楊彥 泉州市兒童醫(yī)院影像科 （福建 泉州 362000）

內(nèi)容提要： 目的：探討CT檢查的MPR重建圖像在角度測(cè)量中運(yùn)用的可行性，并通過與傳統(tǒng)二維法、三維法比較，探討MPR法是否具有優(yōu)越性。方法：完整的豬股骨擺放10個(gè)不同的體位分別行CT掃描，所得的10組圖像，分別利用MPR圖像、原始二維圖像、三維圖像測(cè)量豬股骨的股骨頸前傾角FNA，以豬股骨標(biāo)本實(shí)際測(cè)得的股骨頸前傾角作為金標(biāo)準(zhǔn)，比較3種測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)果：二維法受體位影響顯著。MPR法、三維法測(cè)得的角度與真實(shí)值相近，MPR法數(shù)據(jù)的離散程度小于三維法。結(jié)論：MPR受體位影響小，測(cè)得角度與實(shí)際角度相似，操作重復(fù)性穩(wěn)定性較三維法更強(qiáng)，是可行的角度測(cè)量方法。

CT測(cè)量角度常見的方法分為二維原始圖像直接測(cè)量和三維重建（VR、SSD）測(cè)量?jī)煞N。前者簡(jiǎn)單，但受體位影響大；后者直觀，可糾正體位，但在調(diào)整視角時(shí)受主觀影響大。本文討論利用MPR重建圖像來測(cè)量角度（簡(jiǎn)稱MPR法）的可行性，并通過與傳統(tǒng)二維法、三維法比較，探討MPR法是否具有優(yōu)越性。本文選取的角度是臨床需求量大且不易測(cè)量的股骨頸前傾角FNA（需跨平面測(cè)量）。因?yàn)榛颊叩墓穷^無法完整取出并精確測(cè)量，為了驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，本次實(shí)驗(yàn)材料選取與人的股骨較相似的豬股骨。

1.資料與方法

1.1 一般資料

材料：完整的豬股骨1根，上端包含完整的股骨頭及部分的髖臼，下端包含股骨內(nèi)外側(cè)髁和部分脛骨上段。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

①豬股骨擺放10種不同的體位并分別用CT機(jī)掃描，豬股骨掃描結(jié)束后冰凍封存。②CT掃描所得的10組體位的圖像按順序分別用MPR法、二維法Weiner法、三維VR法方法各進(jìn)行1次測(cè)量為完成1輪測(cè)量，一共進(jìn)行3輪測(cè)量，記錄結(jié)果（90組）[1]。③取出冰凍封存的豬股骨，利用Wedge的切面法測(cè)量豬股骨標(biāo)本的FNA為31.2°[2]。

1.2.2 FNA定義

股骨頸前傾角FNA目前在國內(nèi)文獻(xiàn)的定義較為混亂，本文引用的是Billing的定義[3,4]。1954年Billing[4]首先闡述了FNA的定義：股骨干長(zhǎng)軸與股骨頸長(zhǎng)軸構(gòu)成的平面定義為前傾平面AP，髁軸為平行于股骨髁最后部?jī)牲c(diǎn)的連線，且穿過膝部中心點(diǎn)的直線，髁軸與股骨長(zhǎng)軸構(gòu)成的平面定義為髁平面CP，F(xiàn)NA為平面AP與CP的夾角。

1.2.3 CT測(cè)量方法

MPR法：先校正體位，薄層重建的圖像利用PACE系統(tǒng)進(jìn)行MPR重建，利用MPR的十字定位線調(diào)整角度，令矢狀位、冠狀位平行于股骨干長(zhǎng)軸，使得調(diào)整后的軸位垂直于股骨干長(zhǎng)軸。標(biāo)記股骨頸根部骨干的中心點(diǎn)為O、股骨頭中心點(diǎn)F。股骨頸平面，打開MIP，范圍包括股骨頭全部及股骨頸根部，層距70mm，取OF連線作為股骨頸軸線，測(cè)量MIP圖像股骨頸平面股骨頸軸線與屏幕水平面的夾角A；股骨髁平面，測(cè)量股骨髁后緣連線與屏幕水平面的夾角B。FNA=∣A-B∣。（令屏幕水平面以上的角為正值，屏幕水平面以下的角為負(fù)值。）

