雙源CT VNC技術在診斷隱匿性骨折中的應用進展

陳婷婷，劉白鷺

（哈爾濱醫科大學附屬第二醫院CT室，黑龍江 哈爾濱 150001）

雙源CT VNC技術在診斷隱匿性骨折中的應用進展

陳婷婷，劉白鷺

（哈爾濱醫科大學附屬第二醫院CT室，黑龍江 哈爾濱 150001）

雙源CT VNC技術能夠視覺分析及定量分析隱匿性骨折所致骨髓水腫的衰減變化，其在骨髓異常的檢測中具有較高的陰性預測值，因此可以作為排除隱匿性骨折的一種快速方便的篩查工具。本文就雙源CT VNC技術在診斷隱匿性骨折中的應用進展作一綜述。

骨折；體層攝影術，X線計算機

隱匿性骨折是指不易被傳統影像學檢查方法發現而實際存在的細微骨折，臨床上容易漏診。如果診斷不及時，可能會延誤治療、影響治療效果，若錯過治療時機可造成不可逆的局部松質骨壞死、退行性骨關節病以及骨軟骨缺損等嚴重后果。所以提高隱匿性骨折的檢出率十分必要。隱匿性骨折（骨挫傷）由于松質骨骨小梁微觀壓縮斷裂導致骨髓水腫（BME），因此可以通過檢測BME來發現隱匿性骨折。BME是影像學的一個描述性術語，是由多種病因所致的非特異性表現，其中最常見的原因是創傷。繼發于創傷的BME是由于骨小梁損傷導致的骨髓局部出血水腫[1]。

BME在MRI中顯示最佳[2]，表現為骨髓內T1加權像信號強度減低、T2加權像及壓脂序列（如STIR序列）信號強度增高的區域[3]，我們可以根據這種表現檢測隱匿性骨折。然而在T2加權像及STIR序列中，骨折線會被周圍高信號強度的水腫掩蓋，因此MRI可能更難顯示骨折線[4]。此外，MRI檢查具有一些限制：檢查需要很長時間，情況緊急時不適合行MRI檢查；老年人常有MRI檢查的禁忌癥（如體內有心臟起搏器、鐵磁性物質等）。

核素骨掃描（ECT）也可以檢測隱匿性骨折，而且有助于排除全身性轉移性疾病。但其不能顯示BME，而且特異性差，空間分辨率低，輻射劑量大。此外，ECT在創傷后至少72 h才能顯示骨折部位的放射性濃聚，而MRI及雙源CT在創傷后短時間內即可發現BME。因此ECT不適合急診早期診斷隱匿性骨折。

CT由于空間分辨率高，經常用于評估急性創傷中X線無法顯示的隱匿性骨折，其強大的后處理功能可幫助判斷骨折類型及骨折線涉及的范圍。然而常規CT在評估BME中具有一定的限制：對于骨折線不明顯的隱匿性骨折顯示不清，而且通常無法判斷骨折的準確時間。

雙源CT可以通過檢測BME來診斷隱匿性骨折，盡管其檢測BME的靈敏度較MRI稍低，但具有很多優勢：禁忌癥少，掃描時間短，能顯示細微的皮質骨折[5-6]。目前雙源CT在骨骼肌肉系統中的應用包括檢測痛風性關節炎的關節內及關節周圍是否存在谷氨酸鈉尿酸鹽結晶[7-8]、判斷BME[9]、顯示肌腱和韌帶[10-11]以及減少金屬假體所致的硬化性偽影[12-13]。

