医学影像学在临床骨科中的应用进展

[摘要] 探讨医学影像学在临床骨科中的应用价值及发展状况，以提高骨肌系统影像学在临床骨科中的诊疗水平。医学影像技术中的X线、CT、MRI、超声、核素显像设备多年来在不断的改进和完善，检查技术和方法也不断地创新，影像诊断已从单一依靠形态变化进行诊断发展成为集形态、功能、代谢改变为一体的综合诊断体系。医学影像学在各个医学专业里的临床应用越来越广泛，发展日新月异，尤其能为骨科疾病的发生发展、临床诊断、手术指导、预后评估提供可靠的依据，同时还可应用到骨科微创治疗及介入治疗当中，互相协助，进一步促进骨骼肌肉系统影像学的发展。

[关键词] 医学影像学；临床骨科；多层螺旋CT；磁共振成像

[中图分类号] R445 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2016）09（c）-0196-03

[Abstract] The paper studies the application value and development status of medical image in the clinical department of orthopedics thus improving the diagnosis and treatment level of musculoskeletal system image in the clinical department of orthopedics， the x-ray， CT， MRI， ultrasound and radionuclide imaging equipment are constantly improved over the years， and the examination technology and method are also constantly innovated， and the imaging diagnosis solely relying on the morphological change has developed into the comprehensive diagnosis system integrating the form， function and metabolic？changes together. The clinical application of medical image in various medical majors is wider and wider， and the development is changing quickly， and it can provide reliable basis for the occurrence and development， clinical diagnosis， operational guidance and prognosis evaluation of orthopedics diseases， and can be applied to the orthopedics mini-invasive therapy and intervention treatment， thus further promoting the development of skeletal musculature image.

[Key words] Medical image； Clinical department of orthopedics； Multi-slice spiral CT； Nuclear magnetic resonance

医学影像学是汇聚X线检查、CT、MRI以及超声等多种技术的影像诊断、临床放射治疗学以及临床介入治疗学等综合性的学科。医学影像学中的数字化图像技术有效结合了当下的计算机技术，最为广泛地运用到临床骨科中，为临床相关骨科诊治提供依据[1]，显著提高骨科疾病的治疗效果。由于骨科学内容涉及面非常广，要求的专业性非常高，且骨科学的实践性相当强，因而形成了骨科学是临床外科学中最为棘手的学科。该文将对医学影像学在临床骨科中的应用状况进行研究探讨。现综述如下。

1 医学影像学在临床骨科中的实际应用

1.1 医学影像学在骨创伤中的诊断应用分析

（1）临床骨科中最多见的疾病就是骨折，医学影像技术中X线平片是最重要的检查方法，自从 1895 年德国物理学家伦琴在作阴极射线实验时所发现的 X 线以来，X线超强的穿透性在骨科特别是创伤骨科中被首选且广泛应用。随着数字化时代的到来，常规的X线已基本被计算机X线摄像（CR）和数字化X线摄影（DR）所代替。特别是DR 系统正被目前国内外各医院广泛应用，其具有易于存储、传输，辐射的剂量较小、成像质量较高等优点。随着数字化和软件程序新技术的快速引入和发展 （包括材料、结构和图像处理技术等），目前 DR 也有着快速和广阔的研究和应用进展，包括计算机辅助诊断、三维体层摄影和合成、远程放射学、双能量减影、图像无缝衔接和低剂量透视摆位、时间减影等技术，特别是三维体层的摄影与合成，有着快速廉价和低辐射量的优势，且能够实现多平面重建图像，或者是三维容积的图像重建[2]，逐渐在创伤骨科中发挥着重要作用。

