張濤,王淑文,陳宇辰,毛存南,吳婧,武新英,殷信道,盧鈴銓
作者單位:南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院(南京市第一醫(yī)院)放射科,南京210006
近年來(lái),由于車輛的增多,交通事故等意外所致胸部創(chuàng)傷的發(fā)生率也不斷增加。在胸部創(chuàng)傷患者中,10%的患者會(huì)發(fā)生肋骨骨折[1]。胸壁損傷后的發(fā)病率和死亡率差異很大,但明顯隨年齡和肋骨骨折數(shù)量的增加而增加[2-3]。此外,肋骨骨折的數(shù)量也是法醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)傷殘程度的重要指標(biāo)[2-3],因此早期準(zhǔn)確診斷肋骨骨折一直是臨床醫(yī)生及患者密切關(guān)注的問題。目前,電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)作為胸部創(chuàng)傷患者的初步診斷手段有了顯著的增加,其具有強(qiáng)大的后處理功能,能夠發(fā)現(xiàn)胸部X線不能發(fā)現(xiàn)的隱匿性損傷[4-6],但在臨床檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)患者首次CT檢查易出現(xiàn)漏診情況,尤其是細(xì)微骨折,因此,CT檢查不適用于沒有胸內(nèi)并發(fā)癥跡象的輕微胸外傷患者[7]。
在急性肌肉骨骼損傷患者中,MRI 經(jīng)常被使用,這是因?yàn)镸RI在顯示骨和軟組織損傷方面優(yōu)于其他放射學(xué)方法,尤其是骨折上的診斷優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越受到關(guān)注[8-9]。已有學(xué)者將MRI檢查應(yīng)用于肋軟骨的損傷[10]以及肋骨應(yīng)力性骨折[11],但卻鮮有學(xué)術(shù)報(bào)道將MRI 應(yīng)用于外傷性肋骨骨折。為了提高細(xì)微肋骨骨折的早期檢出率,本研究從臨床實(shí)際需求出發(fā),首次系統(tǒng)地將MRI 檢查應(yīng)用于輕度胸外傷患者,通過(guò)MRI 與CT 檢查在細(xì)微肋骨骨折上的對(duì)比研究,探討細(xì)微肋骨骨折的MRI 表現(xiàn)以及MRI對(duì)細(xì)微肋骨骨折的診斷價(jià)值。
本研究為前瞻性研究,招募2019年1月至2020年12月于我院就診的輕度胸外傷患者25 例,于受傷后3 周內(nèi)給予患者首次CT 及MRI 檢查,傷后4~8 周行CT 復(fù)查。其中男21 例,女4例,年齡27~63 (46.12±9.54)歲。25例患者均有明確的外傷史,其中交通車禍傷10 例,打架傷8 例,跌撞傷7 例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)有明確的胸外傷病史,且無(wú)明顯并發(fā)癥;(2)受傷時(shí)間小于3周;(3)證實(shí)有肋骨骨折。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)明顯錯(cuò)位肋骨骨折;(2)不能配合屏氣者;(3)有陳舊性骨折或其他病變累及肋骨者;(4)其他不適合MRI 檢查者。本研究經(jīng)過(guò)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào):2019003),受試者均已簽署知情同意書。
