CT图像三维重建在肋软骨骨折诊断中的应用价值

程国涛，袁劲松，余开湖，聂微微

CT图像三维重建在肋软骨骨折诊断中的应用价值

程国涛，袁劲松，余开湖，聂微微

目的：探讨多层螺旋CT（multislice CT，MSCT）三维及多平面重建在肋软骨损伤中的临床应用价值。方法：19例肋软骨损伤患者均采用MSCT 5 mm扫描，0.625 mm重建后作三维及多平面重建。扫描所得数据通过网络传送至计算机工作站处理，采用AW4.3平台上三维重建软件进行三维重建。结果：本组19例共32处肋软骨骨折，其中2例3处位于肋软骨与胸骨交界区，13例25处位于肋软骨中间区域，4例4处位于肋软骨与肋骨交界区，并合并肋骨骨折15例。螺旋CT三维重建图像能清晰显示肋软骨骨折部位、骨折数量。结论：螺旋CT三维及多平面重建能明确显示肋软骨骨折、移位情况，容积再现、最大密度投影及多平面重建3种重建模式的相互结合对诊断肋软骨骨折及指导临床及时准确地制订治疗方案有明显优势。

肋软骨；骨折；体层摄影技术；三维重建

0 引言

医学三维重建是借助计算机对生物组织结构医学序列图像进行边界识别分割等后处理，重建出被检组织器官直观的三维图像，并能进行定量测量的一项形态学研究的新技术与新方法，可以从不同角度对组织器官进行观察和分析。近年来随着多层螺旋CT（multislice CT，MSCT）的发展以及计算机普及应用，医学图像三维重建技术有了很大的发展，螺旋CT和三维重建技术为诊断肋软骨骨折提供了一种最佳的诊断技术，其重要性日益受到临床医生的重视[1]。本研究对19例肋软骨骨折进行了螺旋CT医学图像三维重建，并进行回顾性分析，以探讨多层螺旋CT医学三维重建对于肋软骨骨折诊断中的临床价值。

1 材料和方法

1.1 临床资料

本组病例19例，男性11例，女性8例；中位年龄28岁（21～58岁），就诊时间为30 min～2 d。受伤原因：殴打伤3例、车祸伤11例及建筑事故5例；临床症状和体征：受伤部位胸廓局部疼痛，前胸及季肋部有压痛、挫伤及血肿，持续胸骨旁疼痛，伴有胸痛、胸闷，深呼吸及咳嗽时疼痛加重，其中6例可及骨摩擦感，均为临床拟诊肋软骨骨折而胸片未明确骨折的病例。

1.2 仪器与方法

采用GE公司Light Speed 16层螺旋CT扫描仪器，患者均采取仰卧位，行轴位扫描，扫描范围从胸廓入口至肋弓下缘。扫描条件：管电压120 kV，管电流100 mA，层厚5 mm，薄层图像层厚及层间隔均为0.625 mm，图像矩阵512×512。扫描完后数据通过AW4.3工作站3D后处理软件进行后处理，主要重建方法包括多平面重建（multiplan reformation，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及容积再现（volume rendering，VR），调节阈值达到肋软骨最佳显示效果，并结合临床要求，采用任意调整角度以及应用切割技术，使图像显示最佳效果，同时观察肋骨及肋软骨损伤的部位、程度、类型以及胸部其他损伤情况。

2 结果

本组19例患者均确诊为肋软骨骨折病例，骨折共32处，多发性骨折5例，其中双侧同时发生骨折2例（如图1所示），13例为单侧肋软骨发生骨折，其中左侧骨折8例（如图2所示），右侧骨折5例（如图3所示）。肋软骨骨折按骨折部位分为3种类型[2]：（1）肋软骨与胸骨交界区，本组病例2例3处；（2）肋软骨中间区域，本组病例13例25处；（3）肋软骨与肋骨交界区，本组病例4例4处。骨折表现为肋软骨连续性中断，可伴有错位，骨折周围可伴有软组织肿胀、积气及合并症。14例21处MSCT表现为肋软骨骨折伴骨折断端移位，6例8处MSCT表现为肋软骨内线样低密度影，8例伴局部软组织肿。具体骨折部位见表1，骨折部位与合并症见表2。

