引用本文
邱丽蓉, 张翠萍, 邓振华. 多层螺旋CT及后处理技术对肋骨骨折的诊断价值[J].刑事技术, 2021,46(4):337-341
QIU Lirong, ZHANG Cuiping, DENG Zhenhua. Diagnostic Value of Three-access MSCT Imaging for Rib Fracture[J]. Forensic Science and Technology,2021,46(4): 337-341  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2021.0030
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多层螺旋CT及后处理技术对肋骨骨折的诊断价值
邱丽蓉1, 张翠萍2, 邓振华1,*
1.四川大学华西基础医学与法医学院,成都 610041
2.四川现代医院,成都 610041
* 通信作者简介:邓振华,男,四川成都人,博士,教授,研究方向为法医临床学。E-mail: fydzh@vip.163.com

第一作者简介:邱丽蓉,女,四川成都人,硕士研究生,研究方向为法医临床学。E-mail: 275902960@qq.com

收稿日期: 2020-05-27 修回日期: 2020-10-11
摘要

目的 对多层螺旋CT（MSCT）轴位与两种图像后处理技术在肋骨骨折诊断中的价值进行探讨,评价肋骨骨折较佳检查时间和方法。方法 收集2014年11月至2018年10月共138例存在胸部外伤并诊断有肋骨骨折且于伤后1周内、伤后第2、4、8周行MSCT检查的伤者的影像资料,对三种影像学方法在不同时间检出的肋骨骨折数量进行比较分析。结果 138例样本肋骨骨折共542处,伤后1周内CT轴位、多平面重组（MPR）、三维容积再现技术（3DVR）提示骨折为500处、512处、457处;伤后第2周三种方法提示骨折为538处、541处、527处;伤后第4周三种方法提示骨折为541处、542处、541处;伤后第8周三种方法均提示骨折542处。结论 三种方法对伤后1周内肋骨骨折数量的诊断不完全准确,MPR检出率最高;伤后第4~8周三种方法间无显著差异,检出率基本达到100%。

关键词: 法医临床学; 肋骨骨折; 多层螺旋CT; 多平面重组; 三维容积再现技术
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2021)04-0337-05
Diagnostic Value of Three-access MSCT Imaging for Rib Fracture
QIU Lirong1, ZHANG Cuiping2, DENG Zhenhua1,*
1. West China School of Basic Medical Sciences & Forensic Medicine, Sichuan University, Chengdu 610041, China
2. Modern Hospital of Sichuan, Chengdu 610041, China
Abstract

Objective To explore the diagnostic value of three-access MSCT (multislice spiral computed tomography) imaging for rib fracture so as to evaluate the appropriate examination time and methodical choice.Methods The MSCT-imaging materials were collected with 138 cases of thoracic trauma plus rib fracture photographed between November 2014 and October 2018. The collected imaging materials were the ones from MSCT examinations performed within 1 week after injury and those of post-injury 2, 4 and 8 weeks. The amounts of rib fracture were individually noted out from the detection through three-access MSCT imaging choices at different time after injury.Results A total of 542 rib fractures were detected in the 138 samples, with ones from CT axial position, MPR (multi-planner reformatting) and 3DVR (three-dimensional volume rendering) respectively indicating 500, 512 and 457 counts within 1 week after injury. Further, the above three-access MSCT imaging choices showed 538, 541 and 527 fractures that were examined for post-injury 2 weeks, consecutively having for post-injury 4 weeks brought out 541, 542 and 541 fractures and for post-injury 8 weeks all demonstrated 542 fractures.Conclusions The three-access MSCT imaging choices are not completely accurate in diagnosing the amount of rib fractures within 1 week after injury. The MPR is of highest detection rate. There is no significant difference among the three-access MSCT imaging choices during 4 to 8 weeks after injury, with the 100% detection rate being basically reached.