所有患者采用聯(lián)影64排螺旋CT (United Imaging,中國(guó))進(jìn)行掃描。在掃描過(guò)程中,患者被要求抬起手臂,吸氣后屏住呼吸。掃描范圍從胸廓開口到第十二肋骨的下緣。掃描參數(shù):管電壓120 kV,螺距1.0875,陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s,掃描厚度5 mm,層間距5 mm。采用骨重建算法(窗寬1500 HU,窗位550 HU)進(jìn)行薄層軸向重建,層厚1.0 mm,層間距0.8 mm。將薄層軸位圖像發(fā)送到后處理工作站,在工作站上進(jìn)行斜橫斷位重建,層厚和層間距均為3 mm,重建角度與肋骨長(zhǎng)軸大致平行,盡可能將目標(biāo)肋骨顯示在同一層面上(圖1A)。
所有患者使用飛利浦(Achieva,荷蘭)或西門子(Magnetom Prisma,德國(guó)) 3.0 T MRI 儀和8 通道相控陣腹部線圈進(jìn)行掃描。采用短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short time inversion recovery,STIR)及T2 預(yù)飽和脂肪抑制序列(T2-weighted spectral adiabatic inversion recovery,T2-SPAIR),且均為斜橫斷位掃描(圖1B、1C),掃描角度可參考CT 重建角度。飛利浦MRI儀掃描參數(shù)如下:(1) STIR 序列,重復(fù)時(shí)間(repetition time,TR)=2182 ms,回波時(shí)間(echo time,TE)=60 ms,圖像視野(field of view,F(xiàn)OV)=35.0 cm×42.2 cm,層厚3.0 mm,層間距3.0 mm,平靜呼吸掃描,時(shí)間5 min;(2) T2-SPAIR 序列,TR=1100 ms,TE=70 ms,F(xiàn)OV=40.0 cm×35.6 cm,層厚3.0 mm,層間距3.0 mm,屏氣掃描,分3次完成,共需45 s。西門子MRI 儀掃描參數(shù)如下:(1) STIR 序列,TR=2740 ms,TE=65 ms,F(xiàn)OV=40.0 cm×32.4 cm,層厚3.0 mm,層間距3.0 mm,平靜呼吸掃描,時(shí)間5 min;(2) T2-SPAIR 序列,TR=2530 ms,TE=73 ms, FOV=40.0 cm×30.0 cm,層厚3.0 mm,層間距3.0 mm,屏氣掃描,分3 次完成,共需45 s。首先用STIR序列從胸廓開口掃描至第12肋骨下緣,然后確定肋骨骨折的范圍,最后根據(jù)確定的范圍進(jìn)行T2-SPAIR 序列的掃描。若骨折范圍大,T2-SPAIR 序列可分兩次進(jìn)行掃描。一位患者可在10 min內(nèi)掃描完成。
圖1 電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)斜橫斷位重建角度及磁共振成像(MRI)斜橫斷位掃描角度。1A:CT 斜橫斷位重建角度,可以在腋?jìng)?cè)矢狀位上觀察到肋骨走行,調(diào)整定位線(紅線)使之與肋骨走行大致平行即可得到斜橫斷位圖像;1B:飛利浦MRI儀斜橫斷位掃描角度,由于只能獲取正中矢狀位定位相,故定位線角度(黃線)需參考CT 重建角度;1C:西門子MRI儀斜橫斷位掃描角度,其可獲取腋?jìng)?cè)矢狀位定位相,觀察到肋骨走行,調(diào)整定位線(藍(lán)線)與肋骨走行平行即可掃描斜橫斷位圖像。 圖2 Ⅰ型與Ⅱ型肋骨骨折示意圖。2A、2B:Ⅰ型骨折血腫機(jī)化期及骨痂形成期的示意圖,顯示骨皮質(zhì)斷裂,血腫及骨痂蔓延至骨皮質(zhì)外周;2C、2D:Ⅱ型骨折血腫機(jī)化期及骨痂形成期的示意圖,顯示血腫及骨痂僅出現(xiàn)在骨小梁內(nèi),骨小梁骨折,骨皮質(zhì)未發(fā)生斷裂。
