斷層融合技術(shù)在人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后影像評估中的應用研究.pdf

1、[背景與目的] 髖關(guān)節(jié)連接人體的軀干與下肢，是人體中最大且關(guān)節(jié)窩最深的關(guān)節(jié)。人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(THA)就是對股骨頭壞死、股骨頸骨折、強直性脊柱炎或其它疾病造成的髖關(guān)節(jié)破壞進行替換，緩解關(guān)節(jié)疼痛、改善關(guān)節(jié)功能、矯正關(guān)節(jié)畸形、提高患者生存質(zhì)量，以重建一個功能接近正常的關(guān)節(jié)。
　　 但是，隨著時間的推移，人工關(guān)節(jié)無菌性松動成為髖關(guān)節(jié)置換的主要并發(fā)癥。目前的研究表明:人工關(guān)節(jié)磨損產(chǎn)生的微粒誘導破骨細胞活性增強從而導致假體周圍的骨溶解，被

2、認為是引起無菌性松動的主要原因。髖關(guān)節(jié)術(shù)后的復查包括臨床評估和影像評估兩部分。
　　 影像學檢查是人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后復查的主要手段之一。目前，常用的方法主要包括DR、CT、連續(xù)攝影、MRI等。
　　 本研究以一組髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后的患者（65例89個）髖關(guān)節(jié)作為研究對象，所有對象都同時進行了DR、DTS檢查，其中24例39個髖關(guān)節(jié)并行CT檢查。首先進行髖關(guān)節(jié)DTS檢查方法的優(yōu)選，包括不同體位（髖關(guān)節(jié)正位和人工髖臼切線位）之間

3、的對比、圖像重建方法（標準算法、去金屬偽影算法、高對比度算法）之間的對比;然后進行DR髖關(guān)節(jié)正位與DTS髖關(guān)節(jié)正位比較;最后進行DTS和CT之間的比較，并進行統(tǒng)計學分析。綜合評估上述檢查方法對髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后復查的臨床應用價值，為DTS在臨床上的廣泛應用提供更多的科學依據(jù)。
　　 第一部分 DTS體位與算法的優(yōu)選
　　 [材料與方法]
　　 1、病例資料:選擇該院2011～2012年，髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后行髖關(guān)節(jié)DTS檢

4、查患者12人15個髖關(guān)節(jié)作為研究對象。
　　 2、檢查設(shè)備及方法:數(shù)字連續(xù)斷層融合圖像采用日本島津公司的Sonialvsion SatireⅡ數(shù)字連續(xù)斷層融合系統(tǒng)(DTS)。
　　 投照體位:DTS分別使用髖關(guān)節(jié)正位及人工髖臼切線位（側(cè)斜位）投照。
　　 重建方法選擇標準算法，去金屬偽影算法、高對比算法各進行一次重建。
　　 分析方法:觀察人工髖臼周圍的骨溶解情況和股骨柄周圍的骨溶解情況。
　　

5、在正位X線片上按Delee-Charnley分區(qū)法，由股骨頭中心分別向上做一垂直線，向內(nèi)做一水平線，將髖臼分為三個區(qū)，即外上、內(nèi)上、內(nèi)下，分別記為A1-A3，其中第三區(qū)又分為恥骨緣和坐骨緣、髖臼后緣三個部分，記為A31-A33;同時按Gruen-Amstutz分區(qū)法將股骨近端分為七個區(qū)，即外上部、中部外側(cè)、外下部、假體遠端、內(nèi)下部、中部內(nèi)側(cè)、內(nèi)上部，分別記為B1-B7。若假體或骨水泥與骨之間有透光帶(radiolucent lines)

6、，寬度大于1mm并相對一致，為襯性骨溶解(liner osteolysis);若假體或骨水泥與骨之間有“扇貝”樣X線透光區(qū)，形成明顯的分界并向遠離假體表面的方向擴展，為膨脹性骨溶解(expansileosteolysis)。
　　 3、統(tǒng)計學分析方法兩位高年資醫(yī)師獨立閱片后詳細記錄，意見一致的結(jié)果作為最終統(tǒng)計學數(shù)據(jù);若兩位醫(yī)師結(jié)果不一致時，則與上級醫(yī)師商討達成一致后，得出最終的結(jié)果并作好記錄。
　　 統(tǒng)計兩種體位、三種重

