王詩鳴,肖智博*,陸云峰,廖軍義,金瑞,李巧琳,何諧
重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 1.放射科,2.骨科,重慶 400016
骶椎是人體在高墜傷、仰倒式摔傷等突發(fā)意外時易出現(xiàn)骨折等病變的部位,而影像檢查技術是對其進行術前精準診斷、術后準確評估的主要手段[1~6]。目前,骶椎外傷患者影像檢查首選X 線攝影,骶椎正位是最常用的攝影體位之一[5,6]。但臨床應用中發(fā)現(xiàn)依托現(xiàn)有的骶椎正位X 線攝影體位規(guī)范[7]攝取骶椎影像常存在質(zhì)量欠佳的情況,影像中骶椎下段與前方的恥骨聯(lián)合存在一定的組織影像重疊,使骶椎不能得到較完整的顯示,影響對該部病變的診斷和進一步治療[4,6]。因此,有必要對現(xiàn)有的骶椎正位X 線攝影體位進行優(yōu)化。骶椎的解剖形態(tài)及其與周圍組織的位置關系是體位優(yōu)化設計研究的基礎和主要影響因素。其中對骶椎正位X 線攝影體位優(yōu)化設計影響最大者,一是骶椎上下端中點連線(本文命名為M)與人軀體長軸的相對夾角(銳角)A;二是恥骨聯(lián)合上緣與骶椎下緣的連線(本文命名為N)和軀體長軸垂線之間的夾角B(以軀體長軸垂線以上夾角為正,以下為負)。角A 涉及排除周圍其他組織結構影像重疊干擾情況下X 線中心線最佳入射傾斜方向的理想設計方案。因恥骨聯(lián)合是唯一可能對骶椎正位X 片影像形成重疊影干擾的骨組織,角B 關系到接近理想體位的優(yōu)化體位設計方案的最終確定(若B≥A,則取A;若B<A,則取B,作為優(yōu)化體位中的X 線中心線最佳入射傾斜方向)。筆者回顧性收集患者骨盆腔(顯示全部骶椎和恥骨)CT 影像,借助CT 圖像和圖像重組技術開展骶椎的影像解剖學研究,對角A 和角B 進行測量和分析,提高對骶椎的解剖形態(tài)及其與恥骨聯(lián)合的位置關系等的認識,為骶椎正位X 線攝影體位的優(yōu)化設計提供解剖學依據(jù)。
隨機選取2017 年4 月~2018 年3 月于我院行CT平掃檢查的1000 例骨盆腔CT 影像病例納入本研究,其掃描體位為標準仰臥位,排除可能影響研究結果的疾病類型:骨盆骨質(zhì)破壞患者;骨盆骨折或腫瘤病變者;骶椎存在明顯移位患者;掃描范圍內(nèi)的脊柱存在側(cè)彎等畸形。其中,年齡最大者99 歲,最小14 歲,平均(50.5±17.9)歲;男性538 例,女性462 例。
1.2.1 檢查 采用SOMATOM Perspective 128 排VCT機行螺旋掃描,層厚5 mm,螺距0.9:1,130 kV,200 mA,F(xiàn)OV 14~15 cm,重建矩陣512×512。以0.6 mm 的層厚對原始數(shù)據(jù)進行薄層重建,并將之傳輸?shù)絪yngoMMWP VE40C 工作站進行圖像重組,主要為容積重組(volume reformation,VR)和多平面重組(multi planar reformation,MPR)。
1.2.2 數(shù)據(jù)采集和分組 利用syngoMMWP VE40C 圖像后處理工作站對每份病例的影像進行VR 技術處理,觀察骶椎的走形及其與恥骨聯(lián)合的位置關系,再進行MPR 技術處理,在標準側(cè)位視圖的正中矢狀面層面圖像上進行以下參數(shù)測量:骶椎上下端中點連線(M)與軀體長軸之間的夾角(銳角)A;恥骨聯(lián)合上緣與骶椎下緣的連線(N)和軀體長軸垂線之間的夾角B,以軀體長軸垂線以上夾角為正,以下為負。見圖1。每份病例角A 和角B 測量由放射技師、放射醫(yī)師和骨科醫(yī)師各1 人共同完成,取三者均值。同時,記錄患者的性別和年齡。根據(jù)20 世紀末聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織年齡分段標準,13~17 歲為青少年、18~45 歲為青年,但因人體進入成年期(≥18 歲)后骨骼發(fā)育已成型,而本研究納入的1000 份病例中未成年者極少,且最小者也已過14 歲,故將青少年與青年病例統(tǒng)稱為青少年組(14~45 歲),與中年組(46~69 歲)和老年組(>69 歲)共同組成3 個年齡段分組。
