鄭安華 林武杰 彭海文 曹洪海

OsiriX是一款近年來研發(fā)的致力于DICOM圖像閱讀和處理的軟件，可以實(shí)現(xiàn)從所有的影像儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication system,PACS）接受DICOM通信并轉(zhuǎn)移圖像至第三方移動(dòng)終端（PC、iPad、iPhone等），能夠把CT和MRI檢查的數(shù)據(jù)加以整合而生成可以旋轉(zhuǎn)、透視，甚至是動(dòng)畫等各種操作的3D圖像，是一款免費(fèi)開源軟件[1]。針對(duì)下腰椎的脊柱外科手術(shù)大多需椎弓根進(jìn)行螺釘置放這一操作，雖然先前已經(jīng)有研究證明了在下腰椎椎弓根置放螺釘安全性可靠[2]，但骨科醫(yī)師在術(shù)前對(duì)患者下腰椎椎弓根的個(gè)體化、精細(xì)化影像學(xué)分析仍然十分必要。目前，隨著移動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能手機(jī)技術(shù)的不斷普及，采用第三方移動(dòng)終端平臺(tái)對(duì)患者進(jìn)行術(shù)前影像學(xué)評(píng)估日益風(fēng)靡骨科界。因此，本研究針對(duì)脊柱骨科手術(shù)對(duì)影像學(xué)檢查的特有要求，在不借助影像科CT自帶圖像系統(tǒng)的場景下，也能對(duì)腰椎CT圖像進(jìn)行精細(xì)化測量和分析，采用DICOM影像分析軟件OsiriX對(duì)下腰椎椎弓根形態(tài)學(xué)進(jìn)行評(píng)估，獲取椎弓根解剖形態(tài)學(xué)參數(shù)，并以CT自帶圖像系統(tǒng)測量結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行比較，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 收集2019年1月至2021年2月在臺(tái)州市中醫(yī)院因腰痛就診的60例患者腰椎CT平掃DICOM影像。所有患者均為男性，年齡21～24（22.0±1.8）歲，身高170～180（175.0±3.1）cm。本研究經(jīng)臺(tái)州市中醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 DICOM圖像分析方法 選取OsiriX軟件3D模式對(duì)腰椎CT影像進(jìn)行3D重建。在OsiriX軟件的3D模式下，選用“3D整體渲染”，重建腰椎3D動(dòng)態(tài)圖像。選取OsiriX軟件的3D模式對(duì)上述DICOM圖像實(shí)現(xiàn)測量與分析。由同一位骨科醫(yī)師分別對(duì)L3、L4、L5雙側(cè)椎弓根的橫截面積（cross-sectional area,CA）、矢狀徑（transverse diameter,TD）和冠狀徑（anteroposterior diameter,AP）進(jìn)行測量，共測量3次，結(jié)果取平均值，測量方法見圖1。并按照腰椎椎弓根螺釘?shù)睦硐胫冕斁€路測量置釘內(nèi)收角（ideal angle,IA）和安全徑深（safe diameter,SD），共測量3次，結(jié)果取平均值，見圖2。然后比較OsiriX軟件與螺旋CT自帶PACS系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)，探索兩種測量方法下獲得數(shù)據(jù)是否存在差異。

圖1 測量方法示意圖（a：螺釘理想置釘位置確定測量平面；b：椎弓根橫截面積，線條圈住的面積；c：矢狀徑，雙相箭頭間縱線的長度；d：冠狀徑，雙相箭頭間橫線的長度）

圖2 右側(cè)椎弓根理想置釘內(nèi)收角（A、B線之間夾角）和安全徑深（雙向箭頭線之間的長度）的測量方法

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 60 例患者L3、L4、L5雙側(cè)椎弓根各項(xiàng)形態(tài)學(xué)數(shù)值60例患者L3、L4、L5雙側(cè)椎弓根各項(xiàng)形態(tài)學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 60例患者L3、L4、L5雙側(cè)椎弓根各項(xiàng)形態(tài)學(xué)數(shù)值

2.2 OsiriX軟件與螺旋CT自帶PACS系統(tǒng)測量的TD與AP比較 OsiriX軟件與螺旋CT自帶PACS系統(tǒng)測量的L3、L4、L5雙側(cè)椎弓根TD與AP比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見表2。

