常規X射線和DTS成像技術在下肢骨折內固定術后骨痂成型過程中的應用價值探究

李峰，李文化

新疆醫科大學第一附屬醫院 醫學影像中心，a. 放射科；b. 介入放射科，新疆 烏魯木齊 830054

引言

對骨折愈合程度的監控是對骨折患者恢復以及進行下一步康復治療的重要觀察標準[1]。在對骨折的臨床治療中，常規采用骨固定術進行治療，而在術后適當選擇功能鍛煉的時間或者取出固定物的時間則需要參照患者骨痂的生長情況，所以在骨折情況診斷中，骨痂的準確檢測具有重要的價值[2]。目前檢測骨痂情況的方法有很多種，在臨床中經常使用的是X射線技術，但是因為重疊成像的缺點使診斷誤差較大。X線斷層融合（Digital Tomosynthesis，DTS）技術是在X射線的基礎上開發的一種新的成像方法，能夠通過特定的算法對任意掃面的數字化圖像進行采集分析，而且照射劑量遠小于常規X射線，同時能夠不受骨折手術后金屬固定物的干擾，受到了廣大患者的喜愛和關注[3]。目前國內外關于DTS技術的研究還相對較少，大多數機構對于該項技術的運用不夠成熟，以至于其在臨床上的應用也不夠廣泛。本文通過將DTS成像技術與常規X射線成像的對比，探討DTS成像技術在下肢骨折固定術后骨痂形成過程中的診斷價值。

1 材料與方法

1.1 材料

研究對象：選取2017年5月～2018年5月于我院進行固定手術治療的下肢骨折患者500例，其中男性患者314例，女性患者186例，年齡21～62歲，平均（38.4±12.1）歲。跌倒摔傷176例，交通意外224例，高處墜落77例，其他23例。病例納入標準：根據影像檢查均符合下肢骨折診斷標準。排除標準：心、肝、腎臟等器官功能嚴重不全者；有手術禁忌癥者。本文研究患者及家屬均知情，并簽署知情同意書。

主要儀器：進口平板DR數字化X射線攝影機PLD3600（北京朗普新技術有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 診斷檢查

所有患者均在手術后1個月和手術后6個月使用大平板數字X射線機進行常規X射線和DTS成像技術進行檢測。DTS成像檢查時根據患者不同的檢查部位對機位進行適當旋轉，以及對機器設置條件進行調整，將源像距設置為1100 mm，調整為“TOMOS”圖像采集模式。在透視光下進行定位，調整窗高，將要檢測的位置移動到視野中央區域，對設定攝像的終點和起點位置。對患者進行囑咐，在制動狀態下進行連續拍攝。X射線的射線管與準直器的運動要同步，將攝像條件設定為：電流160 mA，峰電壓為80 kVp，單次曝光時間為200 ms，斷層角度設定為40°，DTS成像技術則采用1 mm間隔和1 mm層厚進行圖像重建處理，常規照射選取普通模式，照射條件為15～25 mAs，60～70 kV，源像距離為1100 mm。診斷完成后挑選出合適的圖像對其窗位、窗寬進行調整，使能夠在視覺上得到最完美的影像，并且對兩種技術檢測后的圖像進行對比，由本院專業的放射醫師對圖像中骨痂的顯示情況進行觀察，觀察結果按照有無骨痂進行記錄，如果能滿足放射醫師判斷骨折愈合的情況，便定義為正常顯示，如果圖像中骨痂情況不能夠滿足醫師對骨折愈合的診斷需求，便定義為未顯示。并比較兩種影像技術的骨痂檢出率。

1.2.2 圖像分析

由我院經驗豐富的2名放射醫師對常規X射線和DTS技術在患者骨折固定術后1個月和術后6個月骨痂的生長情況進行判定評價。研究采用半定量方式和主觀評估的方式對500名患者的骨痂生長情況進行評價。評價的主要標準包括：經影像技術檢查后，金屬內固定以及周圍的組織結構非常清晰，將圖像評為優秀，并記2分；由于輕微的偽影或者因為圖像分辨率等原因限制了圖像整體，清晰度受到了影響，但是對圖像的觀察基本不影響，則將圖像評為中等，并記1分；因為金屬內固定的原因導致圖像中偽影面積較大，使圖像的清晰度變差，對圖像的觀察造成了嚴重的影響，則將圖像評為差，并記0分。在患者術后1個月和6個月對兩種診斷技術的圖像質量評分分布進行統計對比，并通過計算Kappa系數對兩位醫師的評價結果進行一致性分析[4]，Kappa系數的范圍是[-1，+1]，Kappa系數值大于0則說明統計數據有意義，Kappa系數越大一致性越高，Kappa系數在0.81～1.00范圍內說明具有高度一致性。