二維法（Weiner法）：無體位校正，利用二維原始圖像直接測(cè)量：股骨頸平面測(cè)量股骨頸軸線與屏幕水平面的夾角C；股骨髁平面測(cè)量股骨髁后緣連線與屏幕水平面的夾角D。FNA=∣C-D∣。（角度正負(fù)值定義同MPR法。）

三維法（VR法）：后處理軟件進(jìn)行三維VR重建，標(biāo)記標(biāo)記股骨頸根部骨干的中心點(diǎn)為O、股骨頭中心點(diǎn)F。調(diào)整圖像角度，使股骨干盡量垂直于觀察平面。股骨頸軸線OF做連線，股骨髁后緣做連線，兩條直線的夾角為FNA。

1)聲波探測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)范圍大、成本低、結(jié)果直觀可靠，目前的聲波探測(cè)的聲源仍需要人為激發(fā)，尚不能滿足連續(xù)監(jiān)測(cè)的要求，這是制約其應(yīng)用的主要因素。利用井下現(xiàn)有機(jī)械(采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等)產(chǎn)生的聲音作為激發(fā)源或開發(fā)自動(dòng)激發(fā)裝置，可大大提高聲波探測(cè)技術(shù)在沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警領(lǐng)域的應(yīng)用前景，這也是聲波探測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

比較體位因素對(duì)每種測(cè)量方法的影響。把每種方法的30組數(shù)據(jù)對(duì)比標(biāo)本測(cè)量的FNA（31.2°）進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn)。比較每種方法離散程度。

2.結(jié)果

2.1 不同測(cè)量方法和體位測(cè)量結(jié)果比較

每個(gè)體位每種測(cè)量方法取平均值作為測(cè)量結(jié)果，比較10個(gè)體位的3種測(cè)量方法的數(shù)據(jù)，以折線圖（圖1）表示。MPR法和VR法測(cè)量值不同體位的組間差距較小，浮動(dòng)范圍不大。二維法Weiner法的測(cè)量結(jié)果受體位影響顯著，先予剔除。

圖1.體位影響

2.2 3種方法與豬股骨標(biāo)本的實(shí)際測(cè)量值比較

以實(shí)際測(cè)量豬股骨的前傾角31.2°作為金標(biāo)準(zhǔn)。3種方法進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn)。MPR法t=0.563，P=0.578；二維法t=-0.649，P=0.521；VR法t=-1.628，P=0.114。以P＜0.05為標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為3種方法與豬股骨標(biāo)本的實(shí)際測(cè)量值差異無顯著性意義。

2.3 離散程度比較

組內(nèi)比較：MPR法、VR法的測(cè)量結(jié)果取每個(gè)體位（同一組圖像）的最小值、最大值、平均值，縱坐標(biāo)相同繪制圖表（圖2），發(fā)現(xiàn)MPR法組內(nèi)差距小于VR法。整體比較：分別計(jì)算MPR法、VR法全部數(shù)據(jù)的極差、標(biāo)準(zhǔn)差、離散系數(shù)，MPR法、VR法的極差分別為5.6°和14.0°，標(biāo)準(zhǔn)差分別為1.4°和3.4°，離散系數(shù)分別為0.045和0.111，MPR法組極差、標(biāo)準(zhǔn)差、離散系數(shù)均小于VR組。組內(nèi)比較與整體比較，MPR組離散程度均小于VR組。

圖2.MPR法。VR法的測(cè)量結(jié)果比較

3.討論

本次實(shí)驗(yàn)利用豬股骨來驗(yàn)證MPR重建圖像測(cè)量角度（簡(jiǎn)稱MPR法）的可行性。測(cè)量方法的可行性筆者認(rèn)為必須具備3種特征：①受外因影響因素少；②測(cè)量結(jié)果能體現(xiàn)被測(cè)物本身的特點(diǎn)；③多次測(cè)量的可重復(fù)性和穩(wěn)定性好。本文也將從這幾方面對(duì)MPR法進(jìn)行可行性討論，并通過與傳統(tǒng)二維法、三維法進(jìn)行比較，探討MPR法是否具有優(yōu)越性。

