CT定量评价对骨折愈合的监控研究

袁登翔

(四川省彭山县人民医院，四川 彭山 620860)

骨折愈合是一个复杂而连续的过程，通常将其分为血肿炎症机化期、原始骨痂形成期、骨板形成塑形期三个阶段，骨折的愈合受到年龄、健康状况等全身因素和创伤程度、类型、感染、治疗方法等局部因素的影响，其愈合的进程也会长短不一，寻求一种能准确而安全地评价骨折愈合进程的方法一直是临床骨科医师探究的重要课题之一，同时也是骨折患者和家属的殷切需求［1，2］。定量计算机体层扫描(quantitative computerized tomography，QCT)临床上常用于骨质疏松患者骨密度(bone mineral density，BMD)的检测，以此来评估总体骨折发生的危险度［3，4］。骨折愈合过程中一系列骨组织的修复变化必然会导致局部骨形态、骨量和骨密度等参数的变化，因此本研究使用QCT测量骨折局部形态学参数和骨量参数，以评价骨折愈合进程，旨在建立一种无创、可量化的评估骨折愈合的方法，为临床上近早发现骨折不愈合病例提供客观的理论依据。

1 资料与方法

1.1 病例资料:收集2010年4月至2012年4月我院骨科住院四肢骨折患者53例，年龄41－63岁，平均年龄50.4±5.6岁，所有患者在治疗期间未服用促进骨折愈合药物并签署知情同意书，临床操作符合我院的伦理委员会规定。排除标准:开放性骨折，合并颅脑损伤或严重全身并发症，病理性或陈旧性骨折。所有患者按照骨折正常愈合、延迟愈合分为两组比较相应的测量参数。

1.2 影像学检查

1.2.1 X －ray摄片:骨折处于入院后 2、6、12周，排 X 线片(Kodak CR－5800):48 KV电压，80电流，75 cm球管距，曝光0.08 s。观察骨折线、骨痂形态学等变化评估骨折愈合情况。

1.2.2 定量CT检测:体模的制作:根据文献报道［5］制作磷酸钙含量为0、50、100、150、200mg/cm3的的胶原、脂肪及水的人体松质骨目标模体，体模设计总体积为200cm3。

1.2.3 QCT扫描:使用 GE公司的 BRIGHT SPEED 8排，120KV，120mAs，准直器宽度为 1.2mm，重建层厚为 5mm，0.5S。扫描骨折患处时同时扫描标准骨模。

1.2.4 计算方法:扫描五个模体后所得CT值与磷酸钙含量建立线性回归方程，将扫描骨骼的CT值和标准骨模的CT值比较和换算出相应的磷酸钙含量，以骨折端为中心远近1cm、计算5个层面总的骨密度(BMD)值。QCT扫描数据计算出骨折端为中心远近1cm测量区域(regions of interest，ROI)的横截面积(CSA)及截面惯性矩(CSMI)，CSMI=(π/64)×(骨外径平均值4－骨髓腔直径平均值4)，根据CSA和CSMI计算相应的横截面积力学强度指数(BSICSA)和截面惯性矩力学强度指数(BSICSMI)，BSICSA=CSA ×BMD，BSICSMI=CSMI×BMD。

1.3 愈合标准［6］:症状、体征消失，X线片呈现骨折线消失、皮质连续、损坏处仅残留少量不规则骨痂为骨折愈合。骨折线清晰或骨折线扩大为骨折不愈合。

2 结果

2.1 骨折处X射线片结果:愈合组与不愈合组在第2周未均发现骨折端变化。第6周愈合组骨折端骨痂较多骨折线清晰，不愈合组折端仅有少量不规则骨痂，骨折线与愈合组区别不明显。第12周愈合组骨痂明显减少，骨折线模糊或消失，不愈合组骨折端萎缩、原有骨痂消失、骨折线扩大或进一步明显。

2.2 定量CT检测参数在骨折愈合组与不愈合组中的变化:我们的结果显示骨密度(BMD)值、横截面积力学强度指数(BSICSA)和截面惯性矩力学强度指数(BSICSMI)是评价骨折愈合的有效指标，上述三个指标在骨折愈合组和不愈合组之间存在显著性差异(P＜0.01)，愈合组随着时间的进展其评分在第6周达到高峰，第12周时出现减低但仍然高于不愈合组(P＜0.05)，不愈合组其评分在第6周也会相应地升高，但第12周与第6周无显著性差异(P＞0.05)。具体数值见下表1、2、3。

表1 骨折愈合组与不愈合组中骨密度(BMD)值的比较

表2 骨折愈合组与不愈合组中横截面积力学强度指数(BSICSA)的比较

表3 骨折愈合组与不愈合组中截面惯性矩力学强度指数(BSICSMI)的比较

3 讨论

骨折愈合是外伤后骨组织、结构、功能的恢复过程，其间伴随着复杂而精细的生物学调节，骨折不愈合或愈合延迟一直是困扰医学界的难题，对骨折愈合的精确评估，尽可能的避免影响骨折愈合的因素，将具有广阔的临床应用前景［7］。临床上骨折愈合的评估主要从症状、体征和X线平片几方面考虑，上述因素容易受到患者和医生主观因素的影响，缺乏客观性，具有不确定性，而且还会受到自身灵敏度的限制，例如X线只有在骨盐含量达到25%时才能目测分辨骨痴的增殖情况，并且其对皮髓质的分界也不是太明显［8］，我们的研究也显示愈合组与不愈合组在第2周是X线片均未发现骨折端变化，但是QCT的检测却显示了两组之间的差异，说明了QCT比X线片可以更敏感的反应骨折的愈合状况。

骨折愈合过程中机体的修复会导致骨量和骨密度的变化，所以骨密度(BMD)的动态变化可以作为判断骨折愈合的参数。BMD测定常用的方法有定量CT(QCT)、单光子吸收测量(SPA)、双能X线骨密度仪(DEXA)等，SPA以能量低的碘作为射线源适用测量一些周围组织结构单一的小骨骼，DEXA测量的不是传统物理学的体积密度，而是皮质骨和松质骨的总和，QCT测量可以避免上述的缺点的反映是体积BMD，能够早期的监测出骨量的变化［9］，此点我们的结果中已经证实。骨折的愈合不仅是原有组织结构的恢复，还包括生物力学功能的恢复，骨力学强度特性的重构与骨骼在生长发育过程中生物力学强度持续上升的过程相一致，例如骨皮质厚度和面积不断增加会导致骨截面几何结构的增大，研究中发现通过QCT测量的BMD所衍生出来的横截面积力学强度指数(BSICSA)和截面惯性矩力学强度指数(BSICSMI)可以更准确地反应出骨骼生物力学强度的变化［10］，我们的结果也显示BSICSA和BSICSMI在第2周时愈合组与不愈合组之间已存在统计学差异，到第6周时与BMD比较这种差异变得更加明显，说明BSICSA和BSICSMI具有比BMD更好的灵敏性。

综上所述，我们的研究显示定量CT测量的BMD、BSICSA和BSICSMI参数在骨折愈合评价中具有较高的灵敏性和准确性。此外，CT为主要影像设备在我国众多医院中已基本普及，QCT测量的放射剂量为80μSv，远低于体X线检查的放射剂量(700μSv)，仅约相当于乘坐10 h飞机所接受的放射剂量，为这一技术在临床上的推广应用提供了一定的保障。

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