圖1 角A 和B 測量示意圖Fig.1 The schematic diagram of the measurement of angle A and angle B
利用SPSS 22 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,以()表示,對性別組間的數(shù)據(jù)進行比較時,方差齊,采用兩樣本t檢驗,方差不齊,采用秩和檢驗;采用Pearson 法對角A、B 與年齡之間的相關性進行分析;對年齡組間的數(shù)據(jù)進行比較時,方差齊,采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD 法,方差不齊,采用Kruskal-Wallis 檢驗進行多重比較;計數(shù)資料和各組間的差異以率(%)表示,采用χ2檢驗。統(tǒng)計學差異有意義表示為P<0.05。
本研究納入1000 份骶椎CT 影像病例的骶椎均呈底向上、尖向下、前面凹陷、上下端中點連線與人軀體長軸向下后方向夾角A 為銳角(0 °<A<90°),恥骨聯(lián)合位于骶椎的前正中下方或偏下處(圖2)。測量角A 為(37.00±6.67)°,角B 為(9.27±7.15)°。B>0 °者占89.7%(897/1000)。
圖2 骶椎角度及其與恥骨聯(lián)合相對位置示意圖Fig.2 The shape of the sacral vertebra and its relative position with the pubis symphysis
角A 和角B 測量值與年齡之間的Pearson 相關系數(shù)分別為0.140 和-0.123,分別呈弱的正相關和負相關。對不同年齡段人群的角A 和角B 的測量結果進行對比發(fā)現(xiàn):如表1 所示,中年組(46 歲~69 歲)和老年組(>69 歲)人群的角A 測量值分別為(37.82±6.34)°和(37.60±6.65)°,二者之間的差異不顯著(P>0.05),青少年組(14 歲~45 歲)人群的角A 測量值(35.86±6.88)°與上述兩個年齡段人群相比較小,差異存在統(tǒng)計學意義(P<0.05)。中年組和老年組人群的角B 測量值分別為(8.88±7.23)°和(7.83±6.93)°,二者之間的差異不顯著(P>0.05),而青少年組人群的角B 測量值為(10.27±7.02)°,明顯高于上述兩個年齡段人群(P<0.05)。
表1 不同年齡段角A 和B 測量結果(,°)Tab.1 Comparison of angle A and angle B data in different age groups (Mean±SD,°)
表1 不同年齡段角A 和B 測量結果(,°)Tab.1 Comparison of angle A and angle B data in different age groups (Mean±SD,°)
注:* P<0.05,組間差異有統(tǒng)計學意義Note:*P<0.05,there was statistical difference in age groups
對不同性別人群的角A 和B 對比發(fā)現(xiàn):男性角A結果低于女性,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05);角B男性也明顯低于女性(P<0.05),見表2。
表2 不同性別角A 和B 測量結果(,°)Tab.2 Comparison of angle A and angle B data in different gender (Mean±SD,°)
表2 不同性別角A 和B 測量結果(,°)Tab.2 Comparison of angle A and angle B data in different gender (Mean±SD,°)
