雙能量CT技術(shù)在觀察正常頸橫韌帶中的臨床應(yīng)用價(jià)值

張穎，李香營，黃丹妮，陳晶

中南大學(xué)湘雅海口醫(yī)院 放射科，海南 海口 570208

引言

頸橫韌帶（Transverse Atlantal Ligament，TAL）是維系寰樞關(guān)節(jié)穩(wěn)定最為重要的結(jié)構(gòu)之一，其損傷后會(huì)導(dǎo)致寰樞關(guān)節(jié)不穩(wěn)定或者脫位，造成脊髓損傷，嚴(yán)重者會(huì)危及患者生命。早期判斷頸橫韌帶損傷與否對(duì)治療方案選擇至關(guān)重要[1-2]，然而由于其解剖位置較深、周圍結(jié)構(gòu)復(fù)雜且韌帶本身細(xì)小，目前臨床多數(shù)仍以寰樞關(guān)節(jié)生物學(xué)力學(xué)上改變至X線上解剖結(jié)構(gòu)改變間接判斷是否有橫韌帶損傷[3-4]，因此易導(dǎo)致漏診或誤診。近年來有學(xué)者開始應(yīng)用高場強(qiáng)磁共振技術(shù)對(duì)韌帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像[5-6]，但是其進(jìn)一步臨床應(yīng)用鮮有報(bào)道。這主要是因?yàn)闄M韌帶一旦損傷，患者病情常十分危重，而磁共振檢查時(shí)間長且因其高磁場環(huán)境無法支持常用搶救設(shè)備，此外部分患者有MR檢查禁忌癥，所以常常受到限制。雙源CT（Dual Source CT，DECT）韌帶成像方法是一種嶄新的韌帶成像技術(shù)，已在全身多處韌帶及肌腱組織中廣泛應(yīng)用。本研究擬通過DECT對(duì)頸橫韌帶進(jìn)行成像，觀察其對(duì)韌帶解剖結(jié)構(gòu)的顯示能力，測量正常韌帶的解剖數(shù)據(jù)及對(duì)比其在隨年齡增長發(fā)生的變化，為進(jìn)一步判斷評(píng)估韌帶損傷奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月—2020年11月在我院的青年及老年人體檢人群各32例，其中青年組男17例，女15例，年齡26～32歲，中位年齡28.5歲；老年組男18例，女14例，年齡64～80歲，中位年齡71歲。排除頸部疾病史（包括外傷史、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腫瘤、炎癥以及手術(shù)史等）。

1.2 檢查方法

檢查前皆簽署知情同意書，告知受檢者可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，如放射輻射等。對(duì)受檢者的甲狀腺等重要部位采取必要的放射防護(hù)。檢查設(shè)備采用西門子雙源CT（Somatom Definition，Siemens Medical Solutions，F(xiàn)orch-hemi，Germany）進(jìn)行掃描。檢查前去除患者頭頸部金屬異物，囑患者檢查過程中避免身體移動(dòng)及吞咽動(dòng)作。先行顱頸交界區(qū)定位像掃描，再行CT雙能量成像。掃描參數(shù)：準(zhǔn)直器寬度64×0.6 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.33 s，螺距因子0.7，A球管電壓140 kVp，管電流60 mAs，B球管電壓80 kVp，管電流255 mAs。重組層厚0.75 mm，重組間隔0.5 mm。原始圖像分別為兩組電壓參數(shù)獲得的數(shù)據(jù)以及兩者的平均加權(quán)數(shù)據(jù)（平均加權(quán)系數(shù)為0.3，卷積核值D30 f）。