7、建方法下發(fā)現(xiàn)骨溶解部位數(shù)目，對髖關(guān)節(jié)正位組與人工髖臼切線位組之間的觀察結(jié)果進行比較，分析比較不同體位對骨溶解情況的檢出率;然后選擇其中發(fā)現(xiàn)骨溶解較多的一種體位，進行標準算法、去金屬偽影算法、高對比算法的重建，并對結(jié)果進行統(tǒng)計學檢驗。
　　 統(tǒng)計學分析采用SPSS13.0軟件進行兩相關(guān)樣本的非參數(shù)檢驗和多個相關(guān)樣本的非參數(shù)檢驗，檢驗水準設(shè)為α=0.05，P＜0.05認為有統(tǒng)計學意義。
　　 [結(jié)果]
　　 1、髖關(guān)

8、節(jié)正位、人工髖臼切線位下分別發(fā)現(xiàn)骨溶解區(qū)數(shù)目進行兩相關(guān)樣本的非參數(shù)檢驗，在人工髖臼周圍上，人工髖臼切線位發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)多于髖關(guān)節(jié)正位(28∶26)，但二者之間的差異無統(tǒng)計學意義。在人工股骨柄周圍，髖關(guān)節(jié)正位發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)多于人工髖臼切線位(48∶31)，二者之間的差異有統(tǒng)計學意義。在全髖周圍的骨溶解區(qū)上二者的差異也有統(tǒng)計學意義。
　　 2、標準算法，去金屬偽影算法、高對比算法下發(fā)現(xiàn)骨溶解區(qū)域的數(shù)目進行多個相關(guān)樣本的非參數(shù)檢驗，并

9、進行兩兩比較，發(fā)現(xiàn)無論是人工髖臼周圍、人工股骨柄周圍還是總數(shù)，去金屬偽影發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)均為最多，且均有統(tǒng)計學意義。
　　 [結(jié)論]
　　 1、髖關(guān)節(jié)DTS的體位選擇上，人工髖臼切線位與髖關(guān)節(jié)正位無統(tǒng)計學差異，觀察人工股骨柄髖關(guān)節(jié)正位優(yōu)于人工髖臼切線位且有統(tǒng)計學差異，二者之和也有統(tǒng)計學差異。故在之后的正式試驗中只選擇髖關(guān)節(jié)正位進行進一步研究。
　　 2、重建方法選擇上，去金屬偽影算法無論在觀察人工髖臼還是人工股骨柄

10、均較標準算法和高對比度算法有優(yōu)勢且具有統(tǒng)計學意義。因此在之后的正式試驗中均選擇去金屬偽影算法。
　　 第二部分 DTS和DR的對比性研究
　　 [材料與方法]
　　 1、基本資料收集該院2011-2012年間同時行DR、DTS檢查的人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者65例89個髖關(guān)節(jié)作為研究對象。
　　 2、檢查儀器：DR采用Siemens Aristos MX型數(shù)字化X線機;DTS設(shè)備同前。
　　 分析方法

11、:同預試驗。
　　 [結(jié)果]
　　 1、DR、DTS檢查發(fā)現(xiàn)的溶解區(qū)數(shù)量比較對DR、DTS兩種檢查發(fā)現(xiàn)骨溶解區(qū)進行兩相關(guān)樣本的非參數(shù)檢驗，P值均小于0.05，有統(tǒng)計學意義，DTS在觀察人工髖關(guān)節(jié)周圍骨溶解區(qū)方面優(yōu)于DR。
　　 2、DR、DTS檢查發(fā)現(xiàn)的人工髖臼周圍各區(qū)骨溶解區(qū)數(shù)量比較在人工髖臼周圍各區(qū)的觀察上，DTS和DR在人工髖臼內(nèi)上區(qū)(A2)、內(nèi)下區(qū)(A3)、恥骨緣(A31)的觀察上有統(tǒng)計學差異，外上區(qū)(A

