维普资讯 http://www.cqvip.com 中国组织工程研究与临床康复舅卷舅聆朋eering Researchinica/RehabilitativeTiss ueEnginJ。urna/ofC/007_04。’出版Aprl1,200…7 V., o/.71,N7, —o.13・ 一 i—综述 多层螺旋CT三维重建工作原理及在胫骨平台骨折中的临床应用 王铁才 Department of Radioactive Ray, Shenyang Red Cross Hospital, Shenyang 1 1O013. Uaoning PrOvin∞.China Multislice spiral CT with three-dimensional reconstruction in the fractures of the tibial plateau Abstract OBJECTIVE:To probe into the clinicaI application value of multislice spiral CT(MSCT)multiplanar reconstruction(MPR) and three imensionalf3D)reconstruction in diagnosis and treatment of tibiaI plateau fractures. DATA SoURCES: An online search of Medline database was undertaken by using the keywords of”spiral CT: multiplanar reformationl3D surface reconstruction:tibial plateau fractures”to ident计y the relevant articles wIlh MSCT MPR and 3D reconstruction in the treatment of tibiaI plateau fractures published in English fr0m January 1 999 tO December 2006. Meanwhile, Wanfang database was scanned with computer to search relevant articles published f巾m Januaw 1 997 tO December 2006.the keywords were spiral CT multiplanar reformation/3D sudace reconstruction.tibiaI plateau fractures with Ianguage Iimited to Chinese. SIUDY SELECnoN:The data were investigated primarily.cliniacI experiments and observationaI papers on cliniacI appliaction of MPR and 3D reconstruction of MSCT in tibiaI plateau fractures were involved. regardless of the involvement in the controI group and random grouping.The articles of repeated observation and reviews were excluded. DATA EXTRACI"1ON:Totally 106 randomized or unrandomized articles about the cliniacI appliaction of MPR and 3D reconstruction of MSCT in tibiaI plateau fractures were collected.And 33 of them met the inclusive criteria,16 papers for the mechanism and characteristics of MSCT MPR and 3D reconsturction and 1 7 other papers for the cliniacI appliaction 0f MPR and 3D reconstruction in the treatment of tibiaI plateau fractures.Other 