Key words: forensic clinical medicine; rib fracture; MSCT; MPR; 3DVR

肋骨骨折是胸部常见损伤之一, 其定性、定量诊断是法医临床鉴定工作中的重要内容。受肋骨结构、骨折部位、骨折程度、骨折线走行等影响, 部分肋骨骨折诊断难度较大。X线平片是诊断肋骨骨折的常规和首选检查方法, 但近年来的影像学实践已证明单纯通过X线片评定肋骨骨折不完全可靠[1, 2]。多层螺旋CT（multislice spiral CT, MSCT）较X线片具有更高的密度分辨率及空间分辨率, 其重组技术不涉及对原始数据的处理, 为确诊肋骨骨折提供了更为可靠的途径[3]。常见的重组技术主要有最大密度投影法（maximum intensity projection, MIP）、多平面重组（multi-planner reformatted, MPR）、三维容积再现技术（three-dimensional volume rendering, 3DVR）。本研究选择CT轴位、MPR、3DVR三种方法进行比较。

法医临床学对肋骨骨折诊断要求是确证诊断。但实践中受CT质量、参数设置、重组方法、拍摄时间等因素影响, 鉴定人对肋骨骨折的认定可能存在差异, 有时会造成重复鉴定, 不仅增加相关部门执法和诉讼成本, 也影响司法鉴定的公信力。

基于上述情况, 为提高法医临床学工作者对肋骨骨折的诊断能力, 本研究在参考国内外相关文献的基础上, 对三种影像学方法在肋骨骨折诊断中的价值进行探讨, 比较分析肋骨骨折较佳检查时间和方法。

1 材料与方法

本研究收集四川现代医院2014年11月至2018年10月共138例外伤致肋骨骨折伤者影像资料, 男性94例, 女性44例, 年龄范围为23~74 岁, 平均年龄50 岁。此138例在受伤1周内行胸部MSCT检查, 并以此作为首次检查时间。因肋骨骨折后骨痂形成是一个过程, 同时临床医生安排伤者复查均是根据病情需要, 故胸部CT复查时间分别在伤后约第2周（第14 d± 3d）, 伤后约第4周（第28 d± 3 d）, 伤后约第8周（第56 d± 3 d）。扫描范围内出现金属植入物、存在呼吸伪影、肋骨病变、自发性或病理性肋骨骨折者均被排除。伤者对本研究知情同意, 所有检查均以临床治疗为目的进行, 未额外增加伤者辐射量及费用。

采用64排128层螺旋CT扫描, 扫描层厚5 mm, 层间距5 mm, 标准算法重建, 重建层厚0.625 mm, 骨窗位观察, 对扫描后的MSCT轴位图像（图1a）进行MPR（图1b）、3DVR（图1c）并比较骨折数量。

图1 胸部CT轴位（a）、MPR（b）、3DVR（c）图像示意图Fig.1 The exampled thoracic images of MSCT (a), MPR (b) and 3DVR (c)

本研究中肋骨骨折的确诊诊断以首次影像检查及连续复查结果综合判定, 伤后早期CT检查显示肋骨皮质连续性中断、肋骨皮质局部突起或皱褶、肋骨局部骨密度增高, 后期复查对应部位出现骨痂, 软组织肿胀逐渐消失等改变, 则确诊为肋骨骨折; 若后期复查CT与早期的影像学征象无异, 则不考虑诊断为肋骨骨折。使用EXCEL收集汇总所有数据, 利用SPSS 22.0软件包对本次研究的数据进行统计学处理。采用一般性描述分析应用三种影像学方法在相同时间诊断的肋骨骨折数量的最大值、最小值、中位数, 应用秩和检验对三种方法进行统计学分析。P< 0.05表明有统计学意义。

2 结果
2.1 三种影像学方法检查结果

所有样本肋骨骨折共计542处。伤后1周内、伤后第2周、伤后第4周MPR检出的肋骨骨折数量在三种影像学方法中最多, 分别为512处、541处、542处, 伤后第8周CT轴位、MPR、3DVR检查肋骨骨折均为542处（详见表1）。

表1 三种方法在不同时间检出肋骨骨折数量 Table 1 Rib fractures tested with three choices at different time

伤后1周内三种方法检出的肋骨骨折数量差异有统计学意义, 肋骨骨折检出率MPR> CT轴位> 3DVR。伤后第2周CT轴位与MPR检出的肋骨骨折数量差异没有统计学意义; CT轴位与3DVR、MPR与3DVR检出的肋骨骨折数量差异均有统计学意义, 肋骨骨折检出率MPR> CT轴位> 3DVR。伤后第4周及第8周三种方法检出的肋骨骨折数量差异均无统计学意义, 伤后第4周肋骨骨折检出率均> 99%, MPR检出率为100%, 伤后第8周三种方法检出率均为100%。