12、1)、坐骨緣(A32)、髖臼后緣(A33)無統(tǒng)計學差異。
　　 3、DR、DTS檢查發(fā)現(xiàn)人工股骨柄周圍各區(qū)的溶解區(qū)數(shù)量比較在人工股骨柄周圍各區(qū)的觀察上，DTS和DR在外上部(B1)、中部外側(cè)(B2)、外下部(B3)和中部內(nèi)側(cè)(B6)、內(nèi)上部(B7)的觀察上有統(tǒng)計學差異，假體遠端(B4)、內(nèi)下部(B5)無統(tǒng)計學差異。
　　 4、人工髖臼周圍出現(xiàn)溶解區(qū)數(shù)量的比較對DTS在人工髖臼周圍各區(qū)發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)數(shù)量進行列聯(lián)表的X2檢驗

13、，DTS在人工髖臼周圍各區(qū)發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)有統(tǒng)計學差異，進行兩兩比較，外上區(qū)與(A1)內(nèi)下區(qū)(A3)之間存在統(tǒng)計學差異。外上區(qū)(A1)與內(nèi)上區(qū)(A2)之間，內(nèi)上區(qū)(A2)與內(nèi)下區(qū)(A3)之間無統(tǒng)計學差異。
　　 內(nèi)下區(qū)的各區(qū)發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)有統(tǒng)計學差異，進行兩兩比較，恥骨緣(A31)與坐骨緣區(qū)(A32)之間無統(tǒng)計學差異。恥骨緣(A31)與髖臼后緣(A33)之間，坐骨緣(A32)與髖臼后緣(A33)之間有統(tǒng)計學差異。
　　 5

14、、人工股骨柄周圍出現(xiàn)溶解區(qū)數(shù)量的比較對DTS在人工股骨柄周圍各區(qū)發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)數(shù)量進行列聯(lián)表的X2檢驗，DTS在人工股骨柄周圍各區(qū)發(fā)現(xiàn)的骨溶解區(qū)有統(tǒng)計學差異。經(jīng)過X2分割，發(fā)現(xiàn)外上部(B1)和內(nèi)上部(B7)、中部外側(cè)(B2)和中部內(nèi)側(cè)(B6)、假體遠端(B4)和內(nèi)下部(B5)之間無統(tǒng)計學差異，其余各組之間存在統(tǒng)計學差異。在溶解區(qū)數(shù)量上，外上部與外上部＞中部外側(cè)與中部內(nèi)側(cè)＞外下部＞假體遠端與內(nèi)下部。
　　 [結(jié)論]
　　

15、1、在人工髖臼周圍各區(qū)的觀察上，DTS和DR在人工髖臼內(nèi)上區(qū)、恥骨緣、坐骨緣的觀察上有統(tǒng)計學差異，外上區(qū)、內(nèi)下區(qū)、髖臼后緣無統(tǒng)計學差異。在人工股骨柄周圍各區(qū)的觀察上，DTS和DR在外上部、中部外側(cè)、外下部、中部外側(cè)、內(nèi)上部的觀察上有統(tǒng)計學差異，假體遠端和內(nèi)下部無統(tǒng)計學差異。可見DTS在骨溶解區(qū)的觀察上，全面優(yōu)于DR。臨床工作中，可考慮在復查的過程中，穿插進行DTS的檢查。
　　 2、人工髖臼周圍的骨溶解以內(nèi)下區(qū)為著，與人工關(guān)節(jié)磨

16、損顆粒排泄有關(guān)。人工股骨柄周圍的骨溶解自上向下遞減，與應力遮擋有關(guān)。
　　 第三部分 DTS和CT的對比性研究
　　 [材料與方法]
　　 1、基本資料收集：該院2012年同時行DTS、CT檢查的人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者24例33個髖關(guān)節(jié)作為研究對象。
　　 2、檢查儀器：CT采用Siemens Somatom Emotion16排CT機。DTS設(shè)備同前。
　　 分析方法:同預試驗。
　　