73 articles were excluded.including 50 repeatde articles and 23 reviews. DATA SYNTHESIS:MSCT presents good image quaffty.quick image taking speed,high longitudinal resolution and ifne time resolution in a wide—range scanning, its image post-processing method is consisted of MPR. 3D surace reconstruction. maximum intensity projection and vitruaI endoscopy. MSCT MPR and 3D reconstruction help to classify fractures in tibiaI plateau and precisely measure cracks and collapses. contirbuting to planning a rationaI treatment. CONCLUSION: MPR and 3D reconsturction with MSCT can reveal tibial plateau fractures stereoscopiaclly and intuitionistiaclly.The accurate diagnosis on the fracture is beneficial for the operative proposa1.indiacting the widely appliaction in orthopedic surgery. Wang TC.Mufifslice spiral CT with three-dimensional reconstruction in the fractures of the tibial plateau.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2007;11(13):2547-2550(China) [www.zglckf.com/zglckf/ejoumal/upfiles/07—13/13k-2547(ps).pdf] 摘要 目的:探讨多层螺旋CT多平面重建和三维重建在胫骨平台骨折中的临床应用价值。 资料来源:检索Medline 1999-01/2006-12与多层螺旋CT多平面重建和三维重建及胫骨平台骨折相关文章。检索词: “Spiral CT:multiplanar reformation/3D surface reconstruction;tibial plateau fractures”并限定文章语言种类为“English”。 同时检索万方数据库1997-01/2006—12与多层螺旋CT多平面重建和三维重建及胫骨平台骨折的相关文章,限定文章语言种 类为中文,检索词“螺旋CT多平面重建和三维重建,胫骨平台骨折”。 资料选择:对资料进行初审.选择关于多层螺旋CT多平面重建和三维重建原理及其在胫骨平台骨折中临床应用的临床实验 和观察性文章.无论有无对照组、是否随机分组均纳入.排除重复性观察和综述文章。 资料提炼:共收集到106篇关于多层螺旋CT多平面重建和三维重建在胫骨平台骨折中的临床应用的随机和未随机的文章. 33篇符合纳入文章.排除73篇文章.50篇为重复性观察.23篇为综述类文章。33篇中16篇介绍多层螺旋CT多平面重建和 三维重建原理和特点,17篇探讨多层螺旋CT多平面重建和三维重建在胫骨平台骨折中的临床应用价值。 资料综合:多层螺旋CT能高速完成较大范围的容积扫描,图像质量好.成像速度快.具有很高的纵向分辨率和很好时间分辨 率,其影像后处理方法包括多平面重建、三维表面重建、最大密度投影、仿真内镜。多层螺旋CT多平面重建与三维重建成像相 结合,能全面、准确显示胫骨平台骨折的类型,骨块移位的方向和平台塌陷的程度.对临床医生相应手术方案有重要指导意义。 结论:多层螺旋CT多平面和三维重建后处理功能能直观的、整体的显示胫骨平台的骨折情况。准确判断骨折的形式和程度. 有利于手术方案的拟定.在骨外科的应用具有广阔前景。 关键词:多层螺旋CT;多平面重建,三维重建;胫骨平台骨折 王铁才.多层螺旋CT三维重建工作原理及在胫骨平台骨折中的临床应用【J】.