64层CT不同角度MPR图像诊断腰椎弓峡部裂的对照研究

64层CT不同角度MPR图像诊断腰椎弓峡部裂的对照研究 64层CT不同角度MPR图像诊断腰椎弓峡 部裂的对照研究 中国医学影像技术2006年第22卷第10— ~ChinJMedImagingT— echnol,2006,Vol22,No10 ComparisonofdifferentangleMPRusing64-.sliceCT indiagnosinglumbarspondylolysis HOUDai—lun,L儿Cheng,CHENHai—song,ZOUXiao—feng (ShandongMedicalImagingResearchInstitute,MedicalCollegeofShandongUniversity,Jinan250021,China) [Abst忸ct]0bjectiveTostudythevalueofdifferentangleMPRbyusing64一 sliceCTinthediagnosisofspondylolysis. MethodsVolumedataofisotropicscanningfor50casesofspondylosisusing64一 sliceCTwerepost-processed,compared andanalyzedbydifferentangleMPR.Fourscanningmodeswereimitated:Conventionalintervertebraldiscscanningmode, transversescanning,obliquetransversescanningalongthedirectionofvertebralarch,longitudinalandsagittalimagesof lumbarvertebrae.Thedetectiverateofisthmusfissure,dislocationofdisruptionend,bonefracturepiece,falsejointofa— bovefourmethodswereanalyzed.ResultsThesensitivityofdetectingisthmustissuewashighestbysagittalMPRandob— liquetransverseMPRimages(100)("一 8.51,P<O.05);thesensitivityofdetectingdisruptionenddislocationwashigh— estbysagittalMPRimages(90%)("一 4.18,P<O.05);thedetectionrateoffracturepiecewashighestbyobliquetrans— verseMPRimages(28)andbysagittalMPR(20)("一 2.08,P<O.05);thedetectionrateoffalsejointwashighestby obliquetransverseMPRimages(18)("一2.237,P<O.05).ConclusionMPRimagesof64 一sliceCTcangetspondylolys— isimagesofdifferentanglesandplanes,andithasimportantvalueinimprovingdiagnosticabil ityofCTforthisdisease. [-Keywords]Tomography,X-raycomputed;Imagingprocessing,computer-assisted;Spon dylolysis 64层CT不同角度MPR图像诊断腰椎弓峡部裂的对照研究 侯代伦,柳澄,陈海松,邹晓风 (山东大学医学院山东省医学影像学研究所,山东济南250021) [摘要]目的研究64层CT不同角度MPR图像诊断腰椎弓峡部裂的价值.方法利用64层CT扫描的5O例腰椎 弓峡部裂病例的各向同性扫描的容积数据,采用不同角度的多平面重组(MPR)方式进行图像后处理并对照分析:利用 MPR模拟出四种扫描模式:?