1.2.3 輻射劑量測定

參照韓曉璐等[5]研究中的檢測方法并進行適當改動，使用科室內計量儀及配套設備對兩種技術應用過程中所受輻射劑量參數空氣比釋動能、劑量面積乘積及有效劑量進行測定、比較。

1.3 統計學分析

本文研究采用SPSS 21.0統計軟件分析，計數資料采用百分率描述，組間比較采用χ2檢驗，P＜0.05則說明差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 兩種診斷方式的骨痂檢出率比較

如表1所示，對常規X射線和DTS成像技術在術后1個月和術后6個月時的骨折愈合骨痂檢出率進行比較，在術后一個月時DTS成像技術的骨痂檢出率為64.80%，顯著高于常規X射線的骨痂檢出率52.60%（P＜0.05）；在術后6個月時DTS成像技術的骨痂檢出率為98.40%，明顯高于常規X射線的骨痂檢查率84.60%，差異具有統計學意義（P＜0.05）。

表1 常規X射線和DTS成像技術在術后1個月和術后6個月時的骨痂檢出率比較 [n(%)]

2.2 兩種診斷技術的圖像質量評分分布對比

如表2所示，對常規X射線和DTS成像技術在術后一個月和術后6個月時的圖像質量評分分布進行比較，DTS成像技術在術后一個月圖片評分為2分的分布率為64.80%，顯著高于常規X射線的2分分布率49.60%（P＜0.05），且DTS成像技術術后1個月圖像的0分分布率為10.00%，顯著低于常規X射線0分分布率30.80%（P＜0.05）；在術后6個月時，DTS成像技術的圖像2分分布率為81.20%，顯著高于常規X射線的分布率62.80%（P＜0.05），且DTS成像技術的0分圖像分布率為6.40%，明顯低于常規X射線的分布率16.60%，差異具有統計學意義（P＜0.05）。

表2 常規X射線和DTS成像技術在術后1個月和6個月時圖像質量評分分布比較 [n(%)]

2.3 兩位醫師對術后6個月DTS成像技術下圖像分析的一致性

如表3所示，兩位醫師圖像評價結果一致性分析，Kappa系數值高達0.92，可以認為兩位醫師圖像評價結果一致性較高。

表3 兩位醫師對術后6個月DTS成像技術下圖像分析的一致性（n）

2.4 兩種檢測技術檢測影像圖的影像學特征

治療前常規X射線下骨折部位正位、側位檢測影像圖，見圖1。

由圖1可以看出，常規X射線下治療前骨折處檢測影像圖顯示效果不夠理想，圖像不是特別清晰，沒能較為完整、清晰地顯示出患者的骨折線，對后續手術治療帶來一定的難度。

常規X射線、DTS成像技術下骨折部位側位、正位與矢狀位和冠狀位檢測影像圖，見圖2。

圖1 治療前常規X射線下骨折部位正位、側位檢測影像圖

由圖2可以看出常規X射線檢測影像圖質量相對較差，一部分患者沒有檢測出確切骨痂，易造成漏診；DTS成像技術檢測影像圖效果較為理想，圖像質量明顯優于常規X射線下檢測影像圖。由于DTS成像技術檢測影像顯示的是多層體層圖像，可以克服X射線中重疊成像的問題，還能克服金屬內置物形成的偽影，可以較好顯示出骨折線。

2.5 兩種技術應用過程輻射劑量相關參數對比

如表4所示，兩種技術在臨床應用過程中，DTS成像技術的輻射劑量相關參數均明顯低于常規X射線，差異具有統計學意義（P＜0.05）。

2.6 兩種檢測技術的診斷效能比較

如表5所示，對常規X射線和DTS成像技術的診斷效能進行比較，DTS成像技術的特異度、敏感度、準確度以及陽性檢出率均顯著高于常規X射線技術，差異具有統計學差異（P＜0.05）。

表4 兩種技術應用過程輻射劑量相關參數對比（x-±s）

表5 常規X射線和DTS成像技術的診斷效能評價（%）

3 討論

骨折后的愈合過程是一個非常復雜的細胞組織學修復過程，也屬于特定意義上的連續性重建過程[6]。在骨折愈合的過程中，對骨痂情況的觀察是對骨折愈合判定的重要指標之一，通過對骨痂情況的觀察能夠客觀明確、直觀明了地了解到患者的骨折恢復程度，在臨床治療中發揮了重要的指導作用[7]。所以，在骨折固定術后對患者骨痂情況來作出準確診斷，在臨床治療中具有非常重要的意義，而一種高效的影像技術在評價骨折愈合程度的過程中就顯得尤為重要[8-9]。