中国组织工程研究与临床康复,2007,1 1(13):2547 ̄2550 [www.zglckf.com/zglckf/ejoumal/upfiles/07-13/13k-2547(ps).pdf] 沈阳1200邮政信箱110004 kf23385083@sina.com www.zglckf.corn Wang Tie-cai, Attending physician, Department of aRdiaoctive Ray, Shenyang Red Cross Hospital, Shenyang 110013.Liaoning Province,China fengkai一2008@qq corn Received:2007—02-28 Acceptde:2007-03-10 沈阳市红十字会医 院放射线科,辽宁省 沈阳市110013 王铁才。男,1963年 生,辽宁省沈阳市 人。汉族。1999年中 国医科大学毕业。主 治医师。主要从事放 射线诊断工作。 fengkai-2008@qq.ecm 中田分类号:R319 1 文献标识码:A 文章一号:1673-8225 (2007)13-02547-04 收稿日期:2007-02-28 修回日期:2007-03-10 (07—50-2・1151/N・Y) 2547 维普资讯 http://www.cqvip.com ISSN 1673.8225 CN 21-1539/R 王铁才.多层螺旋cT三维重建工作原理及在胫骨平台骨折中的临床应用删 2 ! ! 个数据采集系统相连。每个采集系统能独立采集完 0 引言 成一套图像,按照采集系统与探测器匹配方式不同, 通过电子切换可以选择性地获得1层、2层或4层图 5,1,0,1.25 mm和5, 以往胫骨平台骨折的诊断和治疗通常以X射线 像,每层厚度可自由选择(0.平片为依据,由于X射线检查的局限性,不能准确、 10 mm)。采集的数据既可做常规图像显示,也可在 全面、立体地显示骨折类型、塌陷程度及移位情况, 工作站进行后处理,完成三维立体重建、多层面重 给临床治疗带来不便。多层螺旋CT多平面和三维重 建、器官表面重建等,并能实时或近于实时显示。另 建图像可以以多角度观察胫骨平台骨折情况和膝关 外,不同角度的旋转、不同颜色的标记,使图像更具 节各骨骼之间的解剖关系,是放射科医生和骨科医 立体感、更直观、逼真。 生能较全面地了解骨折程度、范围以及胫骨平台骨 折的分型[1-3],为患者选择合适的手术入路、骨折复位、 内固定以及植骨提供理论依据。本文应用计算机检索 Medlinel999—01/2006—12和万方数据库1997— 01/2006—12关于多层螺旋CT多平面和三维重建在 胫骨平台骨折中的临床应用的相关文章,探讨其临床 应用价值 1 多层螺旋CT多平面和三维重建的工作原理 1.1 螺旋CT的工作原理 螺旋CT于1989年应用 于临床,其扫描技术是采用螺旋连续式滑环扫描。扫 描过程中,X射线管球环绕患者作连续360。圆周运 动,持续发射X射线。同时扫描床以等速移动,探测 器连续采集资料。由于以上程序是同步进行的,X射 线球管对患者而言经历了一个螺旋形路径,故被称 为螺旋CT。 1.2 多层螺旋CT的特点 多层螺旋CT是探测器多 层排列,其宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制 成。每个单元只有0.5,1或1.25 mm厚,最多也只有 5 mm厚,薄层扫描探测器的光电转换效率高达99%, 能连续接收X射线信号,余辉极短,且稳定性好。多层 螺旋CT能高速完成较大范围的容积扫描,图像质量 好,成像速度快,具有很高的纵向分辨率和很好的时间 分辨率。与单层螺旋CT相比,多层螺旋CT的应用范 围被大大拓宽了,采集同样体积的数据,扫描时间大为 缩短,在不增加X射线剂量的情况下,每15 S左右就 能扫描一个部位;5 S内可完成层厚为3 mm的整个 胸部扫描;采用较大的螺距P值,一次屏气20 S,可 以完成体部扫描;同样层厚,同样时间内,扫描范围 增大4倍。多层螺旋CT扫描的单位时间覆盖率明显 提高,患者接受的射线剂量明显减少,X射线球管的 使用寿命明显延长,同时,节省了对比剂用量,提高 了低对比分辨率和空间分辨率,明显减少了噪声、伪 影及硬化效应。另外,还可根据不同层厚需要自动调 节X射线锥形线束的宽度,经过准直的X射线束聚 焦在相应数目的探测器上探测器通过电子开关与4 1.3 螺旋CT的影像后处理方法 包括多平面重建、三 维表面重建、最大密度投影、仿真内镜。他们都是利 用计算机的后处理软件,在轴位CT图像基础上进行 再次重建处理,以更直观的方式显示病变与周围结 构的空间关系,弥补轴位图像的不足【6-引。多平面重建 是将扫描范围内所有的轴位图像叠加起来,在对某 些标线指定的组织进行冠状位、矢状位。