常规的椎间盘扫描方式的断面图像;?腰椎横断面图像;?沿椎弓峡部方向的斜横断位(椎 弓反角度扫描)图像;?沿腰椎长轴的矢状断面图像.分析四种方法的峡部裂隙检出率,峡部裂断端错位检出率,碎骨片检 出率,假关节形成检出率.结果峡部裂隙检出率以矢状位MPR图像,斜横断位MPR(100)最高(u一8.51,P<O.05); 峡部裂断端错位检出率以矢状位MPR图像(90)最高(u一4.18,P<O.05);碎骨片检出率以斜横断MPR(28%)和矢状 位MPR图像(20)最高("一2.08,P<O.05);假关节形成检出率以斜横断MPR(18%)最高(u一2.237,P<O.05).结论 64层CTMPR可以从不同角度不同平面分析椎弓峡部裂的各种征象,对于提高CT对该病的诊断水平具有重要价值 [关键词]体层摄影术,x线计算机;图像处理,计算机辅助;椎弓峡部裂 3289(2006)10—[中图分类号]R814.42;R681.53[-ZZ献标识码]A[文章编号]1003— 1535—03 椎弓峡部裂(过去称为椎弓崩裂)是椎体滑脱症的主要病 因之一,在同一层面上同时显示椎弓峡部裂隙和小关节间隙 是CT提高病变检出率和鉴别诊断的关键";显示峡部裂状 态对于临床手术的制定有重要意义.本研究的目的就在 于用后处理图像中的多向调整的MPR图像替代不同方向和 [作者简介]侯代伦(1973一),男,山东济宁人,硕士研究生,主治医师 E-mail:hodelen@126.corn [通讯作者]柳澄,济南市经五路324号山东省医学影像学研究所CT 室,250021E—mail:ejr.1iucheng@vip.163.corn [收稿日期]2006—07—08[修回日期]2006—10—08 不同层面的直接扫描图像,以选择最佳的成像方法提高对该 病的诊断水平. 1资料与方法 1.1扫描对象回顾5O例64层CT扫描的腰椎弓峡部裂病 例的各向同性扫描的容积数据,其中男32例,女18例;年龄 14,73岁,平均41岁. 1.2设备扫描采用SiemensSomatomSensationCardiac64 层CT扫描机,Wizard工作站行图像后处理. 1.3参数选择采用各向同性的扫描参数:采用矩阵512× 512,FOV310mm,准直0.6mm,螺距1.0;重建参数采用:层 厚0.6mm,重建间隔0.3mm,骨算法重建(Kernel=6Of). 中同医学髟慷技术2006年第22堂苷;10刖1 丧】四种方洼对摊弓峨部裂检山率比较 14扫描与后处理方法步骤 1.4.1Hj上述扫描参数进行一次全腰椎轴位螺旋扫描(上方 包括腰1椎体.下方包括部分骶椎). 1.42将64层L'T扫描的备向同'扫描的寄积原始数据进 行后重建获取薄足轴面像数据(层厚0.6mm重建阏隔 朝) 1.4.3将数据输人工作站中.采用多次不同角腰的多平面蚕 组(MPR)的后处理战像方法替代一个病人多状扫描的方法 进行对照分析.?先用MPR重建模拟出常规的椎间盘打描 方式的断面斟像,方向与椎间隙平行(Hl1:只重建椎间隙水平 断面图像,只包括椎间盘I椎体上下终板);?然后重建出与 榷体垂直的全腰椎连续的横断面图像.@再重建出沿椎_蝼 部方向的MPR斜横断位尉像模拟反角度I描像(包括椎 弓峡部,小荚节);?最后重建出}腰椎长轴的矢状位MPR 图像 L_5图像分析及统计学处理工作10年段七的2位放射辩 医生共同协商四读四种图像.即:椎间盘扫描方式的断断 MPRIll像,各崾椎横断闻MPR图像,沿椎弓峡部方向的斜 横断位MPR图像矢状位MPR图像.井计算出四种方洼各 自的峡部裂隙榆出率,峡部裂断端错位l帻出率,碎骨片榆出 率,假关节形成检出率.井做洋本率比较的"检验. 2结果 由1可见.峡部裂的硷出率以斜横断MPR(推弓厦角 度MPR)和炙状位MPR图像(100)最高(?;8.51P< 0.05);峡都裂断端错位检出率以矢状位MPR图像(co0J最 高("一4.18.p<0.05);碎骨片检出宰以斜横断MPR即椎 弓反角度MPR(28%)和矢状位MPR图像(20)最高("= 2.08.P<0.05),两者之间无统计学差异("一0.0937+P> 0.05):假关节彤成榆出率以崇}横断位MPR即椎弓反角度 MPR(18)最高("=2937,P<O.05). 