雙源CT在兩個固定的能量水平下持續發射X射線，對于骨骼肌肉系統，這兩個能量通常設置為80 kV和140 kV，隨后兩個能量的圖像分別重建。在圖像重建過程中，數據迭代修正可以減少射線硬化偽影，消除射線硬化偽影在急性創傷中具有顯著優勢，不僅能更清晰地顯示BME的范圍，而且能更精確地評估損傷的嚴重性。雙源CT根據物質的不同化學成分在兩種不同能量水平下對X射線的衰減不同（即物質分解技術）來區分不同的物質[14-16]，這與被檢物質的原子序數、原子量及電子密度密切相關。隨著雙源CT的發展，可以通過虛擬非鈣質（Virtual non-calcium，VNC）技術使BME可視化[17]。雙源CT VNC技術將松質骨中鈣質信號去除，從而產生VNC圖像[14]。雙源CT能夠用平均CT值定量評估骨髓的變化，用VNC程序去除鈣質的信號后，松質骨的平均CT值就接近骨髓成分的CT值，由于骨髓中含有豐富的脂肪，而創傷伴隨的骨小梁的微小骨折、水腫及出血會引起骨髓腔內液體及血液增多，因此在正常低密度的骨髓背景下BME表現為高密度的區域。顏色編碼圖像及灰階圖像均可用于評估骨髓的衰減變化。此外，顏色編碼圖像還能幫助劃定灰階圖像中發生衰減變化的區域（即感興趣區）。因此雙源CT VNC圖像能夠視覺分析及定量分析BME的相關衰減變化，在臨床工作中這種異常衰減的可視化分析比定量分析更簡便。雙源CT VNC技術的價值主要是檢測CT骨三維重建圖像上不易發現的骨折。雙源CT可以根據骨挫傷的位置和形狀來推斷骨關節內部結構紊亂及相關軟組織異常情況，雙源CT將會成為評估創傷繼發的骨關節內部結構紊亂的一種實用工具。在此過程中應仔細觀察韌帶損傷，因為如果出現韌帶損傷，可能需要外科手術治療。如果在VNC圖像上觀察到骨挫傷伴隨其他表現 （如嵌插骨折、Segond骨折或關節積脂血癥），可以更早地聯合MRI來評估損傷程度并幫助制定外科手術計劃。

Ai等[18]發現大多數骨挫傷已愈合部位的CT值不在骨挫傷部位的CT值變化范圍之內，而與正常膝關節相似；因此推斷如果在雙源CT上看不見骨挫傷，即受損膝關節的平均CT值與對側膝關節的4個正常部位的平均CT值無明顯差異，就代表骨挫傷的消退。MRI顯示骨挫傷在創傷后4周左右開始消退，但是完全愈合需要數周至數年[19]。研究表明雙源CT VNC技術能夠檢測創傷后至少10周內的骨挫傷。相關研究證實雙源CT已成功地顯示以下幾種骨折方式的BME。

1 四肢關節骨折

目前，雙源CT VNC技術已成功用于評估急性膝關節損傷引起的BME[9]。Pache等首次應用雙源CT VNC技術評估急性膝關節創傷患者的骨挫傷，證實其可以檢測外傷性BME，對急性創傷后懷疑前縱韌帶斷裂的患者也有很大幫助，顏色編碼的VNC成像可以更好的觀察到BME的衰減變化。相關研究表明雙源CT對于檢測膝關節及踝關節創傷后骨挫傷具有較高的敏感性及陰性預測值，Pache等報道敏感性為86.4%。

Reagan等[20]闡述了他們用雙源CT VNC算法評估BME的最初經驗，為雙源CT BME重建算法診斷隱匿性骨折提供了更多依據，證實雙源CT可以顯示反Segond骨折、急性無移位性跟骨骨折、橈骨遠端骨折中的BME。Guggenberger等[21]利用雙源CT VNC技術檢測了踝關節創傷導致的BME，報道了距骨頂部及脛骨粗隆的急性BME。

2 髖關節骨折

Reddy等[22]證實了雙源CT VNC技術的算法也能用于檢測髖關節隱匿性骨折導致的BME，并認為雙源CT VNC技術與其他影像學檢查方法相比在診斷髖關節骨折中敏感性更高，但特異性稍低。Reddy不僅發現了預期中的大轉子骨折線周圍的BME，而且還觀察到了股骨粗隆間無骨折線的BME。研究表明大轉子骨折經常伴隨股骨粗隆間骨折，然而大轉子骨折只需要保守治療，而股骨粗隆間骨折可能需要外科手術治療[23]。髖關節骨折如果診斷不及時，可能會合并股骨頭壞死、血栓栓塞等并發癥[24]。因此，早期、準確地診斷髖關節骨折對于指導治療及判斷預后至關重要。