任意角度斜 位及曲面的切层及图像重组。其方法简便快捷,二三 分钟即可成像。重建的平面位置、层厚及间隔可根据 观察的需要来选择。重建的图像仍是二维的断面图 像,它能从冠状面、矢状面、横断面三个空间方位上 显示病变与周围结构的关系[9-11]。三维表面重建采用 像素阈值的方法对器官组织的表面轮廓进行重建,实 质器官的表面和内部结构被作为同等密度重建,重建 出的3D图像不能显示较准确的内部结构,但他给人三 维立体印象,能显示复杂结构的完整形态,清楚的表 面,对图像有了更全面、整体化的观察。螺旋CT扫描 速度极快,采用薄层扫描,图像清晰度好,且具有强大 的图像后处理功能,适用于身体各部位骨折检查[12-1 g】。 为保证得到好的CT重建图像,必须选择合适的扫描 参数【 ,扫描层厚取2.5 mm为宜,若层厚增大则增加 了容积效应,减低容积分辨率,增加三维重建图像的阶 梯状伪影。重建问隔过小则耗时多且图像占用硬盘空 间大 2多层螺旋CT多平面和三维重建在胫骨平台骨折 中的临床应用 2.1 多层螺旋CT多平面和三维重建在胫骨平台骨折中的 临床应用指征 胫骨平台骨折是临床工作中较常见的 骨折,由于局部解剖复杂,特别是严重创伤后极容易 造成极其复杂的骨折形式,处理不当容易出现膝关 节僵直、创伤性关节炎等并发症【 0-2 。严重影响患者 的膝关节功能。而X射线平片由于影像相互重叠,对 骨折的粉碎性估计不足,对塌陷、劈裂移位的判断不 够精确,对胫骨周围边缘的骨折常会漏诊。普通CT 轴位扫描,虽然避免了重叠但是缺乏立体感,整体 P O.Box 1200,Shenyang 1 10004 I(I23385083@sIna Corn www.zglckf,com 维普资讯 http://www.cqvip.com 2 f ∞m kf2cN338 15l018533@ sRina.com 王铁才多层螺旋cT三维重建工作原理及在胫骨平台骨折中的I王铁才多层螺旋CT三维重建工作原理及在胫骨平台骨折中的Il陆缶床应用 床皿用 感,临床医生无法明确清晰的判断骨折全貌。而螺旋 确掌握、骨折分型的精确判断、选者合理手术入路、内 CT多平面和三维重建图像可以弥补这些不足【 一24]。尤 固定方法和内固定材料以及是否植骨和植骨数量与部 其关节面的塌陷程度的准确显示,为手术中恢复关 位的准确判断等。而手术时,无论采用何种切口,手术 节面平整、关节面下植骨提供了可靠依据。但并非所 视野只能暴露目标的一部分,对胫骨平台本身其骨折 有胫骨平台外伤的病例摄X射线平片均需作螺旋 部位与其他骨组织之间的空间位置难以正确掌握,对 。 33]。而螺旋CT多平面图像 CT及三维重建,一般认为有以下几种情况行螺旋 手术操作造成一定难度【CT及三维重建有较大的作用[25,26]:X射线平片对分 能清晰显示胫骨平台关节面的改变,发现关节受累及 型有困难者;危重患者因配合较差致X射线平片摄片 关节腔内游离的小碎骨片,显示髁间隆突骨折及碎骨 不理想者;骨折范围较大,较复杂者;X射线平片怀疑 片移位;显示骨内部骨折线的走形方向;精确测量骨 胫骨后髁塌陷者。 2.2 多层螺旋CT多平面和三维重建在胫骨平台骨折术前准 备中的价值 由于胫骨平台的关节面大、深而且稍微凹 陷,普通X射线线平片是二维图像,解剖结构前后重 叠,故不易观察,而常规CT横断面扫描是二维图像, 缺乏立体感。所以难免会作出错误的判断,贻误骨折的 及时治疗。螺旋CT扫描、三维重建可以从任意角度观 察胫骨平台,特别是从轴位俯视,可清晰观察胫骨平台 关节面劈裂骨折或塌陷等情况,而且三维重建可以直 观、立体地观察骨折线的长度、范围以及骨折线的走 向、脱位、移位、错位、旋转方向、关节内骨片和异物等。 对石膏固定的患者,因三维重建时可将石膏去除而获 得高质量图像。因此,在手术前就可以对骨折的胫骨平 台有一个较全面的认识。 2.3 多层螺旋CT多平面和三维重建对胫骨平台骨折分型的 价值胫骨平台骨折的分型方法很多。按骨折部位分为 外侧平台骨折、内侧平台骨折、两侧平台骨折;按骨折 形态分为劈裂骨折、塌陷骨折和粉碎性骨折;按Arthur 分型法【27,28],将其分为6型:I型(外侧平台单纯劈裂 骨折)、Ⅱ型(外侧平台单纯塌陷骨折)、Ⅲ型(外侧平 台劈裂塌陷性骨折)、Ⅳ型(内侧平台骨折)、V型(前 后边缘骨折)、Ⅵ型(平台粉碎性骨折)。以上胫骨平 台骨折分型均依赖X射线片或CT扫描二维图像, 但由于X射线片上骨的结构相互重叠,关节面处于 X射线的切线位常常难以显示其轴位俯视图像,影像 骨折分型;而CT扫描二维图像,无法立体显示平台, 骨科医生难以把它与复杂的膝关节整体结合。