1.3 資料分析

將原始數(shù)據(jù)傳送至Siemens雙源CT專用后處理工作站，工作站軟件版本為Syngo VE40A。采用Dual energy模式中Tendon模塊下進(jìn)行雙能染色處理，在韌帶顯示程度最深時(shí)進(jìn)行圖像保存，所得圖像行容積再現(xiàn)（Volume Rendering，VR）、多平面重組（Multiplanar Reformation，MPR）分析。由兩名資深骨肌放射醫(yī)師對(duì)重組圖像進(jìn)行觀察分析，并達(dá)成一致意見：觀察韌帶的周圍解剖關(guān)系、走行特點(diǎn)、內(nèi)部及邊緣影像特征，測量韌帶的長度、中心及兩端厚度，測量標(biāo)準(zhǔn)為中心厚度在正中矢狀位測量染色TAL，橫徑長度為中心點(diǎn)距左右側(cè)TAL染色止點(diǎn)（即TAL附著處長度和），左右端厚度為近染色末端的寬度。評(píng)價(jià)重組圖像韌帶顯示清晰程度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：韌帶的邊緣和輪廓及附著點(diǎn)，顯示清晰為2分，欠清晰1分，不清晰0分，兩名醫(yī)師滿分共計(jì)4分。

醫(yī)師一致性評(píng)價(jià)采用單樣本T-test參數(shù)檢驗(yàn)，所有計(jì)數(shù)資料采用（±s）表示，符合正態(tài)分布采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析韌帶長度和厚度在不同性別及年齡間有無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，采用Mann-Whitney U非參數(shù)檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

雙能模式tendon模塊下頸橫韌帶染色為深黃色結(jié)構(gòu)，通過VR重組可立體顯示橫韌帶的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及解剖關(guān)系（圖1）。通過橫軸位、矢狀位及冠狀位MPR可有效觀察橫韌帶走行及內(nèi)部染色程度，64例韌帶的顯示清晰程度良好，總評(píng)分為（3.79±0.51）分，且兩名醫(yī)師的評(píng)估結(jié)果一致（P=0.26）（表1），DECT皆能夠清晰辨認(rèn)橫韌帶的解剖細(xì)節(jié)及染色特點(diǎn)（圖2～3）。MPR橫軸位重組顯示韌帶前緣呈半弧形覆蓋于齒狀突中上部，橫韌帶前后界光滑，與前緣齒狀突骨皮質(zhì)間隔線樣低密度影，韌帶兩側(cè)附著于寰椎側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣，附著緣呈鋸齒樣改變（圖2a、3a）。MPR冠狀位層面顯示橫韌帶呈橫幕狀覆蓋于齒狀突后表面，通過連續(xù)層面觀察可顯示韌帶的全貌，韌帶呈左右徑線較寬的矩形結(jié)構(gòu)（圖2b）；MPR矢狀位重組橫韌帶縱軸與齒狀突平行，與十字韌帶上縱束相延續(xù)（圖2c、3b）。橫韌帶整體結(jié)構(gòu)解剖關(guān)系在MPR軟組織窗、雙能偽彩的軸位、矢狀位都可顯示（圖3～4），但雙能偽彩（圖5）較常規(guī)軟組織窗（圖6）更清晰、直觀顯示，韌帶邊界更清晰。通過測量顯示各組橫韌帶解剖數(shù)據(jù)（表2～4），其中青年與老年組間橫韌帶的左右兩端厚度存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），在韌帶長度、中心部厚度以及不同性別間均無明顯差異（P＞0.05）。

圖1 韌帶三維雙能染色VR成像

表1 兩名醫(yī)師對(duì)橫韌帶顯示清晰度評(píng)價(jià)

圖2 橫韌帶多平面重組成像

圖3 雙能CT偽彩圖

圖4 常規(guī)軟組織CT圖像

圖5 雙能偽彩圖像

圖6 韌帶染色與CT值關(guān)系示意圖

表2 DECT測量不同年齡組橫韌帶徑線情況（±s，mm）

表2 DECT測量不同年齡組橫韌帶徑線情況（±s，mm）

組別 橫徑長 中心部厚度 左端厚度 右端厚度青年組（n=32） 21.54±2.08 2.29±0.20 3.73±0.16 3.72±0.14老年組（n=32） 22.08±1.52 2.31±0.11 3.81±0.10 3.78±0.10 t值 1.12 0.52 2.30 2.06 P值 0.24 0.61 0.03 0.04