注:* P<0.05,組間差異有統(tǒng)計學意義Note:*P<0.05,there was statistical difference in gender
骶椎位于骨盆腔內(nèi),上接第5 腰椎,下續(xù)尾椎,兩側(cè)借骶髂關節(jié)與髂骨相連,是構成骨盆腔后側(cè)的主要骨組織,其整體呈前方凹陷、底向上、尖向下,從底至尖向下后方走形,而恥骨聯(lián)合位于骶椎的前正中下方或偏下位置,是X 線攝影等平面影像檢查時對骶椎影像唯一可能存在前后方向上重疊干擾的骨組織。本研究的1000 份病例中,B>0 °者占89.7%(897/1000),說明普通人群中絕大多數(shù)的恥骨聯(lián)合上緣與骶椎下緣的連線N 和軀體長軸的垂線間夾角為正,即恥骨聯(lián)合上緣較骶椎下緣的位置更低,此時,若以標準前后體位(X 線中心線垂直于軀體長軸入射)進行X 線攝影檢查時,恥骨聯(lián)合不會對骶椎的影像形成重疊影干擾,但是由于角A 均大于0,此體位獲取的影像中骶椎的顯示并非最佳,為獲取骶椎正位顯示最佳的影像,需對檢查體位中X 線中心線入射傾斜角度進行優(yōu)化調(diào)整,而角A 和B 的測量值成為其主要的參考依據(jù)。因此,對骶椎的走形及其與恥骨聯(lián)合的相對位置關系研究有重要應用價值。
在本研究中,1000 例可顯示全部骨盆腔的CT 影像的角A 和角B 測量值與年齡之間的Pearson 相關系數(shù)0.140 和-0.123 均較低,角A 和角B 值與年齡分別呈弱的正相關和負相關。將1000 例角A 和B 測量值按照年齡段分為3 組進行比較,結果顯示隨著年齡的增長,角A 從青少年到中年過程中逐漸增大,但中年與老年組間的差異不明顯;角B 逐漸減小,但進入中年以后其減小趨勢趨緩。本研究中老年組人群的角A、角B 值均較中年組稍低,但無統(tǒng)計學差異,二者與青少年組之間的差異明顯(P<0.05),青少年組的角A 值小于中年組和老年組,而角B 值高于較高年齡段兩組。據(jù)文獻報道,隨著年齡的增長,腰骶椎逐漸退變,腰骶角逐漸變大[8~13](圖3),腰骶角變大易使本文中角A 值變大,這與本研究結果相一致。另外,本研究結果中角B 隨青少年到中、老年年齡的增長而變小,產(chǎn)生這一變化的原因可能與我國人群到中年普遍出現(xiàn)一定程度的脊柱退行性變有關[14],進入中老年后,人體在長期坐位或站立位等負重情況下因生物力學作用出現(xiàn)骶椎向下向前傾斜[15~17],這一變化除了使角A 變大,還可造成角B 變小。因此,對45 歲以上中老年人群和以下青少年人群進行骶椎前后位X 線攝影檢查時,應參考其對應的不同角A 和角B 的測量值,分開設計、施行。
圖3 腰骶角測量示意圖1. S1上緣線2.水平線α.腰骶角Fig.3 The schematic diagram of the measurement of lumbosacral angle1, upper margin line of S1; 2, horizontal line; α,lumbosacral angle
因生理功能和構成原因,骨盆腔存在一定程度的性別差異[18~22],骶椎與恥骨聯(lián)合二者的相對位置關系存在一定的差別。文獻報道女性平均腰骶角大于男性[10,11],恥骨聯(lián)合的位置低于男性[23,24],基于此,理論上女性的角A、角B 均值應都大于男性。本研究中女性角A 和角B 均值相比于男性均明顯較大,與文獻報道相符。因此,對人群行骶椎前后位X 線攝影等檢查,應考慮到不同性別人群間角A、角B 的差異,合理選用體位和方案。
總之,骶椎的解剖形態(tài)及其與恥骨聯(lián)合的相對位置情況與年齡、性別因素有關,與青少年相比,中老年人的骶椎上下緣連線更趨于水平(與軀體長軸的夾角A 更大),骶椎下緣與恥骨聯(lián)合上緣連線與水平線的夾角B 更?。欢员饶行缘镊咀瞪舷戮夁B線更趨于水平,骶椎下緣與恥骨聯(lián)合上緣連線與水平線的夾角B 更大。在對骶椎進行X 線攝影等檢查時,應充分考慮到相關因素,合理選用檢查體位和操作方案。