然而，在經過實驗后DTS成像技術的骨痂檢出效率是非常高的，X射線對骨痂的檢出情況并不是那么理想，即使X射線在臨床中的應用最為廣泛，但是由于X射線技術重疊成像的缺點，在診斷骨愈合過程中的敏感性較低，在對患者骨折愈合分析的過程中就會有所限制。由于某些骨骼的特殊性，尤其是那些具有不規則骨形態的骨骼，在X射線平片中會有一些關節部位或者其他的組織結構造成重疊現象，導致某處細微的骨折無法明顯顯示或者不顯示，使診斷過程中的漏診率上升[10-11]。而DTS在臨床中的應用雖然沒有X射線廣泛，但是對在骨折恢復的應用中效果還是非常好的。DTS是一種新型的X射線短程技術，以數字化重建為基礎，能夠在一次低劑量的曝光后得到被掃描物體的多個層面的攝影數值，采用計算機技術對所獲得的攝影數值進行重建，可以得到任意層面多數目的影響，并且以連放的形式清晰地顯示出被檢查部位內部結構情況以及周圍的組織分布情況。對于骨骼和肺部等器官的檢查都具有特殊的用途[12]。在診斷骨折后的患者情況中，對于骨折后出現的骨折斷端、骨折線的錯位現象以及完全性骨折斷端沒有發生錯位的不完全性陳舊性骨折或者陳舊性骨折，DTS都能夠將骨折沒有完全愈合前的斷端骨痂非常清楚地顯示出來，為患者的臨床治療和診斷提供便利條件[13]。結果顯示DTS成像技術對骨痂的檢出情況較為理想，說明在對于患者骨折愈合程度的觀察上，DTS成像技術能夠避免一些組織結構重疊成像的問題，使一些細微處的骨折愈合情況可以清晰地被檢查到，提升了診斷效率。高向東等[14]在其研究中指出，DTS成像技術作為新型的一種診斷技術，能夠在常規X射線的檢測基礎上，發揮其優點，避免X射線的檢測缺陷，為骨折患者的康復提供了重大幫助，與本文結論一致。

DTS在與常規X射線診斷技術的優化比較中，X射線檢測的球管和探測器的相對位置不會發生改變，采用的是窄束的X射線，而DTS檢測成像中的球管和探測器的相對位置是能夠發生變化的，使用錐形X線束，對掃描物體進行近似直線掃描或者直線軌跡掃描[15]。在圖像質量的比較中，DTS技術的成像空間分辨率要高于常規X射線技術，一般情況下可以達到16 LP/cm，而X射線只能達到12 LP/cm，常規的X射線沒有辦法克服金屬內植物的線束硬化偽影，對臨近結構的觀察和顯示造成影響，DTS恰好能夠克服這一缺點，通過對含有金屬內植物的關節處具有絕對的優勢[16]。DTS成像技術在圖像質量上，也是能夠通過儀器大角度多方位的檢測過程以及高分辨率的檢測，為疾病的診斷提供最高質量的影像，同時本身能夠克制固定術對檢測造成的偽影阻礙，所以圖像質量要優于常規X射線。朱洪軍等[17]在其研究中也指出，骨折患者在經過固定術固定后，金屬固定物會對后期的恢復判斷造成一定的影響，造成影像的清晰度不佳，使用DTS成像技術能夠最大程度地避免這種現象，為患者的后期診斷做出巨大幫助，與本文結論一致。患者在接受X射線檢測的過程中，很有可能會受到較大劑量的輻射，而大劑量的輻射很可能會使患者發生一些放射性疾病，嚴重威脅患者的身體健康，因此，在保證圖像質量的前提下選擇一種對患者造成放射性損傷較小的檢測手段是目前臨床研究的重點。本文研究結果顯示，在輻射劑量比較中，DTS的輻射劑量相關參數空氣比釋動能、劑量面積乘積以及有限劑量均明顯低于X射線技術，說明DTS成像技術更適合用于骨折愈合情況的檢測過程中，使患者在檢測過程中受到更小的輻射傷害。

綜上所述，在對下肢骨折患者愈合情況的診斷評價中，使用DTS成像技術能夠更好地對患者的骨痂情況進行檢測，判定患者的骨折愈合程度，為患者的健康恢復提供重要的參考價值。