基于压缩感知的全脊柱三维MRI对脊柱侧弯的应用初探

目的:评价基于压缩感知技术的三维全脊柱MRI检查图像质量和对脊柱侧弯患儿病变诊断的准确性。方法:连续纳入16岁以下、因脊柱侧弯行全脊柱三维MRI检查的患者,统计患儿有无脊椎、脊髓病变和病变类型等。对三维MRI图像质量进行评价,将重建矢状位胸椎T2WI图像与随机选取的常规胸椎二维图像的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)进行比较。结果:本研究共纳入患者43例,女性28例,男性15例,中位年龄9.5(5.4,14.7)岁,右胸弯者居多。三维MRI两段拼接扫描中位时间为18 min 45 s(16 min 24 s,19 min 5 s),三段拼接扫描中位时间27 min16 s(25 min 43 s,28 min 4 s),发现脊椎和脊髓病变病例12例。三维MRI图像质量平均分为4.2(3.9,4.5),SNR为8.1(7.3,9.4),CNR为2.6(0.8,4.3),常规二维胸椎MRI图像的SNR为3.7(2.3,4.9),CNR为2.2(0.6,3.3),三维MRI图像的SNR高于常规二维检查(Z=-2.959,P=0.002),而两者图像的CNR无明显差别(Z=-0.624,P=0.569)。结论:全脊柱三维MRI扫描序列检查时间短,可清晰、全景显示脊柱侧弯患儿脊柱脊髓病变。

全脊柱MRI评估骨质疏松患者椎体骨折的分布特点及临床意义

背景:骨质疏松性椎体骨折是骨质疏松患者最常见的并发症。脊柱MRI作为一种新的成像技术,在诊断骨质疏松性椎体骨折方面的灵敏度远高于X射线平片。但全脊柱MRI费用高,扫描时间长。因此,对于骨质疏松性椎体骨折患者,是否都需要进行全脊柱MRI扫描以及哪些患者需要行全脊柱MRI,目前临床上尚无统一定论。目的:通过观察骨质疏松性椎体骨折患者的全脊柱MRI影像学资料,分析椎体骨折的分布特点,并探讨其临床意义。方法:回顾性分析2018年8月至2022年9月在西南医科大学附属医院骨科就诊并被诊断为骨质疏松性椎体骨折患者的病历资料和MRI图像,根据纳入和排除标准将903例患者纳入研究。收集患者一般资料(年龄、性别、体质量指数)、病史特点(病程时间、脊柱外伤手术史、叩击痛区域、疼痛评分等);通过全脊柱MRI图像分析其椎体骨折特点。首先根据患者椎体骨折数量将患者分为单椎体骨折组(n=484)和多椎体骨折组(n=419),并分析两组间的差异。然后再根据骨折椎体间的最远间隔数是否≥5将多椎体骨折组再分为2个亚组,其中A组(骨折椎体最远间隔数<5)306例,B组(骨折椎体最远间隔数≥5)113例,分析2个亚组间的差异。结果与结论:①903例患者中,骨折椎体≥2个的患者有419例(46.4%);发生胸腰椎区域骨折的患者有654例(72.4%),在胸椎区域加腰椎区域和整个胸椎到腰椎区域同时发生骨折的患者有54例(6%);B组患者中96.5%的患者均存在多区域的叩击痛;②单椎体骨折组和多椎体骨折组相比,两组患者在骨密度、病史时间是否≥1个月、低能量损伤史、查体脊柱轴向叩击痛区域分布及数量比较差异有显著性意义(P<0.05);年龄、性别、体质量指数、是否伴基础疾病、疼痛目测类比评分、是否伴老年胸腰椎骨折史、是否伴胸腰椎手术史与骨折椎体数量无统计学意义(P>0.05);③A组与B组进行比较,两组患者骨密度、叩击痛区域分布及数量、低能量损伤病史相比差异有显著性意义(P<0.05);两组患者在年龄、性别、是否伴陈旧性骨折病史、目测类比评分、体质量指数、病史时间是否≥1个月、是否伴基础疾病史、是否伴胸腰椎手术史等方面相比差异均无显著性意义(P>0.05);④提示对于有多次低能量创伤史、病史时间大于1个月伴多重叩诊痛、骨密度较低的患者,应警惕多发椎体骨折、跳跃骨折的发生,建议这些患者进行全脊柱MRI检查。