表3 DECT測量青年組不同性別橫韌帶徑線情況（±s，mm）

表3 DECT測量青年組不同性別橫韌帶徑線情況（±s，mm）

組別 橫徑長 中心部厚度 左端厚度 右端厚度男性組（n=17） 21.66±2.12 2.30±0.22 3.72±0.21 3.72±0.11女性組（n=15） 21.31±1.94 2.29±0.10 3.73±0.13 3.73±0.12 t值 0.77 0.42 0.54 0.49 P值 0.45 0.72 0.63 0.69

表4 DECT測量老年組不同性別橫韌帶徑線情況（±s，mm）

表4 DECT測量老年組不同性別橫韌帶徑線情況（±s，mm）

組別 橫徑長 中心部厚度 左端厚度 右端厚度男性組（n=18） 22.21±1.41 2.31±0.31 3.80±0.11 3.77±0.15女性組（n=14） 21.91±1.08 2.32±0.22 3.81±0.10 3.78±0.11 t值 0.81 0.45 0.57 0.51 P值 0.42 0.71 0.61 0.67

3 討論

最早被應(yīng)用于評(píng)價(jià)橫韌帶的檢查技術(shù)是X線，其通過評(píng)價(jià)橫韌帶損傷仍以寰樞關(guān)節(jié)后脫位為主要診斷依據(jù)[7]，但診斷后脫位的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)多不統(tǒng)一且韌帶斷裂前具有一定的拉伸能力[8-11]，因此通過X線觀察頸橫韌帶結(jié)構(gòu)并不可靠[12]。將橫韌帶進(jìn)行直接顯像才是準(zhǔn)確診斷的前提[12-15]。MR與CT皆可對(duì)橫韌帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接成像，其中MR在顯示韌帶結(jié)構(gòu)上較其他檢查具有明顯的優(yōu)勢(shì)[10,12]，即使低場強(qiáng)MR也能夠?yàn)榕R床提供一定參考依據(jù)[16]。但是MR技術(shù)的時(shí)間分辨率及空間分辨率有限，對(duì)于韌帶最易發(fā)生損傷的邊緣部位不能清晰顯示，造成其臨床應(yīng)用中韌帶結(jié)構(gòu)及損傷特征的診斷標(biāo)準(zhǔn)存在諸多分歧[14,17]。此外，對(duì)MR有禁忌的患者也無法進(jìn)行檢查，使其應(yīng)用受到限制。而CT圖像具有完美的密度分辨率和空間分辨率，尤其是多層螺旋CT（Multi-slice spiral CT，MSCT）成像時(shí)間短，可減少病人躁動(dòng)形成的運(yùn)動(dòng)偽影，有利于危重病人的快速診治，但是MSCT軟組織對(duì)比度不佳，部分容積效應(yīng)仍是其觀察細(xì)小韌帶結(jié)構(gòu)難以克服的弊端[18]。且該項(xiàng)技術(shù)只是作為一種強(qiáng)化的篩查工具，在MR不能使用或者解釋不清時(shí)候，可作為橫韌帶的間接評(píng)估[9]。而本文通過DECT對(duì)TAL的觀察可以有效解決上述問題，成為MR互為補(bǔ)充的檢查方法。

