用ｌｍｍ层厚　扫描并重叠重建，以保证图像质量满足临床需要，胫　骨平台和鼻骨的细微骨折亦需采用ｌｍｍ层厚扫描；　腰椎、骨盆、膝关节、踝关节、肩关节、头颅颌面部一般　可采用２．５ｍｍ层厚扫描并重叠重建，扫描范围较大　时应用大螺距，以缩短扫描时间，所得图像质量基本　满意，且球管消耗较低，成本控制理想。行多平面重　建（ＭＰＲ）时采用骨算法图像质量较好，而在容积再现　（ＶＲ）时采用软组织算法能得到质量更佳的图像。普　及型ＣＴ三维重建图像质量的改善，扩展了它在骨关　节损伤中的应用范围，为临床诊治相关疾病提供了极　大的帮助，也对基层医院相应学科的建设发展非常有　利。　４结论　普及型ＣＴ能够获得较好的骨关节三维重建图　像，并且通过个性化的扫描、重建参数选择，可以在满　足临床诊断需要的前提下，尽可能降低球管消耗，节　省运行成本。　【参考文献】　［１］杨星，马彪，苏勤，等．螺旋ＣＴ三维重建的方法及技术［Ｊ］．　中华放射学杂志，２００４，３８（３）：４９２—４９３．　［２］　黄崇权，滕陈迪，张丽敏，等．多层螺旋ＣＴ三维重建在骨关节损　伤中的应用价值［盯．浙江临床医学，２００８，１０（３）：８５２—８５３．　［３］滕云，常进勇，马润梅．双排螺旋ＣＴ三维成像在骨关节创伤中　的应用［刀．哈尔滨医药，２００９，２９（１）：４２．　［４］　黄宝生，郑生喜，李继霞，等．双层螺旋ＣＴ三维重建在骨关节刨　伤的应用价值［Ｊ］．中国ＣＴ和ＭＲＩ杂志，２００６（３）：４５—４７．　［５］卢东生，李铁一．ＰＱ２０００螺旋ＣＴ有效层厚影响因素的实验分析　［Ｊ］．中国医学影像技术，２００２，１８（１１）：１１９２—１１９４．　（收稿日期：２０１１—０３—０４；编辑：张文秀）