MRI与3D-GT测量发育性髋关节脱位股骨颈前倾角的一致性研究

发布时间：2017-08-03 04:07

  本文关键词：MRI与3D-GT测量发育性髋关节脱位股骨颈前倾角的一致性研究

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【摘要】：1.研究背景股骨颈前倾角(Femoral Neck Anteversion angle,FNA)被定义为股骨颈前倾平面与股骨髁平面所形成的夹角。股骨颈前倾平面是由股骨颈长轴与股骨干长轴构成的,股骨髁平面是由股骨干长轴与股骨髁长轴构成的。股骨颈前倾角的大小对维持髋关节的稳定性至关重要；股骨颈前倾角异常是发育性髋关节脱位(Developmental Dislocation of the Hip, DDH)的重要病理改变之一。准确性高、可重复性好的测量方法对于发育性髋关节脱位患者髋关节病理改变的评价与DDH患肢股骨颈前倾程度的术前评估都有着不可或缺的重要意义。FNA的测量方法较多,其中常用的影像学测量方法有：超声测量法、X线测量法、2D-CT、3D-CT以及MRI测量法等。相对于2D-CT,3D-CT可以模拟解剖学测量法,重建出股骨的三维立体结构,因此相对更准确、更可靠。3D-CT测量发育性髋关节脱位患儿FNA的准确性、可靠性以及可重复性已经被诸多研究者所认可。但是由于婴幼儿的股骨髁骨骺未完全骨化,以及CT对于软骨的组织分辨率较低,影响了股骨髁软骨性后缘的准确界定,从而导致婴幼儿患者FNA测量的准确性降低。此外,虽然CT可以采用低剂量扫描模式,但是仍为患者带来了不可避免的电离辐射的危险,特别是本病发病人群多为对X线比较敏感的幼儿或儿童,所以临床工作中仍然需要一种简单的、可靠的,特别是没有电离辐射的影像学测量方法。超声测量法经济方便,无辐射,已被临床广泛应用于新生儿及6个月内婴幼儿DDH的筛查、诊断与临床治疗的指导；但其诊断的准确性很大程度上依赖于操作者的经验；检查者的经验、操作技术及熟练程度不同,其采用Graf法检查结果的一致性也不同,可使诊断假阳性率升高,导致过度治疗。超声法测量FNA数值的大小,同样与检查者的经验及测量方式有关,稳定性及可重复性相对较差。1997年,学者RJ. Tomczak提出了MRI测量FNA的具体方法,并与2D-CT进行了相关性分析,认为MRI具有与2D-CT比较一致的准确性、可靠性及可重复性；此后,MRI测量法以其相对准确、可靠及无辐射被逐渐应用于临床。但鲜见有学者对MRI与3D-CT测量FNA的一致性进行研究。2.研究目的对MRI与3D-CT测量发育性髋关节脱位FNA的一致性进行探讨,评价MRI在FNA测量中的临床意义以及其准确性、可靠性与可重复性；探讨替代3D-CT测量FNA的可能性。3.材料与方法收集2013年6月至2015年5月期间,在山东中医药大学附属医院临床诊断为DDH的患儿共22例,行CT检查,24小时内行MRI检查。病例纳入标准：经高年资临床医师诊断,符合发育性髋关节脱位的临床表现及影像特征。CT扫描采用320层Aquilion One动态容积CT(东芝公司,东京,日本)；工作站采用东芝Aquilion One医学影像工作站Vitrea fx version 2.0。MRI扫描采用3.0T飞利浦磁共振(Philips Achieva 3.0T:Philips Medical Systems Nederland B.V., Amsterdam)。对不能配合的患儿服用适量镇静剂,扫描前30min给予水合氯醛10ml(按体重50mg/kg,或按体表面积1.5g/m2)口服,等待患儿进入睡眠状态后行CT或MRI扫描。MRI扫描时,注意观察MRI检查室内患儿情况。CT与MRI采用相同的扫描体位,患儿仰卧位,足先进,双下肢伸直、并拢,双足尖适度内扣,然后双侧踝关节之间放一小软垫,最后用绑带固定患儿的膝关节及踝关节。CT扫描时,穿防护衣遮盖非扫描部位。扫描范围：自双侧股骨髁下缘至髋臼上缘2cm。CT检查,使用容积扫描模式扫描后,将所获得的DICOM格式volume数据由检查副台传至配套的CT后处理工作站,使用Vitrea fx version 2.0后处理软件处理所得图像。