3.1 體位影響

體位不標(biāo)準(zhǔn)會(huì)影響到圖像角度測(cè)量的正確性，很多文獻(xiàn)有相應(yīng)的報(bào)道。本次實(shí)驗(yàn)通過10組不同的體位測(cè)量同一根豬股骨的FNA，通過圖2折線圖可直觀地得出結(jié)論：MPR法和VR法幾乎不受體位因素干擾，而Weiner法受體位影響顯著，數(shù)據(jù)從最小值5.61°到最大值100.73°，極差達(dá)到95.12°，與豬股骨FNA的真實(shí)值相差極大。Weiner法曾是經(jīng)典的FNA的測(cè)量方法，測(cè)量簡(jiǎn)單，在成人股骨FNA測(cè)量應(yīng)用廣泛。但在本院FNA的主要受眾是DDH的患兒，實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)二維測(cè)量法測(cè)得的數(shù)值與目前主流的三維法測(cè)得的結(jié)果常相差甚遠(yuǎn)。Weiner法測(cè)量的其實(shí)是真正的FNA在軸位平面投影的角度，該角度隨著股骨的空間位置（體位）變化而變化，并不能代表股骨頸實(shí)際的前傾角度。實(shí)際工作中，患者很難做到標(biāo)準(zhǔn)體位（股骨長(zhǎng)軸與檢查床進(jìn)床方向一致）：①人體骨頭表面有軟組織，技術(shù)員定位時(shí)難以直視股骨真正的位置。②人躺平后，人的雙側(cè)股骨長(zhǎng)軸也不與檢查床平行，股骨頭相對(duì)股骨髁位略向外上傾斜并輕度外旋。③DDH的患兒就診年齡小，常需鎮(zhèn)靜睡熟后檢查，患兒體位不正時(shí)，家長(zhǎng)不忍調(diào)整體位。④患者如伴有髖關(guān)節(jié)脫位，體位調(diào)整較正常人難度更大。因此，體位不正時(shí)，使用未校正體位的Weiner法來測(cè)量FNA必然會(huì)出現(xiàn)偏差。由本次Weiner法組的數(shù)據(jù)引申思考，X射線平片測(cè)量角度和長(zhǎng)度也存在相似的問題，測(cè)量的其實(shí)是被測(cè)物體在探測(cè)器平面的投影的角度或長(zhǎng)度。一旦體位不標(biāo)準(zhǔn)，X射線平片測(cè)得的角度和長(zhǎng)度也必然會(huì)出現(xiàn)偏差。本輪比較二維Weiner法缺點(diǎn)明顯，予淘汰，后續(xù)不再參與比較。

3.2 測(cè)得結(jié)果與真實(shí)值的一致性檢驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)三種測(cè)量方法單樣本t檢驗(yàn)的P值均＞0.05，認(rèn)為三種方法與豬股骨標(biāo)本的實(shí)際測(cè)量值差異無顯著性意義。二維法的P值＞0.05，但是其受體位影響顯著，雖有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義但沒有實(shí)際意義。MPR法、VR法均值與真實(shí)值接近并通過了統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，認(rèn)為這兩種方法的測(cè)量值體現(xiàn)了標(biāo)本FNA的真實(shí)水平。

3.3 多次測(cè)量的可重復(fù)性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)通過多次檢查（10組體位相當(dāng)于10次檢查）多次測(cè)量（每組圖像每種方法測(cè)量3次）來驗(yàn)證測(cè)量方法的可重復(fù)性。分別進(jìn)行組內(nèi)比較和整體比較。

組內(nèi)比較：每個(gè)體位出一組圖像，每次測(cè)量都建立在相同的圖像基礎(chǔ)上，不同組圖像的測(cè)量結(jié)果互相比較發(fā)現(xiàn)MPR法組內(nèi)差距較VR法?。▓D2）。MPR法的10組圖像組內(nèi)差距均小于5°，同組圖像的測(cè)量角度差最大值4.46°，9/10小于4°（±2°），7/10小于2°（±1°）。VR法10組圖像組內(nèi)差距最大達(dá)9.2°，僅2/10小于4°，1/10小于2°。同組圖像的測(cè)量角度差每組相當(dāng)于實(shí)際工作中患者做一次檢查，如果影像科醫(yī)師每次測(cè)得的數(shù)據(jù)差異太大，則會(huì)影響到臨床醫(yī)師對(duì)該項(xiàng)檢查準(zhǔn)確性的認(rèn)可，該輪比較MPR法優(yōu)于VR法。