細(xì)微肋骨骨折的定義:在首次CT 檢查中能顯現(xiàn),但因骨折細(xì)小不易被發(fā)現(xiàn)。本研究將首次CT 檢查陰性的隱匿性骨折也納入其中。CT 能顯示的細(xì)微骨折可分為兩型[12]:(1)完全性骨折:貫穿肋骨皮質(zhì)的骨折線,斷端一般無(wú)移位。(2)不全性骨折:一側(cè)骨皮質(zhì)凹陷、隆起或斷裂。
肋骨骨折的確診依據(jù)為復(fù)查CT 上有骨痂形成,不論骨皮質(zhì)是否明顯斷裂。
所有患者圖像均由兩位有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生獨(dú)立閱讀和分析,且僅觀察斜橫斷位圖像。為了避免回憶偏差,放射科醫(yī)生須在不知道患者CT 復(fù)查結(jié)果的情況下進(jìn)行診斷,且閱讀同一位患者的CT 和MRI 圖像至少間隔一周。如有分歧,由高年資主任醫(yī)師做出最終診斷。兩位醫(yī)生首次CT診斷結(jié)果Kappa值為0.887,MRI 診斷結(jié)果Kappa 值為0.883,兩位醫(yī)生的首次CT及MRI診斷結(jié)果均具有較好一致性。
以傷后4~8周的復(fù)查CT有骨痂生長(zhǎng)變化為金標(biāo)準(zhǔn),利用公式計(jì)算MRI及首次CT檢查對(duì)細(xì)微肋骨骨折的診斷準(zhǔn)確率及敏感度。診斷準(zhǔn)確率為所有診斷骨折處數(shù)量準(zhǔn)確診斷的百分比;敏感度是實(shí)際骨折且被診斷為骨折的概率。采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,將MRI 與首次CT 檢查檢出的骨折數(shù)進(jìn)行Fisher 確切概率法檢驗(yàn),P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,并用Kappa 檢驗(yàn)分析STIR 與T2-SPAIR 序列診斷結(jié)果的一致性。
根據(jù)肋骨骨折的復(fù)查CT 特征將細(xì)微肋骨骨折分為兩型(圖2),Ⅰ型為骨皮質(zhì)完全或不完全斷裂,伴有外生骨痂和/或骨內(nèi)骨痂形成,Ⅱ型為骨皮質(zhì)顯示完整,伴有骨內(nèi)骨痂形成,后者代表骨小梁發(fā)生了微骨折但未明顯累及骨皮質(zhì)。
復(fù)查CT 共確診91 處細(xì)微骨折,Ⅰ型骨折86 處(占94.51%),Ⅱ型骨折5 處(占5.49%)。其中63 處(69.23%)位于前肋,9處(9.89%)位于腋肋,19處(20.88%)位于后肋。
首次CT 檢查發(fā)現(xiàn)55 處細(xì)微骨折,全部為Ⅰ型骨折,其中11 處為完全性骨折,44 處為不全性骨折,診斷準(zhǔn)確率及敏感度均為60.44%。Ⅱ型骨折在首次CT 上均為陰性。首次CT 檢查共漏診36 處骨折,經(jīng)過(guò)與復(fù)查CT 圖像對(duì)比發(fā)現(xiàn),其中15 處骨折首次CT 可以觀察到細(xì)微的骨皮質(zhì)稍扭曲或斷裂等異常,余下的21處骨折首次CT顯示骨皮質(zhì)形態(tài)正常。
MRI 檢查共診斷90 處骨折,其中3 處為假陽(yáng)性,4 處骨折未檢出,其診斷準(zhǔn)確率為92.55%,敏感度為95.60%。Ⅰ型骨折共85 處(3 處為假陽(yáng)性),在STIR 及T2-SPAIR 序列上表現(xiàn)為“三明治”征,即內(nèi)層為高信號(hào)的骨髓水腫影,中層為低信號(hào)的骨皮質(zhì),外層為高信號(hào)的骨膜下積液;Ⅱ型骨折共5 處,表現(xiàn)為高信號(hào)的骨髓水腫影,無(wú)明顯骨膜下積液。