3讨论 3.1CT直接扫描诊断椎弓峡部裂的不足我国对于腰椎默 认采用椎问盘扫描方式,只能得到椎间盘层面的图像;解剖标 本证实".脊椎峡部映损通常发生在椎弓根下2,9mm范 围之内单纯扫描椎间盘将漏诊包括椎体滑脱和椎弓峡都裂 在内的许多病变(图1,2) 多层CT直接大范围螺旋扫描并得到所有的椎体,椎弓 及推问盘结构的横断面图像,在一定程度上减少r椎弓峨部 裂的诵诊.但是扫描角度仍然不利于稚弓峡部的显示,主要 表现在无法在同一层面上同时显示椎弓峡部及上下关节突, 难以明确鉴别区分椎弓蛱部裂与小关节间骧.经常将蛱部 围l常规惟间盘扫描方式的扫_撼疗式盟方向圈z常规帷 盘扫描方圈缘:能显示抖E弓峡部裂 /,一,,l l&之】『 .{围3常规横断面Cr图像.惟弓峡部袭(箭)与小芷无法明确西丹 田4惟弓压角度扫描或抖横断面MPR图像的扫描或重建向 圈5撵弓度角度或斜横断面MPR围慷.显示前方的稚弓雌部裂且 碎骨片(长箭)和后方的小关节(垣箭)圈6托轴位MPR图伸 直观显示椎弓蛾部的长轴面图像椎弓峡部裂及断]2岢错位(箭) 裂隙误认为小关节间隙而漏珍或溟诊(剧3j. 中国医学影像技术2006年第22卷第1o期ChinJMedImaging竺!::!:! 椎弓反角度扫描是专门针对椎弓设计的一种特殊扫描方 法嘲,通过CT机架的倾斜,使切层方向与椎弓平行(图4, 5),可将椎弓峡部裂隙与小关节问隙显示于同一切层上,显示 "双关节征"『7].但椎弓反角度扫描都是在横断扫描怀疑峡部 裂时进行的第二次扫描,增加了辐射剂量,增加了扫描次数, 且有时机架倾斜的最大角度难以满足要求,使扫描过程复杂 化. 3.264层CT后处理图像诊断椎弓峡部裂的优势64层螺 旋CT以更快的扫描速度,更长的覆盖范围明显缩短了扫描 时间,同样重要的是提供了更薄层的,更高纵轴分辨率的三维 信息和容积数据,各向同性的数据采集使任意角度的MPR 切面都与原始的直接扫描图像质量相同. 常规椎问盘扫描图像难以包括椎弓峡部,所以几乎不能 检出或诊断峡部裂(在本研究中此方法对峡部裂的检出率仅 为2).连续腰椎横断面图像虽然能包括椎弓峡部,但不易 明确区分峡部裂与小关节间隙,因而对峡部裂的检出率低,仅 为16(8/50);对峡部裂断端错位检出率,碎骨片检出率,假 关节形成检出率亦很低(分别为8,6,4);斜横断MPR (椎弓反角度MPR)能在同一层面上显示峡部裂和小关节问 隙(图4,5),能通过位置与形态的对比明确区分两者],从 而将峡部裂的检出率提高至100,且碎骨片检出率(28) 和假关节形成检出率(18)在所有四种方法中最高(U值分 别为2.08和2.237,P<0.05).腰椎矢状长轴面MPR图像 能在同一层面上全长展示椎弓峡部的长轴切面,所有腰椎上 下关节突及其小关节间隙和所有腰椎椎体及椎间隙(图6); 由于能全面显示椎弓峡部切面,在周围正常椎弓峡部骨性结 构的背景下,使椎弓峡部裂隙与小关节问隙在同一矢状长轴 切面上位于各自特定的解剖部位形成明显的对照和对比,使 椎弓峡部的异常裂隙或骨折线显而易见,避免了横断面图像 上椎弓峡部裂隙与小关节间隙两者的混淆,从而将峡部裂的 检出率提高至100,峡部裂断端错位检出率(90)在四种 方法中也是最高的("=4.18,P<0.05).更为难能可贵的是 腰椎矢状长轴面MPR图像在显示椎弓峡部裂及小关节的同 时,在同一层面上显示所有的椎体及其排列,便于发现任一椎 体即使很轻微的滑脱.从表1可以看出,对于椎弓峡部裂及 其状态的显示,以斜横断位MPR(椎弓反角度MPR)和矢状 位MPR图像最佳,而以后者的显示更为直观和易于理解. 全腰椎各向同性螺旋扫描后的后处理MPR图像,以仅 仅一次的扫描和与直接扫描图像相同的图像质量,从不同角 度不同平面展现椎弓峡部裂的各种征象,获得包括所有腰椎 间盘图像,所有椎体椎弓横断面图像,斜横断(椎弓反角度)图 像和矢状位图像等多组图像,避免对一个病人多次扫描,成倍 减少了病人的射线接受剂量,并较之直接扫描图像明显提高 了椎弓峡部裂的检出率.