橫韌帶主要由膠原纖維構(gòu)成，彈力纖維含量較少，所以損傷后容易撕裂。也正因如此，其特殊組織成分為DECT對(duì)橫韌帶成像奠定了物理基礎(chǔ)。DECT由兩套球管和相對(duì)應(yīng)的兩套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，可進(jìn)行雙能量激發(fā)和數(shù)據(jù)采集，而橫韌帶組織中膠原分子側(cè)鏈中的密實(shí)羥基賴氨酸和羥脯氨酸對(duì)不同能量X線的康普頓散射效應(yīng)具有較明顯的衰減差異，有利于韌帶本身顯像[19]。本組64例通過雙能染色可獲得良好的韌帶染色效果，三維重組圖像皆清晰、立體地顯示韌帶的全貌以及生長特點(diǎn)，多平面重組圖像表現(xiàn)為韌帶中心呈深黃色并向邊緣逐漸變淡。同時(shí)，由于橫韌帶結(jié)構(gòu)膠原成分構(gòu)成比例較高，韌帶與周圍組織結(jié)構(gòu)對(duì)比十分清晰，經(jīng)過染色的TAL比常規(guī)軟組織窗下TAL更加凸顯，更為清晰。DECT染色后TAL皆清晰有效區(qū)別韌帶與周圍結(jié)構(gòu)（包括軟骨、骨皮質(zhì)及脂肪間隙等），表現(xiàn)為線條狀低密度分界，尤其是韌帶兩端與寰椎側(cè)塊附著點(diǎn)呈現(xiàn)為鋸齒樣改變，這反映了韌帶向兩端逐漸移行為軟骨的特點(diǎn)。橫韌帶發(fā)育相對(duì)細(xì)小，最厚處也僅為2 mm左右，所以足夠的空間分辨率是獲得有診斷價(jià)值圖像的前提。為此，本研究首先采用感興趣區(qū)內(nèi)小范圍掃描，這樣不但可以縮短成像時(shí)間，同時(shí)也會(huì)大大減低輻射劑量。其次，本組研究利用薄層極值及重疊重組層厚方案獲得原始重組數(shù)據(jù)，能夠明顯降低Z軸上重組偽影，重組圖像皆表現(xiàn)為光滑、細(xì)膩的高質(zhì)量三維影像。另外，通過橫軸位及矢狀位多平面重組可獲得觀察韌帶的連接、走行以及準(zhǔn)確測量韌帶的長度、厚度等信息，值得注意的是，對(duì)比我們前期通過高分辨MR測量青年組的數(shù)據(jù)[韌帶橫徑長為（20.4±3.3）mm，中心部厚為（2.1±0.4）mm]，本組測量韌帶數(shù)據(jù)[橫韌帶橫徑長為（21.54±2.08）mm，中心部厚為（2.29±0.20）mm]的離散程度明顯縮小，筆者分析其原因除可能存在的實(shí)驗(yàn)個(gè)體差異外，另一項(xiàng)重要的原因則是DECT特殊的成像原理能夠清晰區(qū)分韌帶組織與連接軟骨及鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)，使測量結(jié)果更為準(zhǔn)確。而MR成像除空間分辨率無法與CT比擬外，韌帶本身低信號(hào)與骨質(zhì)形成的低信號(hào)的有效區(qū)分仍較困難。本組數(shù)據(jù)顯示青年組與老年組在韌帶長度、中心部厚度以及不同性別間無明顯差異，但老年組韌帶兩端的厚度較青年組略增厚。我們認(rèn)為其原因在于橫韌帶兩端結(jié)構(gòu)是寰樞關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及前后受力沖擊的主要著力點(diǎn)，在長期的應(yīng)力刺激或應(yīng)力損傷下韌帶組織發(fā)生細(xì)胞因子改變和炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致其膠原合成增加并發(fā)生纖維化退變，這與機(jī)體其他韌帶結(jié)構(gòu)退變?cè)龊裣喾鸞20]。

總之，目前針對(duì)橫韌帶成像常用的檢查技術(shù)（包括常規(guī)X線、CT及MR等）仍然存在諸多不足[2,15,21]，而DECT作為一種新型的檢查技術(shù)，在評(píng)價(jià)橫韌帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不但能夠清晰、直觀地顯示韌帶的整體結(jié)構(gòu)、連接特點(diǎn)以及準(zhǔn)確的測量韌帶的解剖參數(shù)，而且在臨床進(jìn)一步評(píng)價(jià)其損傷方向具有良好應(yīng)用前景。