圖3及圖4分別展示了Ⅰ型與Ⅱ型肋骨骨折在復(fù)查CT、首次CT及MRI檢查上的表現(xiàn)。
圖3 女,40歲,車禍傷,左側(cè)第7前肋Ⅰ型骨折。3A:受傷第32天行CT復(fù)查示左側(cè)第7前肋骨皮質(zhì)斷裂伴少許骨痂形成(箭);3B:受傷第2天行首次CT檢查示左側(cè)第7 前肋骨皮質(zhì)斷裂,未見移位(箭);3C、3D:受傷第2 天行MRI 檢查,STIR 序列及T2-SPAIR 序列顯示左側(cè)第7 前肋“三明治”征(箭)。 圖4 女,51歲,車禍傷,左側(cè)第3肋骨Ⅱ型骨折。4A:受傷第33天行CT復(fù)查示左側(cè)第3肋骨內(nèi)見骨內(nèi)骨痂形成,骨皮質(zhì)未見明顯斷裂(箭);4B:受傷當(dāng)天行首次CT檢查示左側(cè)第3肋骨未見明顯異常;4C、4D:受傷第2天行MRI檢查,STIR序列及T2-SPAIR序列顯示左側(cè)第3肋骨內(nèi)高信號(hào)的骨髓水腫影,與骨痂形成范圍相仿(箭)。
兩種檢查方法共同診斷為骨折的有55 處,MRI 檢查診斷陽(yáng)性而CT檢查漏診的有35處,MRI檢查漏診而CT檢查診斷陽(yáng)性的有0 處,兩種檢查都漏診的有4 處。MRI 檢查對(duì)細(xì)微肋骨骨折的診斷準(zhǔn)確率和敏感性明顯高于CT檢查結(jié)果,經(jīng)Fisher確切概率法檢驗(yàn)兩種檢查方法的診斷結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.027),見表1。STIR 與T2-SPAIR 序列診斷結(jié)果Kappa 值為0.789,提示兩種序列診斷結(jié)果具有較好一致性。
表1 MRI檢查及首次CT檢查診斷細(xì)微肋骨骨折的結(jié)果比較
目前CT 檢查被認(rèn)為是胸部創(chuàng)傷患者的首選檢查方法,但肋骨骨折漏診及誤診仍是醫(yī)院常見的問題[13]。為了提高肋骨骨折的早期診斷準(zhǔn)確率,本研究首次系統(tǒng)地將MRI 檢查應(yīng)用于輕度胸外傷患者,并對(duì)細(xì)微肋骨骨折提出新的分型,結(jié)果顯示MRI 檢查在早期診斷細(xì)微肋骨骨折上較CT 檢查具有明顯優(yōu)勢(shì)。
早期明確骨折的有無(wú)及骨折的數(shù)量不僅可以幫助臨床醫(yī)生為患者選取最佳治療方案,在傷情鑒定中也尤為重要。在交通事故及工傷鑒定等案件中,骨折的數(shù)量與賠償金額直接相關(guān),6 根及以上骨折構(gòu)成傷殘將面臨巨額賠償,而5 根及以下肋骨骨折只有誤工費(fèi)等小額賠償。在故意傷害等刑事案件中,根據(jù)肋骨骨折數(shù)目的不同分為輕微傷(1 處骨折)、輕傷二級(jí)(2~5 處骨折)及輕傷一級(jí)(6 處及以上),輕傷二級(jí)即構(gòu)成刑事案件。雖然肋骨骨折可以通過(guò)復(fù)查CT 進(jìn)行確診,但需等待3~8 周[14],對(duì)于受害者來(lái)說(shuō)可能會(huì)造成精神及經(jīng)濟(jì)的雙重壓力,在此期間,如果患者首次CT 檢查發(fā)生漏診而沒有得到止痛、制動(dòng)等治療措施有可能會(huì)發(fā)展成移位型骨折,延誤診治甚至引發(fā)糾紛,故公安與檢察機(jī)關(guān)要求盡快明確骨折數(shù)量。本研究結(jié)果表明MRI 檢查對(duì)細(xì)微肋骨骨折的診斷準(zhǔn)確率達(dá)92.55%,可以為傷情鑒定提供早期可靠依據(jù),且MRI 檢查較CT三維重建檢查費(fèi)用稍低,還可以避免輻射危害。