整體樣本比較：MPR法和VR法不同次檢查的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，每次測(cè)量都建立在相同的實(shí)物基礎(chǔ)上。兩種方法分別計(jì)算極差、標(biāo)準(zhǔn)差和離散系數(shù)，3個(gè)指標(biāo)均提示MPR法離散程度小于VR法。本輪比較相當(dāng)于實(shí)際工作中同一個(gè)患者短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不同次檢查（比如因?yàn)閭斡盎蚱渌蜻M(jìn)行的復(fù)查或轉(zhuǎn)院所致的短期內(nèi)再次檢查），如果不同次檢查數(shù)據(jù)差異大，一方面醫(yī)師可能因測(cè)量的數(shù)據(jù)差別太大而陷入迷茫，另一方面當(dāng)患者治療后復(fù)查時(shí)臨床醫(yī)師也將難以判斷是治療效果產(chǎn)生的差別還是測(cè)量本身的誤差。該輪比較MPR法亦優(yōu)于VR法。

不論是同次檢查的多次測(cè)量或是多次檢查的多次測(cè)量，MPR法的可重復(fù)性、穩(wěn)定性均優(yōu)于VR法。MRP法的離散程度小于VR法，分析原因可能是MPR法在體位校正方面的優(yōu)勢(shì)所致：1.MPR法在校正體位時(shí)有定位標(biāo)線作為參考，VR法拖動(dòng)圖像純粹憑主觀感覺。2.MPR法在校正體位時(shí)，可以從3個(gè)方向（冠狀位、矢狀位、軸位）觀察，而VR法只能從視角方向觀察，骨干部分往往被股骨頭頸或股骨髁所遮蓋，不利于體位校正。上文已闡述了體位校正的重要性，體位校正得越精確，測(cè)量的準(zhǔn)確性就越高。

3.4 其他因素對(duì)比

①閱片體驗(yàn)：VR圖像對(duì)成骨顯示直觀，哪怕是沒有解剖學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)的患者、家屬也能看得懂圖像，極大地方便了臨床的醫(yī)患溝通。但VR法難以顯示骺軟骨，而DDH患兒的就診年齡大多小于3歲，股骨髁大部分由骺軟骨構(gòu)成。MPR法直觀程度不如VR法，但可以細(xì)致地觀察物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和毗鄰結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整窗寬窗位，可以為影像科醫(yī)師提供更多的信息，比如兒童的骺軟骨、關(guān)節(jié)囊，可以同時(shí)觀察患兒骨骼的成骨部分和骺軟骨部分。②檢查費(fèi)用：三維CT圖像的建模軟件均是與CT儀器配套的大型圖像工作站，也因此很多地區(qū)的CT三維成像需另外收取昂貴的費(fèi)用；MPR法無需加收費(fèi)用。③工作效率：三維工作站設(shè)備要求高，科室配備數(shù)量少，而MPR圖像現(xiàn)在已可在PC的PACE系統(tǒng)上運(yùn)行流暢，提高了影像科閱片醫(yī)師的工作效率。

綜上所述，筆者認(rèn)為MPR法作為CT圖像新的角度測(cè)量方法，雖然仍有不足，但通過實(shí)驗(yàn)中多次檢查、多種方法的多次測(cè)量數(shù)據(jù)的比較發(fā)現(xiàn)MPR法可行性高：MPR受體位影響小，測(cè)量值與真實(shí)值相似，和目前主流的三維法比較：除了直觀性不如外，MPR法的操作可重復(fù)性和穩(wěn)定性更強(qiáng)，在骨骺顯示方面有優(yōu)勢(shì)；檢查費(fèi)用更低；醫(yī)師工作效率更高。MPR法是一種測(cè)量方法，本文僅以FNA為例，但該方法也適用于CT檢查其他的角度測(cè)量，比如寰樞椎旋轉(zhuǎn)角、股骨頸干角、股骨角、脛骨角等，因?yàn)樾?zhǔn)了體位，該方法也同樣適用于兩點(diǎn)間距離的測(cè)量、大小的測(cè)量等。