容积调强在全脊柱骨多发转移瘤放疗中应用研究

目的探讨容积调强(VMAT)在全脊柱骨多发转移瘤放疗中的运用,观察疗效及安全性。方法选取2018年1月—2021年1月本科室收治的50例全脊柱骨多发转移瘤姑息止痛放疗的临床资料,分别对全脊柱靶区设计适形放疗(CRT)和VMAT多中心计划,运用剂量体积直方图及所对应的统计表评估靶区及危及器官剂量覆盖情况,放疗结束后通过1-8周视觉模拟评分法评价近期疗效,每3个月复查全脊柱MRI观察放疗不良反应。结果采用VMAT技术放疗靶区剂量覆盖度、靶区适形指数和剂量均匀指数均优于CRT技术(P<0.01),照射野重叠区未见明显剂量热点和冷点。采用VMAT技术危及器官V5 Gy受照体积高于CRT(P<0.01),除了胃、胰腺和小肠,危及器官V10 Gy受照体积高于CRT(P<0.01或P<0.05),危及器官V20 Gy受照体积则低于CRT(P<0.01),除了肾,危及器官V30 Gy受照体积也低于CRT(P<0.01)。采用VMAT技术时危及器官的最大受照量低于CRT(P<0.01或P<0.05),但除了心脏、胰腺和小肠,VMAT技术的危及器官平均受照量高于CRT(P<0.01或P<0.05)。采用VMAT技术较CRT出束时间增加(P<0.01),采用CRT时技师摆位时间较VMAT增加(P<0.05),对于总治疗时间VMAT较CRT增加(P<0.01)。8周后评估疼痛完全缓解16例,部分缓解22例,轻度缓解8例,无效4例,总有效率为76%。随访日期截至2021年12月,所有配合随诊的患者3、6、9、12个月全脊柱MRI复查结果显示,VMAT技术照射野内重叠处均未见脊髓及其他组织急慢性损伤情况。结论VMAT技术对长靶区多中心放疗剂量分布均匀,近期疗效显著,安全性良好。

CT数据建立12岁儿童全颈椎有限元模型及有效性验证

背景:儿童颈椎有限元模型多为10岁及以下儿童的,所建立的节段也只是部分颈椎,而12岁儿童全颈椎有限元模型则相对较少。目的:建立有效的12岁儿童全颈椎有限元模型,为研究儿童颈椎活动性、应力及临床治疗儿童颈椎疾病提供理论依据。方法:随机选择1名健康的12岁儿童,使用64排螺旋CT对该儿童颈椎进行扫描,将CT数据导入Mimics 16.0中重建简单的三维模型,用Cero 5.0优化模型,再导入Hypermesh 14.0中划分网格及添加韧带,最后用ANSYS 6.14软件进行材料赋值,设定边界等操作,构建颈椎三维有限元模型,并对模型有效性进行验证,将模型在前屈后伸、左右屈曲、左右旋转6种工况下各椎体的活动度与文献数据进行对比。结果与结论:通过有限元软件成功建立了12岁儿童全颈椎三维有限元模型,该模型还原度高,与其模拟的颈椎相似性好。在1.5 N•m的载荷下,除C4-5、C6-7在旋转工况下的活动度较参考文献低外,其余节段在各种工况下的活动度均在既往文献的参考范围内,说明该模型有效,在后续的应力研究和临床治疗中可以运用。

切除不同范围钩突后颈椎关节突的有限元对比分析

背景:钩突增生常导致颈椎病发生,无需内固定的钩椎关节切除术具有重要意义,但尚存诸多问题。目的:建立全颈椎(C_(0)-T_(1))三维有限元模型,切除钩突不同范围后,探究颈椎关节突的应力变化特点和规律,为临床颈椎病的手术治疗提供理论依据。方法:对40岁男性正常成人志愿者进行全颈椎螺旋CT轴位薄层扫描来获得原始数据,应用Mimics、GeomagicStudio、Hypermesh、Abaqus等软件技术建立C_(0)-T_(1)全颈椎三维有限元模型,在C_(5)椎体上构建单侧钩突切除50%、100%和双侧钩突切除100%的3种模型组,然后加载相同力矩赋予前屈、后伸、左右侧屈和左右旋转6种工况,以观测切除不同范围钩突后颈椎关节突关节在不同状态下的应力与位移变化。结果与结论:①通过构建全颈椎正常与切除钩突不同范围后的有限元模型,加载相同力矩后发现颈椎关节突的受力集中区由正常组的C_(6)处上移至切除不同范围钩突组的C_(5)处,得出关节突的受力随椎序增加呈现递增趋势;②应力集中区位于C_(5)和C_(6)处,整体呈尖峰状,不同程度的钩突切除会降低颈椎的稳定性,降低程度随切除范围增大而增大。