不同于傳統(tǒng)的肋骨骨折分型,本研究根據(jù)肋骨骨折在復(fù)查CT 的不同表現(xiàn)提出一種新的分型,Ⅰ型為骨皮質(zhì)完全或不完全斷裂伴外生骨痂和/或骨內(nèi)骨痂形成,在MRI 的壓脂序列上表現(xiàn)為高信號(hào)的骨髓水腫影伴骨膜下積液形成;Ⅱ型為骨皮質(zhì)顯示完好伴骨內(nèi)骨痂形成,這是骨小梁發(fā)生微骨折的表現(xiàn),在壓脂序列上僅見高信號(hào)的骨髓水腫影,無(wú)骨膜下積液。骨髓內(nèi)高信號(hào)影是由于骨小梁斷裂引起骨髓出血水腫,骨膜下積液可能是骨皮質(zhì)斷裂導(dǎo)致骨膜內(nèi)的毛細(xì)血管破裂出血,血管壁通透性增加,組織液滲出積聚在骨膜下,在低信號(hào)的骨皮質(zhì)周圍形成高信號(hào)影,積液多者可延肋骨周圍蔓延一圈,積液少者可僅聚集在一側(cè)骨皮質(zhì)周圍且為斷裂骨皮質(zhì)一側(cè)。在本研究中,Ⅰ型骨折在首次CT檢查上可為陰性(占39.56%),這可能與骨折平面透亮度低[6]和血腫積聚在骨折線周圍致使骨折線模糊[14]有關(guān);Ⅱ型骨折由于骨皮質(zhì)顯示完好,僅骨小梁發(fā)生了微骨折,故首次CT 檢查往往不能發(fā)現(xiàn)。有學(xué)者[15]認(rèn)為骨小梁微骨折是骨挫傷的表現(xiàn),但本研究認(rèn)為骨小梁微骨折屬于骨內(nèi)骨折,應(yīng)列為Ⅱ型骨折,在臨床實(shí)際工作中常常漏診,是一種特殊的隱匿性骨折,需引起重視。本研究所提出的骨折分型的優(yōu)點(diǎn)是在提高細(xì)微肋骨骨折的診斷準(zhǔn)確率的同時(shí),還可以利用MRI 上肋骨骨折的不同表現(xiàn)判斷出骨皮質(zhì)是否斷裂,進(jìn)一步為臨床診療工作提供可靠依據(jù)。
CT 可以評(píng)估骨皮質(zhì)的完整性、有無(wú)軟組織腫塊和骨折碎片的位置形態(tài),還具有強(qiáng)大的后處理功能,通過(guò)斜橫斷位重建,使一根肋骨最大化地顯像在同一層面上[14],能直觀地顯示骨折部位、形狀和數(shù)目。本研究結(jié)果表明CT 檢查對(duì)細(xì)微肋骨骨折的診斷準(zhǔn)確率60.44%,低于李躍興等[16]的研究結(jié)果,主要是因?yàn)楸狙芯坎捎昧藦?fù)查CT作為標(biāo)準(zhǔn),一些首次CT陰性的隱匿性骨折在骨痂生長(zhǎng)期被發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致早期CT 檢出率降低,故CT 檢查已經(jīng)不能滿足早期診斷肋骨骨折的要求,需要更敏感的檢查技術(shù)。
MRI 具有軟組織分辨率高、無(wú)電離輻射等優(yōu)點(diǎn)[17],對(duì)于出血、水腫等變化具有高度敏感性,本研究結(jié)果表明其對(duì)細(xì)微肋骨骨折的診斷準(zhǔn)確率(92.55%)及敏感度(95.60%)均很高,可早期準(zhǔn)確診斷肋骨骨折。此外,MRI 檢查可以根據(jù)骨膜下積液、骨髓水腫等間接征象來(lái)判斷骨皮質(zhì)及骨小梁是否損傷,在診斷隱匿性骨折上具有顯著優(yōu)勢(shì),是隱匿性骨折的最佳檢查方法[18]。本組病例有2名患者首次CT檢查未見肋骨骨折,但MRI檢查在早期即發(fā)現(xiàn)各有2處Ⅰ型肋骨骨折,這說(shuō)明MRI檢查較早期CT 檢查在診斷隱匿性肋骨骨折上具有極大優(yōu)勢(shì)。肋骨損傷的MRI 并不是常規(guī)進(jìn)行的項(xiàng)目,且與心跳和呼吸有關(guān)的偽影可能會(huì)影響診斷,加上MRI 檢查時(shí)間較長(zhǎng),故不建議重度胸外傷患者做此項(xiàng)檢查。而對(duì)于無(wú)MRI 檢查禁忌證及無(wú)肺內(nèi)并發(fā)癥跡象的輕度胸外傷患者可以推薦MRI 檢查作為常規(guī)檢查方式。