（2）隐匿性以及细微性骨折是由于患者的骨折处断裂不彻底或者是其骨折的相应断端不明显，致使患者的临床影像骨折特性表现不明显，还有一些骨折是在结构复杂、重叠较多的颅底、骨盆、胸壁、脊柱等部位显示不佳，常规X线CR、DR技术进行拍摄检查不能有效地将患者的骨折实际损伤程度等情况显示出来，因此导致临床上常常出现漏治、误治等情况发生。因此，多层螺旋 CT （Multi-slice CT，MSCT）三维重建技术能够立体、清晰、多角度地展示骨关节的解剖细微结构及病变特征，尤其在解剖结构复杂、重叠较多的骨关节骨折中具有非常重要的应用价值，为临床创伤骨科的诊断和治疗提供了很大帮助，其应用已日益受到重视。多层螺旋 CT 通过多平面重建 （MPR）、最大密度投影 （MIP） 及容积再现 （VR） 进行多方位任意角度成像以获得骨折的最佳显示方位观察，特别适用于复杂部位的复杂骨折 （如脊柱、髋臼、骨盆等部位） 以及隐匿性骨折 （如疲劳性骨折、水平线性骨折等）[3]。

（3）磁共振成像（MRI）是利用人体组织结构内水分子的氢核子受到外界加射频的影响共振后释放出来的微弱射频信号而成像的一种先进成像技术。MRI无射线影响，成像参数多，伪影少而且软组织分辨率及空间分辨率均高，虽然显示骨折线差，但显示断端及周围出血、水肿和软组织损伤情况和邻近组织和脏器情况非常好。还可清楚显示脊髓、软骨、椎间盘、肌肉肌腱等结构及其病理变化。利用MR弥散加权成像 （DWI）能够检测到脊髓的切断、髓鞘破坏和轴突肿胀等病变，为创伤骨科脊髓损伤患者提供了一种无创性地评价脊髓功能状态的方法[4]。此外，MRI对骨挫伤（bone bruise）能清楚显示骨小梁断裂和骨髓水肿、出血。

1.2 医学影像学在骨肿瘤及肿瘤样变中诊断应用分析

1.2.1 常规X线检查（CR、DR） 诊断骨肿瘤及肿瘤样变特异性高，敏感性、精确性差。骨骼系统有着良好的天然对比，CR、DR仍为重要的检查方法，尤其对于肢体肿瘤。但对髓内病变、早期轻微骨质改变、重叠部位及软组织改变显示较差。

1.2.2 核素扫描 常用锝99 m（or99 m锝），反映骨骼及软组织功能性变化。用于病变的早期检出及大范围筛选。敏感性高，精确性及特异性差。

1.2.3 MSCT 有良好的密度分辨率，但空间分辨率较平片差。病变检出的敏感性、特异性及精确性均较高，但不适于大范围筛选。通常用5～10 mm层厚连续扫描或重叠扫描，骨算法重建，矩阵512×512，根据兴趣区选择适当的Fov（以放大扫描为佳）。必要时使用1～2 mm薄层无间隔连续扫描及增强扫描。窗技术对病变的显示也非常重要，软组织窗（W400～500，L40～50），适于评价肿瘤在骨髓内、外的范围；骨窗（W2000～2400，L200～300）适于评价骨皮质内缘侵犯或皮质内病灶；400 Hu以上的高窗位则适于评价髓腔内的肿瘤。螺旋CT三维重建适于对病变进行整体评价。CT强化扫描观察血供情况，有利于良恶性肿瘤鉴别。

1.2.4 MRI 有良好的软组织分辨率及多平面成像，软组织及骨髓显示良好，骨皮质显示稍差。病变显示的敏感性、精确性均较高，但特异性稍差。常用SE、GRE序列及脂肪抑制技术（常用STIR）。肢体部需使用表面线圈，以增加信噪比和空间分辨力。常规矢状或冠状SE/T1，横轴位SE/T1，T2。横轴位T2WI适于骨周围软组织侵犯的评价，矢状或冠状T1WI适于对骨内病变进行评价。 SET1WI（TR/TE，500～600/20～30 ms）显示解剖结构较好，适于髓内病变分期；T2WI（TR/TE，1500～2000/50～100 ms）对软组织及骨皮质侵犯显示较好。有病变时常规使用脂肪抑制（STIR）技术。对小病灶显示可用表面线圈及小Fov；大范围筛选及多发、跳跃性病灶宜用大Fov。顺磁性核磁造影剂（常用Gd-DTPA）增强或动态扫描有助于鉴别良恶性。3DGRE及3DSPGR等三维梯度回波技术，进行容积扫描，薄层重建，避免遗漏微小病灶。DWI可鉴别感染性脓肿和肿瘤坏死，提供肿瘤病灶和其他改变的对比。