表2 OsiriX軟件與螺旋CT自帶PACS系統(tǒng)測量的L3、L4、L5雙側(cè)椎弓根TD與AP比較（cm）

3 討論

為滿足骨科醫(yī)師對(duì)臨床影像學(xué)檢查結(jié)果的分析需要，OsiriX軟件應(yīng)運(yùn)而生。OsiriX是一種可以在第三方移動(dòng)終端平臺(tái)（PC、iPad、iPhone等）輕松按照骨科醫(yī)師的需要隨時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)DICOM圖像實(shí)施查看和分析的軟件，可以提供多種3D重建圖片，便于骨科醫(yī)師在術(shù)前做出決策[3-4]。

椎弓根置釘手術(shù)過程中，峽部是椎弓根最狹窄的部位，即垂直椎弓根軸線的最小切面。同時(shí)，椎弓根也是腰椎力學(xué)強(qiáng)度最大部分，是后柱中承擔(dān)重力的主要部分，椎弓根呈現(xiàn)出復(fù)雜三維形態(tài)，在生物力學(xué)和臨床外科學(xué)都具有特殊意義。而椎弓根置釘需通過峽部抵達(dá)椎弓根，峽部作為這一狹窄通道上的“瓶頸”，安全、準(zhǔn)確地通過峽部成為經(jīng)椎弓根手術(shù)成功的關(guān)鍵。椎弓根的橫截面參數(shù)是經(jīng)椎弓根手術(shù)最重要的參數(shù)，王洪偉等[1]研究提出在椎弓根形態(tài)參數(shù)中峽部松質(zhì)骨的長度與寬度才是椎弓根螺釘最關(guān)鍵解剖參數(shù)，椎弓根螺釘直徑應(yīng)小于峽部松質(zhì)骨的寬度或峽部直徑的80%。峽部呈松質(zhì)骨較多的“殼”狀結(jié)構(gòu)，周圍的皮質(zhì)骨形成的包殼，其中包含松質(zhì)骨芯；椎弓根水平面角、矢狀面角代表了經(jīng)過峽部中心垂線（椎弓根軸線）在相應(yīng)面上的傾斜角，加上峽部傾斜角，使峽部在空間上定位復(fù)雜，峽部又位于椎弓根內(nèi)，具有不可直視性，該形態(tài)正是椎弓根峽部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，也是整個(gè)椎弓根結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和經(jīng)椎弓根手術(shù)的危險(xiǎn)性所在。理想的置釘路徑應(yīng)沿椎弓根軸心，這樣椎弓根的橫徑、矢徑才能最大限度利用。Siemionow等[5]、Arnaout等[6]研究均證實(shí)了CT重建在術(shù)前規(guī)劃中的重要作用，并利用術(shù)后CT影像證實(shí)了椎弓根置釘?shù)臏?zhǔn)確性。在一些可能發(fā)生置釘位置方向變化的疾病如骨質(zhì)疏松，術(shù)前影像重建規(guī)劃則顯得尤為重要，由于骨質(zhì)疏松，骨組織本身對(duì)螺釘把持力較弱，如果不能選準(zhǔn)置釘位置方向與角度，則會(huì)出現(xiàn)術(shù)后松動(dòng)。針對(duì)這部分患者，術(shù)前進(jìn)行良好的影像重建與規(guī)劃對(duì)提高術(shù)后療效具有一定作用，可以減少或避免并發(fā)癥發(fā)生[7]。本研究中椎弓根峽部的寬度、高度、厚度等參數(shù)同以往研究中椎弓根的相應(yīng)參數(shù)對(duì)應(yīng)，由于峽部與椎弓根軸線完全垂直，故所測結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確。

本課題組前期將OsiriX軟件應(yīng)用于髖部骨折的圖像重建，取得了較好效果[4]。本研究通過對(duì)下腰椎CT DICOM影像的3D重建與測量，證實(shí)OsiriX軟件在第三方終端平臺(tái)上可良好重現(xiàn)腰椎椎弓根的形態(tài)，基本實(shí)現(xiàn)等同于PACS等商業(yè)系統(tǒng)對(duì)DICOM影像的分析能力，能夠從骨科醫(yī)師的需求出發(fā)隨時(shí)、隨地提供對(duì)手術(shù)決策具有相當(dāng)指導(dǎo)意義的3D圖像信息。