由于肋骨的走行方向?yàn)楹笊舷蚯跋?,可采用平行于肋骨走行的斜橫斷位掃描,盡可能在同一層面上顯示一根肋骨的形態(tài),有利于觀察肋骨骨折導(dǎo)致的信號(hào)改變。根據(jù)受傷部位的不同掃描角度有所不同,受傷部位越往下角度越大,一般掃描角度為25°~45°。先掃描STIR 序列,它是一種對(duì)場(chǎng)強(qiáng)要求不高的脂肪抑制序列,大的掃描FOV 也能取得較好的脂肪抑制效果[19],一次掃描范圍可包全12 對(duì)肋骨,且受呼吸影響小,故掃描過(guò)程中患者只需平靜自由呼吸即可獲得滿意的圖像。但其成像時(shí)間長(zhǎng)且在抑脂的同時(shí)也使其他呈短T1 信號(hào)的組織被抑制,影響其他組織的信號(hào)強(qiáng)度[20]。在此基礎(chǔ)上,本研究選擇T2-SPAIR 序列進(jìn)行第二次補(bǔ)充掃描,此序列成像均勻、圖像信噪比高、掃描時(shí)間短,但其一次掃描范圍不宜過(guò)大,可包括5~6對(duì)肋骨,需根據(jù)STIR序列上異常信號(hào)范圍進(jìn)行指定區(qū)域掃描,若骨折范圍過(guò)大,應(yīng)分兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描。值得注意的是,T2-SPAIR序列受呼吸運(yùn)動(dòng)影響大,故需要患者配合屏氣,一次屏氣需15 s,共3 次,多數(shù)患者配合良好。本研究發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)序列在診斷肋骨骨折上具有較高一致性,而STIR 序列由于不受呼吸運(yùn)動(dòng)的影響,且一次掃描可包全12 對(duì)肋骨,方便肋骨骨折的計(jì)數(shù)和定位,同時(shí)有學(xué)者認(rèn)為STIR 序列對(duì)骨折具有很高敏感性,可用于骨折的篩查[21],故對(duì)于輕度胸外傷患者也可只掃描STIR序列用于診斷肋骨骨折。
首先,樣本量的不足導(dǎo)致Ⅱ型骨折數(shù)偏少,對(duì)Ⅱ型骨折的MRI 表現(xiàn)不能全面評(píng)估,因此,接下來(lái)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大樣本量進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證;其次,為了減少檢查時(shí)間,本研究掃描序列有限,不利于顯示肋骨以外的病變,在后續(xù)的研究中會(huì)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加一些序列;另外,考慮MRI 檢查不適用于嚴(yán)重創(chuàng)傷患者,本研究?jī)H納入輕度胸外傷患者,限制了MRI 檢查在嚴(yán)重創(chuàng)傷患者中的應(yīng)用。
綜上所述,MRI檢查對(duì)細(xì)微肋骨骨折具有較高診斷準(zhǔn)確率及敏感性,能清晰顯示骨髓水腫(Ⅰ、Ⅱ型骨折)和骨膜下積液(Ⅰ型骨折)。由于MRI 檢查具有較高的性價(jià)比及無(wú)輻射的優(yōu)點(diǎn),MRI 可作為除CT 檢查以外的常規(guī)補(bǔ)充檢查項(xiàng)目應(yīng)用于需行肋骨檢查的輕度胸部創(chuàng)傷患者。
作者利益沖突聲明:全體作者均聲明無(wú)利益沖突。