脊柱全长X线片对非矩形化腰椎骶化的诊断价值

目的:探讨脊柱全长X线片对非矩形化腰椎骶化的诊断价值。方法:2008年8月～2009年7月共153例腰腿痛并颈部或胸背部不适的患者接受脊柱全长X线片检查,男84例,女69例,年龄14～82岁,平均47.9±13.7岁。观察其脊柱全长X线片,明确是否有腰椎X线平片难辨出的腰椎骶化。结果:共发现7例腰椎X线平片难辨出的非矩形化完全型腰椎骶化,男5例,女2例,年龄21～60岁,平均39.7±13.7岁。所有骶化的椎体均为正常S1椎体矩形化表现,下方椎间隙为正常S1/2椎间融合表现。合并颈肋2例,第12肋骨缺如4例。结论:脊柱全长X线片能确诊单纯腰椎X线平片难以明确的非矩形化腰椎骶化。

MRI全景扫描在脊柱转移瘤中的应用

目的探讨MRI全景扫描在脊柱转移瘤中的应用价值。资料与方法对25例怀疑有脊柱转移的患者,应用MRI全景扫描,行全身及全脊柱分段扫描后,采用对接方法得到全身及全脊柱全景图像。结果25例均获得直观、准确地显示全身冠状位及全脊柱矢状位的连续图像,椎体单发转移瘤11例(颈段1例,胸段4例,腰段6例),椎体多发转移瘤14例(胸腰段6例,全脊柱8例)。发现全景扫描前未发现的原发肿瘤8例。结论MRI全景扫描可以很好地显示脊柱转移瘤的部位、数目及邻近组织结构受侵的程度和范围,同时有利于原发病灶的发现,大大提高了定位及定性诊断的准确性。

基于有限元模型的人体损伤脊柱的动态特性分析

为了研究在全身振动情况下损伤脊椎对其相临组织部件的影响,建立了一个腰椎L3-L5段的三维非线性有限元模型.研究对脊椎给予了几种损伤假设,如小关节切除、去髓核和后部结构切除等,并对这几种损伤情况进行了有限元瞬态分析.结果表明,腰椎在振动过程中不仅存在垂直方向的振动还伴随有仰俯运动.脊椎小关节可以限制腰椎仰俯运动的幅度以保护纤维环后部免受大的拉伸和高应力的危害.椎间盘去髓核会导致纤维环上高应力的产生和椎间盘鼓胀增大.在振动过程中,小关节的切除同样可以加速椎间盘的退化.

X射线数字成像在全脊柱摄影中的临床应用研究

目的:探讨X射线数字成像在全脊柱摄影中的临床应用价值。方法:应用西门子FX数字X射线机,对50例患者脊柱进行分段拍摄,通过工作站进行后处理,拼接出全脊柱无缝连接的优质图像,为临床提供可靠数据。结果:50例患者全脊柱正侧位片,其中46例显示了颈、胸、腰及骶尾骨完全连接,清晰度和对比度较好,另外4例为强制性脊柱炎患者,图像不完全,但能达到诊断要求。结论:数字化全脊柱成像系统具有以下优势:1能在一张X射线片上显示全脊柱图像;2摄影技术相对简捷,易操作;3易于保存传输;4节省患者检查费用,节约医疗资源。普及全脊柱成像技术能够对临床提供很大帮助,为影像数字化进程迈出坚实的一步。

全脊柱MRI在脊髓及椎体疾病诊断中的应用

目的探讨全脊柱MRI技术诊断椎体及脊髓病变的临床应用价值,为临床诊断提供良好的影像资料。方法采用美国GE公司Signa HDxt 3.0 T超导型MRI系统,专用8通道全脊柱相控阵线圈(CTL),自动移床和无缝拼接技术,对80例临床怀疑为脊柱及脊髓病变者进行全脊柱扫描成像,并对病变局部行高分辨率扫描。结果80例患者均清楚、直观、完整地显示椎管内全段脊髓、全部脊椎及附件的连续全脊柱MRI图像;80例患者中,全脊柱MRI显示正常16例,脊柱病变42例,脊髓病变22例。结论全脊柱MRI明显缩短了检查时间,减轻了患者痛苦,图像显示清楚、定位准确,解决了大范围脊柱成像的难题,为脊柱、脊髓多发性和弥漫性病变的诊断提供了可靠依据。