17、[結(jié)果]
　　 1、DTS、CT檢查發(fā)現(xiàn)的溶解區(qū)數(shù)量比較DTS共發(fā)現(xiàn)人工髖臼周圍溶解區(qū)54處，人工股骨柄周圍溶解區(qū)98處，合計152處。CT共發(fā)現(xiàn)人工髖臼周圍溶解區(qū)73處，人工股骨柄周圍溶解區(qū)128處，合計201處。對DTS、CT兩種檢查發(fā)現(xiàn)骨溶解區(qū)進行兩相關(guān)樣本的非參數(shù)檢驗，P值均小于0.05，有統(tǒng)計學意義，CT在觀察人工髖關(guān)節(jié)周圍骨溶解區(qū)方面總體上優(yōu)于DTS。
　　 2、DTS、CT檢查發(fā)現(xiàn)髖臼周圍的溶解區(qū)數(shù)量比較在

18、人工髖臼周圍各區(qū)的觀察上，DTS和CT僅在人工髖臼后緣的觀察上有統(tǒng)計學差異，其余各區(qū)無統(tǒng)計學差異。
　　 3、DTS、CT檢查發(fā)現(xiàn)人工股骨柄周圍的溶解區(qū)數(shù)量比較在人工髖臼周圍各區(qū)的觀察上，DTS和CT在中部外側(cè)和中部內(nèi)側(cè)的觀察上有統(tǒng)計學差異，其余各區(qū)無統(tǒng)計學差異。
　　 [結(jié)論] CT在人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨溶解區(qū)的觀察上優(yōu)于DTS。在人工髖臼的髖臼后緣和人工股骨柄的中部兩側(cè)，CT較DTS能發(fā)現(xiàn)更多的骨溶解區(qū)，總體差距不大

19、。
　　 全文總結(jié)：
　　 1、人工髖關(guān)節(jié)DTS的體位選擇上，髖關(guān)節(jié)正位優(yōu)于人工髖臼切線位;圖像重建方法選擇上，去金屬偽影算法優(yōu)于標準算法和高對比度算法。
　　 2、DTS觀察人工髖關(guān)節(jié)骨溶解的效能優(yōu)于DR。在觀察人工髖關(guān)節(jié)周圍骨溶解區(qū)的比較上，髖臼周圍的6個區(qū)中有3個區(qū)DTS優(yōu)于DR（內(nèi)上區(qū)、內(nèi)下區(qū)、恥骨緣），3個區(qū)DTS與DR無統(tǒng)計學差異（外上區(qū)、坐骨緣、髖臼后緣）;股骨柄周圍7個區(qū)中有5個區(qū)（外上部、中部外

20、側(cè)、外下部、中部外側(cè)、內(nèi)上部）DTS優(yōu)于DR，2個區(qū)（假體遠端和內(nèi)下部）DTS與DR無統(tǒng)計學差異。
　　 3、人工髖臼周圍的骨溶解以內(nèi)下區(qū)為著，與人工關(guān)節(jié)磨損顆粒排泄有關(guān)。人工股骨柄周圍的骨溶解自上向下遞減，與磨損顆粒積聚、擴散和應力遮擋有關(guān)。
　　 4、CT觀察人工髖關(guān)節(jié)骨溶解的效能優(yōu)于DTS。CT在髖臼后緣骨溶解區(qū)的觀察上優(yōu)于DTS，可能與髖臼后緣主要位于冠狀面，DTS無法行矢狀斷層有關(guān)。CT在人工股骨柄中段兩側(cè)的骨

21、溶解區(qū)觀察優(yōu)于DTS，表明CT在觀察寬度較窄的溶解區(qū)上有優(yōu)勢。在其它各區(qū)，兩者觀察結(jié)果基本無差異。總體上講，DTS診斷效能稍遜于CT;但DTS的輻射劑量遠低于CT，且雙髖關(guān)節(jié)置換患者，CT部分層面?zhèn)斡皣乐赜绊懹^察。
　　 5、綜合考慮，建議人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后隨訪的影像評估流程為術(shù)后第1、2、3個月仍進行DR檢查，第6個月行DTS檢查，第12個月行CT檢查，正常情況下其后每半年一次的檢查交替進行DR和DTS檢查，每三年再進行一次C