为简化步骤建议按以下顺序进行后 处理:首先进行全腰椎各向同性螺旋扫描;然后将原始数据进 ? 1537? 行薄层后重建(层厚0.6mm,重建间隔50),并将数据输入 工作站;再浏览常规矢状位MPR图像,检出椎弓峡部裂病 例;对于有峡部裂的病例,进行MPR调整以得到腰椎长轴位 矢状位MPR图像和斜横断MPR(椎弓反角度MPR)图像,用 于观察峡部裂的详细状态. 3.3多层CT图像后处理技术为模拟不同扫描方法进行科 学研究开辟了一种新的模式在医学影像科学研究中,常要 进行不同扫描方法的对比;采用多次扫描的方法,会使患者接 受额外数倍的非诊断必须的扫描和X线接受剂量,是违反医 学伦理学原则的,也是不允许的.多层CT能利用诊断所必 须的一次各向同性扫描,以多次的多平面重组(MPR)后处理 方法替代多次扫描,在不增加患者射线接受剂量的前提下,获 得与多次直接扫描图像质量完全一致的任意角度和层面的多 组薄层断面图像,不但能达到多次扫描的效果,而且能得到 CT直接扫描难以获得的譬如矢状面的断面图像,为模拟不 同扫描方法进行科学研究开辟了一种新的模式和途径. [参考文献] EliCampbellRS.GraingerAJ,HideIG.eta1.Juvenilespondylolys is:acomparativeanalysisofCT,SPECTandMRI[J].Skeletal Radio1.2005,34(2):63-73 [23WardCV,LatimerBHumanevolutionandthedevelopmentof spondylolysisD].SkeletalRadiol,2005,34(2):63—73. [3]HermanMJ,PizzutilloPD.Spondylolysisandsp0ndyl0listhesisin thechildandadolescent:anewclass|ficati0n[J].ClinOrthopRe— latRes,2005,434(1):46-54. [4]RobertsonPA,SherwoodMJ,HadlowAT.Lumbosacraldisloca— lionin]'ur!'es:managementandoutcomesD].JSpinalDisordTech, 2005,18(3):232-237. [53KrupskiW,MajeherP,FatygaM,etalThevalueofspatialre— constructionswithcomputedtomography(3DCT)inreeognising thefissureofvertebralarch[J].AnnUnivMariaeCurieSklodows ka[Med],2002,57(2):463—470. [6]StandaertCJ,HerringSA,HalpernB,eta1.Spondylolysis[J]. PhysMedRehabilClinNAm,2000,11(4):785—803. [73RabyN,MathewsS.Symptomaticspondylolysis:correlationof CTandSPECTwithclinicaloutcome[J].ClinRadiol,1993,48 (2):97-99. [8]TeplickJG,LaffeyPA,BermanA.eta1.Diagnosisandevaluation 0fsp0ndyl0listhesisand/orspondylolysisonaxialCT[J].AJNR, 1986,7(3):479—491. [9]ShangWH,GaiJJ,MaJ,eta1.Techniquesandclinicalapplica— tionsofCTscansparalleltOisthmieinisthmiedefectoflumbar spineE1].JMedImaging,2005,5(5):382—384. 商文海,盖娟娟,马静,等.腰椎峡部裂平行椎弓CT扫描的技术探 讨及临床应用口].医学影像学杂志,2005,5(5):382—384.