3 椎體壓縮性骨折

椎體壓縮性骨折較四肢骨骨折癥狀輕微，因此不易察覺[25]，經常被臨床醫生及放射科醫生漏診[26]。若不穩定的椎體壓縮性骨折長期不予治療，會造成骨壞死或椎體出現裂縫。椎體壓縮性骨折的檢測主要是為了減輕椎體塌陷所致的疼痛，快速啟動最佳治療方案，防止相關并發癥，以及避免新的骨折[27]。在最近的一項研究中，Wang等[28]證明了雙源CT VNC技術可以清晰地顯示急性椎體壓縮性骨折中的BME，并證實在雙源CT VNC圖像中有BME組和無BME組的椎體平均CT值之間存在顯著差異。用顏色編碼圖像和灰階圖像早期診斷椎體壓縮性骨折的BME可以幫助制定治療計劃，如哪些患者適合椎體成形術、哪些患者適合禁止運動以防止并發癥。在VNC圖像中，由于成人大部分腰椎椎體充滿了脂肪[29]，所以正常腰椎的平均CT值為負值；而胸椎中黃骨髓和紅骨髓之間的比例比較均衡，正常胸椎的平均CT值為正值。骨挫傷及正常的胸椎組與腰椎組的平均CT值之間均存在統計學差異，因此Bierry等[30]計算出了兩個不同的可視化臨界值（35 和6.5）。以MRI作為參考標準，雙源CT對BME的視覺分析的總體敏感性及特異性分別為85%和97%。陰性預測值很高（＞97%），說明雙源CT可以作為排除近期骨折的潛在重要方法。在形態學未見異常的胸椎和腰椎椎體中陰性預測值仍然很高，因此雙源CT可以排除只在MRI上可見的隱匿性骨折。

然而，雙源CT VNC圖像在診斷BME時有一些影響因素。骨折愈合時可引起骨量增多或椎體硬化，骨折椎體出現的裂縫內可見氣體或水，而在雙源CT VNC圖像中椎體內的氣體或硬化會使骨髓的衰減度降低（即平均CT值減低）。椎體內存在氣體或硬化會使假陰性率升高。Wang等[28]證實，在椎體內硬化、氣體少于50%的患者中，雙源CT對椎體壓縮性骨折的診斷效果更好，敏感性增高至96%。此外，在骨質疏松患者中，骨小梁的減少及骨密度的減低可能也會改變衰減度。因此，骨質疏松組及非骨質疏松組的VNC圖像應該有不同的參數設置。今后我們還需進一步研究不同條件下雙源CT VNC技術的最優化參數設置等問題。

綜上所述，雙源CT VNC技術能夠視覺分析及定量分析隱匿性骨折所致BME的衰減變化。此外，由于其在BME檢測中具有較高的陰性預測值，能夠排除骨質形態學完整的隱匿性骨折，因此可以作為排除急性損傷的一種快速方便的篩查工具。對于可疑急性隱匿性骨折的患者，雙源CT將會成為潛在的一站式檢查方法，因為CT對于檢測骨皮質的中斷（顯示骨折線）較MRI敏感性更高，而且掃描速度更快。如果患者具有MRI檢查的禁忌癥，雙源CT能夠為患者提供一種替代性的影像學檢查。隨著雙源CT及VNC圖像分析軟件的廣泛應用，其將成為骨及骨髓綜合評估的一站式檢查方法。雙源CT VNC技術的臨床應用價值必將在今后的研究中得到證實。預計雙源CT VNC將會推出一代又一代能夠更好地檢測骨髓水腫的新算法，從而降低假陽性率，提高特異性。

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Advances of dual-energy CT virtual non-calcium technique in the diagnosis of occult fracture

CHEN Ting-ting,LIU Bai-lu
(Department of CT,the 2nd Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Harbin 150001,China)

The dual-energy CT virtual non-calcium technology can analyze abnormal attenuation of marrow edema caused by occult fracture visually and quantitatively,which has a high negative predictive value in the detection of bone marrow abnormalities.Therefore,dual-energy CT might be a fast and available screening tool to rule out occult fracture.Advances of dual-energy CT virtual non-calcium technique in the diagnosis of occult fracture were reviewed in this article.

Fractures;Tomography,X-ray computed

R683；R814.42

A

1008－1062（2016）01－0066－03

2015－04－27；

2015-05-19

陳婷婷（1989-），女，黑龍江人，在讀碩士研究生。E-mail：504503819@qq.com

劉白鷺，哈爾濱醫科大學附屬第二醫院CT室，150001。E-mail：liubailuhmu@126.com