而螺 旋CT多平面和三维重建图像能够立体、直观地显示 骨折线的走向和骨折片的移位方向,特别对移位不 明显的裂缝骨折和局限性的后侧平台塌陷性骨折都 能清晰显示,弥补了平片分型的不足。多数学者认 为,平台劈裂或塌陷>5 mm为手术指征[29,30]。有作者 报告胫骨平台骨折在螺旋CT及三维重建后有55%被 重新分型。 2.4 多层螺旋C_T多平面和三维重建图像对手术入路选择、骨 折复位内固定和植骨的指导意义 手术前细致、认真的准 备是骨科医生治疗的成功关键,包括对手术指征的正 沈阳1200邮政信箱110004 kf23385083@sina.com wwwzglckf.com 折劈裂移位的距离;确定平台塌陷的范围和深度;尤 其在显示骨折线走行和移位的同时兼顾周围软组织 改变具有优势。三维重建图像能绕任意轴旋转,以选 择骨折的最佳视角观察,不同部位或重叠结构可以分 别生成,是骨折的定位和空间关系理解更准确。多层 螺旋CT多平面重建与三维重建成像相结合,能全面、 准确显示胫骨平台骨折的类型、骨块移位的方向和平 台塌陷的程度,对临床医生拟定手术方案有重要指导 作用 3小结 综上所述,多层螺旋CT多平面和三维重建等后 处理功能能直观的、整体的显示胫骨平台的骨折情况, 准确的判断骨折形式和程度,是骨科医生能在术前对 胫骨平台进行一次无损伤的“解剖”观察,既可以减少 手术中骨折范围的剥离程度,又可以缩短手术时间.提 高手术的安全性和质量,减少手术后的并发症,有利于 胫骨平台骨折患者的早期愈合,在骨外科的应用具有 广阔的发展前景。 4参考文献 1 徐香玖.郭青,黄刚,等.多层面螺旋CT三维和多平面重建在膝关节创伤性 骨折中的临床应用价值【J】.实用外科学杂志,2002,18(12):1087.1088 2 胡小新,陈时洪.螺旋CT三维重建呈像在骨关节外伤中的临床应用价值探 讨【J】.中华放射线杂志,2002.36(8):758-760 3 Brown SD.Kasser JR.Zurakowski D.et a1.Analysis of 51 tibiaI triplane fractures using CT with multiplanar reconstorction.AJR 2004:183: 1489-1495 4 Haapamaki W,Kiuru MJ.Mustonen AO。et a1.Multidetector computed tomography in acute joint fractures.Acta RadioI 2005;46(6):587.598 5 Chung JW.Yoon CJ.Jung SI.et a1.Acute iliofemoraI deep vein thrombosis:evaluation of underlying anatomic abnormalities by spiraI CT venography.J Vasc Interv RadioI 2004;15(3):249-256 6 Boiselle PM.Hasegawa I.Nishino M.et a1.Compadson of artifacts on coronal reformation and axial CT pulmonary angiography images using single-detector and 4-and 8-detector multidetector-row helicaI CT scanners.Acad Radiol 2005;12f5):602—607 7 Zagrodzka M. Wankowicz Z. Value of multidetector computde tomography and digital subtraction angiography in assessment of artedo-venous fistula for hemodialysis—own experiences PoI Merkur Lekarski.2004;17(98):128-136 8 Goldsher D. Shreiber R, Shik V. et a1. Role of multisection CT angiography in the evaluation of vertebrobasilar vasospasm in patients With subarachnoid hemorrhage. AJNR Am J NeuroradioI 2004;25 f9): 1493-1498 ’维普资讯 http://www.cqvip.com