数字大平板SLOT技术在脊柱侧弯上的临床应用

目的探讨数字大平板SLOT技术在脊柱侧弯上的临床应用价值。方法选择52例脊柱侧弯患者,应用数字大平板SLOT技术对脊柱从上至下进行连续曝光,再经过SLOT Radiography软件对采集图像进行处理,得到全脊柱图像,并对图像进行评价。结果 52例脊柱侧弯患者,S形侧弯14例(27%),左侧弯23例(44%),右侧弯15例(29%);其中胸椎侧弯17例,腰椎侧弯21例,合并椎体畸形7例,合并骨盆倾斜改变1例。所有病例都能在一张X线胶片上清晰显示颈、胸、腰、骶尾椎,整个图像无拼接伪影,椎体的清晰度符合标准的脊柱影像要求,并能准确的测量Cobb角。结论数字大平板的SLOT全景技术能有效地去除拼接伪影,使全脊柱能同时在1张X线胶片上完整无缝呈现,全景图像清晰,密度均匀一致,影像质量完全达到了临床对侧弯长度和Cobb角测量的要求,为脊柱侧弯矫形术治疗方案的旋转,术前设计及术后评估提供了可靠的影像学依据。

数字化拼接在全脊柱或全下肢的临床应用

目的:探讨数字化拼接在全脊柱、全下肢X线摄片中的的临床应用价值。方法:利用数字化摄影技术(DR)将分次取得的多幅脊柱或下肢的图像,通过软件拼接成一幅完整的全景图像与一般成像技术进行对比,并对图像进行质量控制便于临床观察、测量。结果:全脊柱或全下肢80例拼接均成功,拼接图像能达到临床诊断和治疗要求。结论:数字化拼接在全脊柱、全下肢的成像具有较大临床应用价值。

动态平板透视摄影系统在全脊柱摄影中的应用价值

目的：探讨动态平板透视摄影系统在全脊柱摄影中的价值。方法使用动态平板透视摄影系统对我院2013年5月～10月的21例疑似脊柱病变的患者进行全脊柱摄影。结果21例患者摄影全部一次成功，图像清晰、无运动伪影、无拼接痕迹、质量优良，均可满足诊断要求。结论动态平板透视摄影系统将数字化的透视与X片相结合，操作简便、快捷，成功率高，可为脊柱病变的临床诊断提供可靠的依据。

3.0TMR全景矩阵成像在全脊柱扫描中的临床价值

目的探讨3.0T全景矩阵成像技术在磁共振成像(MRI)全脊柱扫描中的临床价值。方法对133例疑有颈、胸、腰椎疾病的患者,应用全景矩阵成像技术行MRI全脊柱扫描,先行各部位脊柱的矢状位扫描,然后应用Composing(合成)软件对图像进行拼接,最终完成全脊柱图像。结果133例均能直观、准确地获得椎管内脊髓、椎体结构等的连续图像。结论应用3.0T全景矩阵成像技术行MRI全脊柱扫描,可以全面地观察脊髓及脊柱多发性疾病,很好地显示病灶的部位、数目及临近组织和结构被侵犯的范围及程度,对病变定位诊断的准确性有显著提高,有利于手术及治疗方案的制定。

3T磁共振全脊柱成像技术应用

目的探讨磁共振全脊柱成像(Total Spine MR Imaging)技术在诊断脊柱与脊髓病变中的临床应用价值。方法采用西门子3.0T(MAGNETOM Trio A Tim System)超导磁共振成像系统,Tim线圈、自动进床及无缝拼接技术,对30例患者行全脊柱磁共振成像扫描及分析。结果 30例中除2例因图像粘合不理想,另28例均清晰、直观、完整的显示骨性脊柱、椎间盘及脊髓连续全脊柱MR图像,30例中磁共振成像显示脊柱转移14例、退变及突出8例、骨折及脱位6例、正常2例。结论磁共振全脊柱成像技术明显缩短了扫描时间,使图像质量得到了提高,解决了全脊柱磁共振成像的高分辨力难题,对脊柱、脊髓多发性、弥漫性病变的诊断有较大价值。