在骨窗(WW:2000, WL:300)下观察图像,使用多平面重组(MPR)以及最大密度投影(MIP)技术对所关注的髋关节、股骨头、股骨颈及股骨内外侧髁等部位进行多方位多角度的观察。①软组织窗下(WL:90～110, WW:150～ 200)观察,调整重组平面,使股骨内外侧髁最后缘两点的切线在同一横断面内显示,连接内外侧髁成一条直线(图2a)。②调节图像使股骨大转子的后极点与股骨内外侧髁连线重合,构成股骨髁状面(图2b),并在轴位面显示为一条直线(图2c)。③骨窗下观察,股骨头中心点与股骨颈最窄处中点的连线与股骨髁状面的夹角被认为是FNA(图1d)。MRI检查,先进行轴位、冠状位及矢状位的定位相扫描(各6层图像,层厚10mm),然后使扫描线平行于股骨颈中轴。采用T2_TSE序列(TR,12.4s; TE, 120 ms, matrix,256×256)扫描,从而获得一系列股骨颈斜矢状位图像(层厚3mm,层间距3mm)。选择一张股骨颈显示最好的图像,连接股骨头中心点与股骨颈最窄处中点,得到股骨颈中轴线,与水平线形成α角(图.3a)。然后采用T1_TSE (TR, 600 ms; TE,25 ms; matrix,256×256)序列,扫描患侧股骨远端,得到一系列轴位图像(层厚2.5mm,层间距2.5mm),选择一张股骨髁显示最好的图像,连接内外侧髁骨骺后缘形成髁线,与水平线之间的形成β角(图.3b)。FNA由α角与β角加减计算得出。以水平线为参考,如果股骨远端向外侧旋转,α角减去β角即是FNA；如果股骨远端向内侧旋转,α角加上β角即是FNA。每个病例FNA的测量都是由两位放射诊断医师在双盲原则下各自独立完成；2周后,其中的一位放射诊断医师再重新测量一次。根据研究客体及样本类型,采用组内相关系数(Intraclass correlation coefficient, ICC)统计学方法,应用SPSS软件(version 22, IBM, Armonk, NY, USA)进行数据的统计学处理。4.研究结果行3D-CT与MRI检查的DDH患儿共计22例,患肢23个,21例为单侧,1例为双侧,左侧为15例,右侧为8例,男性18例,女性4例；年龄范围1-7岁,平均年龄为3岁。3D-CT测量获得的股骨颈前倾角范围是30.20°～60.91°,平均值为48.82°。MRI测量获得的股骨颈前倾角范围是30.80°～59.80°,平均值为46.47°。由两位放射诊断医师(A、B)在不同时间测量的3D-CT与MRI的股骨颈前倾角的ICC数值如列表1-3所示(A1表示观察者A第一次测量结果,A2表示观察者A第二次测量)。结果显示,3D-CT观察者内(intra-observer)一致性的ICC=0.966,MRI观察者内(intra-observer)一致性的ICC=0.964; 3D-CT观察者间(inter-observer)一致性的ICC=0.942,MRI观察者间(inter-observer)一致性的ICC=0.948；MRI与3D-CT一致性的ICC=0.906。所有数据统计结果的ICC的一致性都较高。5.研究结论在发育性髋关节脱位的影像学诊断中,MRI与3D-CT对于股骨颈前倾角(FNA)的测量具有较高的一致性；加之MRI无电离辐射,对软骨、周围软组织分辨率高,可以代替3D-CT,准确、可靠地测量股骨颈前倾角,为发育性髋关节脱位的诊断提供充分的影像学依据。
【关键词】：计算机断层扫描(CT) 磁共振成像(MRI) 股骨颈前倾角 发育性髋关节脱位 一致性
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R684.7;R445.2
【目录】：

• 中文摘要6-10
• 英文摘要10-15
• 符号说明15-16
• 前言16-18
• 一 资料与方法18-21
• 二 结果21-22
• 三 讨论22-28
• 四 结论28-29
• 五 综述29-42
• 六 附图42-47
• 七 参考文献47-50
• 致谢50-51
• 攻读学位期间发表的学术论文目录51-52
• 学位论文评阅及答辩情况52-53
• 外文论文53-63

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本文编号：612550