图1 双侧多发肋软骨骨折VR、MIP及MPR图

图2 左侧多发肋软骨骨折VR、MIP及MPR图

图3 右侧第1肋软骨骨折VR图

表1 19例肋软骨骨折患者32处骨折部位统计 例

表2 19例肋软骨骨折患者32处骨折部位与合并症统计 例

3 讨论

3.1 肋软骨的解剖及损失机制

肋软骨位于肋骨前端，是一种透明软骨，表面有软骨膜覆盖，是骨性胸廓的重要组成部分，对胸部承担更多的活动度和弹性，有利于减少肋骨及胸骨损伤。第1～7肋软骨连接肋骨与胸骨，第8～10对肋软骨以纤维结缔组织依次连于上位肋软骨形成肋弓，第11、12肋软骨为浮肋，其末端游离指向腹壁肌肉中。由于肋软骨富有较大弹性，具有一定的活动度，一般不易发生骨折，通常由直接暴力作用导致骨折，未发现由间接暴力导致肋软骨骨折者[3]。本组19例患者为殴打伤、车祸伤及建筑事故导致直接暴力作用于前胸或身体运动过程中前胸撞击硬物所致。本组无第11、12肋软骨发生骨折病例，我们认为发生率相对较低与其解剖生理有关，其远端游离，不与上位肋软骨相连，具有更大弹性和活动度，也可能与本组样品量较少有关。

3.2 MSCT三维重建对肋软骨骨折的诊断价值

多层螺旋CT具有容积数据采集、扫描时间短、可达到各向同性分辨力等特点，同时又具有强大的后处理技术，可以从不同角度和方向显示肋软骨骨折的部位、移位及其与周围结构的关系，很好地解决了常规CT和单螺旋CT的不足[4]。本研究中，用5.0 mm采集、0.625 mm薄层重建后在AW4.3后处理工作站上选用相应模块就能简单、快速地重建出高质量的二维及三维后处理图像，并根据病变需要获取不同角度、不同平面的重建图像。采用VR、MPR及MIP等后处理技术，随时根据需要在这些模式中进行相互转换，全面立体较好地显示肋软骨形态与结构，一般将窗宽、窗位调整至接近软组织窗进行观察，可最大程度地减少肋软骨骨折的漏诊和误诊，同时注重窗技术的应用，能发现胸腹部复合伤及合并症，对临床制订诊疗计划具有很好的诊疗价值。文献报道[5]采用窗宽1 120 HU、窗位110 HU进行观察，能更好地显示肋软骨骨折，MSCT还可调节窗宽、窗位，进一步提高了其对于不同情况下肋软骨的显示能力。本组病例中合并肋骨骨折15例，胸骨骨折9例，气胸10例，肩胛骨及锁骨骨折7例，腹部脏器损伤3例，椎体及附件骨折2例，肺挫伤8例。本组合并症中肋骨骨折有较高的发生率，为78.9%，我们认为肋软骨骨折与肋骨骨折并存原因可能有2种：一是过大的外力作用于胸部时，肋骨和肋软骨外伤受力点在外力或内在应力对骨和软骨的直接作用下而导致同时发生骨折；二是作用于肌肉群的应力强度达到甚至超过肌肉抵抗应力的极限，强力的肌肉群对有关骨骼产生不平常应力，肌肉的作用超过了骨或软骨的适应范围所致骨折。本组4例为单纯性肋软骨骨折，不伴有肋骨骨折及其他合并症，追问病史提示外力作用点位于肋软骨区。