CT轴位在伤后1周内与伤后第2、4、8周检出肋骨骨折数量差异均有统计学意义, 伤后1周内检出率低于第2、4、8周; 第2、4、8周两两间比较肋骨骨折数量差异均无统计学意义。MPR在伤后1周内与伤后第2、4、8周检出肋骨骨折数量差异均有统计学意义, 伤后1周内检出率低于第2、4、8周; 第2、4、8周两两间比较检出肋骨骨折数量差异均无统计学意义。3DVR在伤后1周内与伤后第2、4、8周检出肋骨骨折数量差异有统计学意义, 伤后第2周与伤后第4、8周检出肋骨骨折数量差异有统计学意义, 伤后第4周与伤后第8周检出肋骨骨折数量差异没有统计学意义, 肋骨骨折检出率伤后第8周> 伤后第4周> 伤后第2周> 伤后1周内。

2.2 值得关注的案例情况

针对同时期三种影像学技术观察肋骨骨折的差异, 本文介绍2例较为典型的案例。

案例一:一伤者伤后1周内CT轴位未见左侧第4肋骨确切骨折征象, MPR示左侧第4肋骨腋段外侧骨皮质断裂, 3DVR示左侧第4肋骨腋段一纵行骨折线（图2）。

图2 伤后1周内胸部MSCT（a. MSCT轴位示左侧第4肋骨未见确切骨折征象; b. MPR示左侧第4肋骨腋后段外侧骨皮质断裂; c. 3DVR示左侧第4肋骨纵行骨折线）Fig.2 Thoracic MSCT images at the first week after injury (a. left 4th rib has no definite sign of fracture on the MSCT axial position; b. left 4th rib’ s posterior axillary segment shows fracture with MPR; c. left 4th rib’ s longitudinal fracture line is shown with 3DVR)

案例二:一伤者伤后1周内CT轴位提示右侧第8肋骨腋后段外侧骨皮质断裂, 第9肋骨腋后段外侧骨皮质走行欠光整, 第10肋骨未见确切骨折或骨质异常变化征象（图3a、b）, MPR显示右侧第8、9肋骨腋后段外侧骨皮质断裂, 右侧第10肋骨腋后段外侧骨皮质见一低密度线影（图3c、d、e）, 3DVR则清晰显示右侧第8~10肋骨腋后段外侧骨皮质的骨折线（图3f）。

图3 伤后1周胸部CT轴位、3DVR与MPR图像（a. CT轴位示右侧第8肋骨腋后段外侧骨皮质断裂; b. CT轴位示右侧第9肋骨外侧骨皮质走行欠光整, 未见骨皮质断裂; c、d. MPR示右侧第8、9肋腋后段外侧骨皮质断裂; e. MPR示右侧第10肋腋后段外侧骨皮质一低密度线影〔以左图蓝色轴线为基线对肋骨重组〕; f. 3DVR图像右侧第8、9、10肋骨腋段骨折。）Fig.3 Thoracic images of MSCT, MPR and 3DVR at the first week after injury (a. CT axial position shows lateral cortical fracture of the right posterior axillary segment of the 8th rib; b. the lateral cortical bone of the right 9th rib is out of shape, yet no fracture of cortical bone; c and d. MPR shows broken of the lateral cortex of axillary segment from the right posterior 8th, 9th ribs; e. MPR shows a low-density linear shadow on the lateral cortex of the right posterior 10th rib with the blue line on the left being as the baseline for 10th rib’ s MPR; f. 3DVR shows fractures on the right axillary of the 8th, 9th and 10th ribs)

3 讨论

CT 轴位是横断扫描得到的二维图像, 对诊断细微骨折或无明显错位的骨折, 尤其对腋段和肋骨小头的骨折具有优势, 是目前诊断肋骨骨折较为可靠的方法。肋骨骨折通常是变化的且具有不确定性, 当骨折无显著错位、骨折线与扫描方向一致时有时难以辨认[4]。
同时肋骨是细长弓状扁骨, 自后上方向前下方走行, 排列与水平面角度不一致, CT轴位上呈节段显示, 体形瘦高者肋骨与水平面角度较矮胖者更大, 前者在横断面上肋骨显示较细短, 不利于骨折的观察。