综合上述，医学影像检查对肌肉骨骼肿瘤的诊断主要是明确病变的存在、病变的部位和范围、病变的性质、分期和随访观察。普通X线在定位和定性上，仍是重要的检查手段。MSCT可提供病变良好的组织对比，特别是骨肿瘤的微细病变及显示结构复杂、重叠较多的颅底、骨盆、胸壁、脊柱等部位的肿瘤，可弥补普通X线的不足。MRI具有良好的软组织分辨率和多平面成像能力，对肿瘤检出及确定肿瘤的范围、部位等方面具有较高的敏感性和精确性。MSCT、MRI还可确定肿瘤的分期，随访观察及估计放疗或化疗对肿瘤的治疗效果等。但MRI对显示钙化、骨化、骨膜反应和气体方面不如MSCT 和X线平片[5]。

1.3 医学影像学促进骨科微创手术技术的发展

手术是有创的，自1983年英国外科医生Wickham首次提出“微创外科（mininmally invasive surgery，MIS）”理念后，开始将手术带入一种全新的境界，微创手术随后开始随着现代医学技术的发展而迅速发展，并得到广泛应用。其需要借用一些可精确定位切割的设备。不过其最大优点为可以尽量减少损伤，有利于术后恢复，并减少并发症发病率。医学影像学为骨科微创手术的发展提供了条件，促进其进一步发展。

1.3.1 腔镜技术在骨科快速发展的领域是脊柱外科 椎间盘镜的广泛应用，配合术中C型臂、G型臂X线机的准确定位，在不到2 cm的切口内，即可完成髓核摘除、神经根管扩大等手术。经皮微创技术也在骨科领域快速发展，在术中C型臂或CT引导下，配合新型组织切割设备（激光气化、射频高温刀和聚焦超声刀、氩氦刀等）和组织填充材料（如骨水泥），经皮穿刺精确找到病变部位，可以完成椎间盘髓核摘除，病灶取活检，肿瘤的切除，椎体压缩性骨折的成形术充填。另外还有学者在CT监视下，经皮行寰枢椎侧块关节融合术[6]，也可获得满意的临床疗效。

1.3.2 计算机辅助骨科手术（CAOS）综合了当今医学领域的多种设备 计算机断层扫描（CT），核磁共振成像（MRI），正电子发射断层扫描（PET），数字血管减影（DSA），超声成像（US）以及医学机器人（MR）等，能对人体骨骼肌肉解剖结构进行显示，帮助骨科医生进行精确的术前和术后定位，规划手术途径，在术中实时监测、跟踪、显示手术器械、病灶及其周围组织、内固定物及人工假体的相关位置，极大地提高了手术定位精度、假体放置及术中器械操作的成功率。

2 结语

医学影像学已广泛在临床上进行应用，尤其医学影像学在临床骨科上的应用效果最显著，它在现代计算机技术的协助下得到相当大的发展，通过结合计算机科技技术的功能，有效将图像进行处理，为骨科医生的治疗方案提供了科学可靠的诊断依据，显著提高了临床骨科治疗效果以及治疗质量，对骨科治疗发展具有积极的推进作用。

[参考文献]

[1] 李旭峰. 试论医学影像学在临床骨科医学中的应用进展[J]. 中国实用医药，2015，4（2）：243-244.

[2] 檀臻炜，姚一民，娄延举，等.医学影像学在创伤骨科的应用进展[J]. 世界最新医学信息文摘，2015，10（5）：63，56.

[3] 夏志强，彭屹，刘力.医学影像学在不同骨科疾病诊断中的应用进展[J]. 中国医药导报，2014，21（3）：156-158.

[4] Le Bihan D，Breton E，Lallemand D，et al.MR imaging of intravoxelincoherent motions： application of diffusion and perfusion in neuro-logic disorders[J].Radiology，1986（161）： 401-407.

[5] 许华权，庄杰，章建军，等.医学影像学在骨科医学中的应用[J]. 中医药管理杂志，2016，11（7）：149-151.

[6] 谢加兵，徐祝军，汪正宇，等.图像融合技术在骨科的应用进展[J]. 安徽医药，2012，8（1）：1163-1165.

（收稿日期：2016-06-27）