MPR是在横断面CT图像上以病变为中心，任意冠状面、矢状面及任意角度斜位面图像重建，可清楚地显示骨折断面信息，能精确测量骨碎片的大小及移位情况，并能提供骨折周围软组织肿胀、积血等信息[6]，能逐层观察肋软骨骨折线走行细节，对线性骨折及小骨折片也能较好显示；可较好地显示组织器官内复杂解剖关系，有利于骨折的准确定位，但所显示的骨折改变是不完整、不全面、不连续的，缺乏整体感及立体感。VR技术是将每个层面的容积资料中的所有体积元加以利用，通过阈值调节，辅以扫描结构不同的色彩[7-8]。该技术所显示的肋软骨与人体解剖结构形态相似，并能够任意角度和平面旋转和切割，同时利用伪色彩技术，通过阈值调节不同区域的颜色和透明度，显示出肋软骨空间立体形态结构，整体显示肋软骨骨折的形态和方位，从而更直观、更清晰、较准确地观察骨折线的位置及移位情况，明显提高了肋软骨骨折的诊断准确率[4]，但观察细节方面及周围情况多，不如多平面重建[6]，图像分辨率不及MPR[1]，同时应用MPR重建技术，多层面、任意角度图像重建，可以弥补VR技术的不足。VR图像由于彩色图像立体、逼真，解剖结构清晰，有助于临床医生对肋软骨骨折有全面、直观、整体化的了解，可为制订治疗方案提供依据。MIP技术是对沿视角轨迹上容积组织或物体中的每个像素进行最大密度投影，反映的是组织密度变化，对比度高，图像看起来类似X线平片，具有任意角度旋转的特性和可切割兴趣区外重叠部分的功能，较平片更方便显示某一特定兴趣区[4]。在显示细微骨折方面较VR效果好，同时对肋软骨骨折的显示效果也较好[9]。多种医学重建模式的联合应用可提高肋软骨骨折的检出率和诊断准确率[10]。MPR、VR、MIP等结合应用，能明确肋软骨是否骨折，清楚显示骨折的部位、数量及骨折端的移位情况，为本病的诊断和治疗提供准确参考的影像学依据，是目前检测肋软骨骨折的最佳影像学检查方法[2]。本组19例32处骨折病例中通过MPR发现肋软骨骨折18例，骨折30处，分别占骨折病例的94.7%、93.8%；通过VR发现肋软骨骨折16例，骨折26处，分别占骨折病例的84.2%、81.3%；通过MIP发现肋软骨骨折15例，骨折25处，分别占骨折病例的78.9%、78.1%，所有病例均采用容积再现图像、最大密度投影图像及多平面重建图像相结合，为肋软骨骨折提供了直观而详细的信息。

总之，MSCT对肋软骨骨折及合并症的诊断具有独特的优势，多种医学重建模式的联合应用能够清楚地显示肋软骨骨折部位、骨折数量、骨折有无移位以及周围软组织肿胀、积血等情况，具有很大的优越性，在临床上具有很高的实用价值，是诊断肋软骨骨折的可靠方法，MPR、VR及MIP相互结合，可明显提高肋软骨骨折的诊断符合率。

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（收稿：2014-09-19 修回：2015-01-10）

Application of three-dimensional computed tomography reconstruction in costal cartilage fracture

CHENG Guo-tao,YUAN Jin-song,YU Kai-hu,NIE Wei-wei
（Department of Radiology,Xianning Central Hospital,Xianning 437100,Hubei Province,China）

ObjectiveTo explore the clinical application value of 3-dimensional and multiplane reconstruction with MSCT in diagnosing costal cartilage trauma.MethodsTotally 19 cases with costal cartilage trauma underwent MSCT 5 mm scanning and 0.625 mm reconstruction,and then went through three-dimensional and multiplane reconstruction.The acquired data were transmitted to the computer workstation through the network,and then three-reconstruction was performed with the software on AW4.3 platform.ResultsThere were all 32 costal cartilage fractures in the 19 patients involving 15 cases with rib fracture,which included 2 cases and 3 fractures at the chondrosternal junction,13 cases and 25 fractures in the middle of the costal cartilage,4 cases and 4 fractures at the junction between costal cartilage and rib. Three-dimensional reconstruction with spiral CT could display clearly the location and number of costal cartilage fractures.ConclusionThree-dimensional and multiplane reconstruction shows clearly the fracture and displacement of the costal cartilage,and the combination of MRP,MIR and VR may contribute to the diagnosis and clinical planning of the costal cartilage fracture.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（9）：84-86]

costal cartilage;fracture;tomography;three-dimensional reconstruction

R318；R445

A

1003-8868（2015）09-0084-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.09.084

程国涛（1980—），男，主治医师，主要从事CT及MRI诊断方面的研究工作，E-mail：30687034@qq.com。

437100湖北咸宁，咸宁市中心医院放射科（程国涛，袁劲松，余开湖，聂微微）