MPR可在体数据中调整位置和角度, 观察到任一截面, 基本可获得肋骨走行全貌图像, 显示线性无移位的骨折或骨皮质走行不规整等有优势, 但观察范围有限, 不同层面上的投影值易互相遮盖。在鉴定实践工作中, 使用CT轴位观察评价肋骨骨折的情况较多, 但CT轴位存在一定的局限性, 通过图像后处理技术对肋骨进行多方位多角度观察能一定程度弥补CT轴位的不足, 尤其是对于线性无移位的骨折。如前述案例一中, 伤后早期的CT轴位不能发现确切骨皮质断裂征象, 而通过MPR调整观察角度则可清楚看到骨皮质的断裂。

对于某些特殊类型的骨折, 如横行的细微肋骨骨折, 3DVR相对于CT轴位、MPR有独特的优势, 如前述案例二中, 因骨折线与扫描线平行, 在CT轴位、MPR上易漏诊, 通过多角度旋转, 可在3DVR上清楚观察到右侧8~10肋骨的骨折线。但3DVR也有不足, 它存在死角, 如脊柱旁的肋骨骨折难以观察, 肋骨与肋软骨交界处的骨折因肋软骨部分钙化而难以辨认; CT轴位及MPR可显示肋骨走行不规整或走行迂曲, 3DVR因上、下肋骨遮挡而难以观察, 亦难以区分骨痂或其他情况造成的肋骨轮廓改变。冯建军[5]曾报道过1例胸廓的运动伪影在3DVR上误诊为肋骨骨折的案例。

伤后早期部分骨折特征不显著、难以观察到, 后期复查又能够观察到, 故伤后复查的时间节点与肋骨骨折的鉴定时机同样重要。三种方法在伤后1周内与第2周检出的肋骨骨折数量差异有统计学意义, 分析其原因, 考虑是在骨折后血肿炎症机化阶段, 肉芽组织及纤维结缔组织形成, 血肿机化使细微骨折线变得明显; 此外, 早期无明显移位的骨折可因胸廓呼吸运动等因素造成断端移位, 使骨折更易显现。故伤后1周内检查的肋骨骨折数量不完全准确。林园园等[6]研究提示伤后4~6周是肋骨隐匿性骨折检查的最佳时间窗, 与本次研究结果基本一致。三种影像学方法在伤后1周内与伤后第4、8周检出的肋骨骨折数量差异均有统计学意义, 原因应为在骨折2周左右血肿机化, 软骨骨痂中钙盐沉积, 局部骨质膨大, 影像学上表现为密度增高, 故更易观察。

CT轴位、MPR或3DVR在伤后1周内检出的肋骨骨折数量均是不完全准确的, 若仅有CT轴位或MPR, 应结合伤后第2~8周的影像学数据诊断骨折数量以提高准确性, 这与王芳等[7]的研究结果是一致的。3DVR检出率在伤后第2周仍较低, 在仅有3DVR时, 准确诊断肋骨骨折数量需结合伤后第4~8周影像学数据。

伤后1周内检出率MPR> CT轴位> 3DVR, 提示伤后1周内对肋骨骨折数量认定时MPR应作为首选。这与Cho[8]的研究结果一致, 其对130例胸部外伤后1 h内胸部CT轴位和MPR做比较, 发现附加冠状位影像有助于诊断肋骨骨折。但Wang等[9]对45例患者进行MSCT扫描后认为MPR与3DVR对肋骨骨折的诊断优于CT轴位, 与本次研究结果存在差异原因之一可能是Wang的样本量相对较少。

伤后第2周检出率CT轴位> 3DVR、MPR> 3DVR, 即伤后第2周CT轴位或MPR对肋骨骨折数量的认定优于3DVR。伤后第4周三种方法检出率均大于99%, MPR检出率100%, 是同时期三种影像学方法中检出率最高的。伤后第8周三种方法检出率均为100%。综合前期复查的数据, 提示伤后第4~8周进行胸部MSCT复查对肋骨骨折数量认定准确性更高。