全脊柱无伪影X线数字摄影研究

目的:探讨一种获取无伪影全脊柱X线数字化图像的方案,以确保Cobb角的测量精度。方法:搭建一个以长60 cm的X线增感屏和单反数码相机为基础的新的数字成像装置,用该装置和直接数字化放射摄影(direct digital radiography,DDR)系统分别拍摄分辨率测试卡的X线图像并比较。结果:新装置的空间分辨率为1.6 LP/mm,接近DDR系统的空间分辨率,但其对比度分辨率明显低于DDR系统。结论:该数字成像装置只需一次X线曝光、不用图像拼接就直接得到全脊柱数字化X线图像,避免了伪影的产生,可保证Cobb角的测量精度。

拼接软件在负重位全下肢及全脊柱中的应用

目的:探讨拼接软件在负重位全下肢及全脊柱摄影中的应用。方法:利用日本岛津公司的D-Vison Plus设备系统和具有拼接功能的后处理工作站(E-PACS 2000),60例患者在负重立位下分次进行全下肢正位(双侧髋关节至踝关节,30例)和全脊柱(C3至S1,30例)摄影,然后进行图像拼接和影像质量对比评价。结果:60例全下肢和全脊柱影像全部成功拼接,拼接前后甲片率差异无统计学差异(P=0.51>0.05)。拼接后的影像诸骨结构、下肢力线以及脊柱侧弯的cobb角测量点均能清晰显示,密度也基本一致。结论:应用拼接软件对负重位下分段拍摄及全下肢和全脊柱影像进行后处理,使全下肢和全脊柱能同时在一张照片上完整无缝地呈现,更有利于外科医生对脊柱和下肢的整体观察与计算测量,有利于手术方式的选择和疗效的判断。

图像拼接技术在脊柱和负重下肢全长应用中的对比研究

目的 评价DICOM格式和JPEG格式及胶片直接拼接全脊柱和下肢全长的优劣.方法 选择连续24例全长拼接者,分别使用DICOM格式、JPEG格式、胶片三种方法处理同一病人图像进行拼接图像质量及图像拼接处质量的评分,比较三种方法的优劣.结果 三种方法拼接图像质量比较,差异有统计学意义(χ2=33.890,P<0.05),三种方法评分的中位数(2.92、2.46、1.79)中,DICOM格式图像最高;三种方法图像拼接处质量比较,DICOM格式与JPEG格式差异无统计学意义(Z=0.650,P>0.05),但DICOM格式、JPEG格式分别与胶片比较,差异有统计学意义(Z=5.196、4.547,P<0.05),三种方法评分的中位数(2.88、2.75、1.88)中,前两种方法高于胶片直接拼接.结论 综合考虑,DIOCM格式拼接全长图像优于其他两种处理方法.

全脊柱X线拼接成像技术对脊柱侧弯诊断和脊柱柔韧性评估的应用价值

目的探讨全脊柱X线拼接成像技术对脊柱侧弯诊断和脊柱柔韧性评估的应用价值。方法选择2018年1月至2021年12月于我院行脊柱侧弯筛查的300例患者作为研究对象,所有患者均于干预前行X线检查,并应用全脊柱X线拼接成像技术参考评估,确诊患者均予以手术方案治疗,且以脊柱侧弯手术治疗的专家共识指南作为金标准。分析全脊柱X线拼接成像技术对脊柱侧弯的检出率和诊断结果,Kappa一致性分析该技术对脊柱侧弯患者的诊断效能;比较拼接前后图像质量,分析不同体位全脊柱X线测量脊柱侧弯患者的差异。结果入组300例患者中,经金标准、全脊柱X线拼接成像技术诊断为脊柱侧弯患者分别为129例(43.00%)、133例(44.33%),经比较,差异无统计学意义(P>0.05)。全脊柱X线拼接成像技术诊断脊柱侧弯的灵敏度、特异性和Kappa值分别为90.70%、90.64%和0.862。129例患者中单胸椎侧弯82例,胸腰段侧弯47例。cobb角>60°、40°~60°、<40°分别有18、59和52例。拼接前、拼接后甲级、乙级与丙级图像质量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。仰卧左右侧屈位检测cobb角明显小于站立正、侧位和悬吊正、侧位,侧弯柔韧性指数和矫正指数高于站立正、侧位和悬吊正、侧位,差异有统计学意义(P<0.05)。结论全脊柱X线拼接成像技术对脊柱侧弯有较高的诊断效能,可以用于评估判断脊柱侧弯的部位和侧弯程度,不会降低图像的原本质量,其中仰卧加压侧屈位成像更有利于准确评估脊柱柔韧性。