综上, 本次研究发现伤后1周内, MSCT轴位、MPR与3DVR检查出的肋骨骨折数量均不完全准确, MPR检出率最高; 伤后第2周, CT轴位与MPR对肋骨骨折数量检出率均高于3DVR, 此时仅依靠3DVR对肋骨骨折数量进行认定不完全可靠。伤后第4~8周, 三种影像学方法对肋骨骨折的检出率基本达到100%。本研究成果可为同行在肋骨骨折检查诊断方面提供借鉴。需要指出的是本次研究未对年龄性别分组研究, 各性别各年龄段人群因骨质、骨膜结构差异, 骨痂形成时间及程度亦存在差异, 目前尚不确定不同年龄、不同性别样本之间三种影像学方法观察结果的差异。此外对骨折愈合时间评估以周为单位, 且存在2~3 d的误差, 不能精确展示肋骨骨折发生、愈合影像规律。

参考文献
[1] 万娟. 128层螺旋CT图像后处理技术对肋骨骨折的诊断体会[J]. 影像研究与医学应用, 2018, 2(5): 108-110.
(WAN Juan. 128-layer spiral CT image post-processing technique for the diagnosis of rib fractures[J]. Journal of Imaging Research and Medical Applications, 2018, 2(5): 108-110. ) [本文引用:1]
[2] 贾应武, 蒋兆飞. 螺旋CT三维成像在肋骨骨折法医学鉴定中的应用[J]. 刑事技术, 2003(2): 34.
(JIA Yingwu, JIANG Zhaofei. Application of 3DVR in the forensic identification of rib fractures[J]. Forensic Science and Technology, 2003(2): 34. ) [本文引用:1]
[3] 于兹喜, 蔡裕兴, 徐惠, 等. 医学影像检查技术学[M]. 2版. 北京: 人民卫生出版社, 2010.
(YU Zixi, CAI Yuxing, XU Hui, et al. Medical imaging inspection techniques [M]. 2nd ed. Beijing: People’s Medical Publishing House, 2010. ) [本文引用:1]
[4] RINGL H, LAZAR M, TOPKER M, et al. The ribs unfolded - a CT visualization algorithm for fast detection of rib fractures: effect on sensitivity and specificity in trauma patients[J]. European Radiology, 2015, 25(7): 1865-1874. [本文引用:1]
[5] 冯建军, 赵如泉. CT三维重建误诊多发肋骨骨折一例[J]. 刑事技术, 2014, 39(2): 9.
(FENG Jianjun, ZHAO Ruquan. A case of misdiagnosis of multiple rib fractures by CT three-dimensional reconstruction[J]. Forensic Science and Technology, 2014, 39(2): 9. ) [本文引用:1]
[6] 林园园, 杜运智, 崔虹飞, 等. 隐匿性肋骨骨折多层螺旋CT检查的最佳时间窗[J]. 中国法医学杂志, 2017, 32(6): 563-566.
(LIN Yuanyuan, DU Yunzhi, CUI Hongfei, et al. Optimal time window for multilayer spiral CT examination of occult rib fractures[J]. Chinese Journal of Forensic Medicine, 2017, 32(6): 563-566. ) [本文引用:1]
[7] 王芳, 卢铃铨. 肋骨细微骨折斜横断位CT重建鉴定最佳时间的探讨[J]. 南京医科大学学报(自然科学版), 2018, 38(1): 122-124.
(WANG Fang, LU Lingquan. Discussion on the optimal time for the identification of CT reconstruction of microfractures of ribs in oblique transverse section[J]. Journal of Nanking Medical University (Natural Science), 2018, 38(1): 122-124. ) [本文引用:1]
[8] CHO S H, SUNG Y M, KIM M S. Missed rib fractures on evaluation of initial chest CT for trauma patients: pattern analysis and diagnostic value of coronal multiplanar reconstruction images with multidetector row CT[J]. British Journal of Radiology, 2012, 85(1018): e845-850. [本文引用:1]
[9] WANG D, LI L, LI N, et al. MDCT evaluation of costal bone lesions: comparison of axial, multiplanar, and 3D volume-rendered images[J]. Medicine, 2015, 94(22): e889. [本文引用:1]