基于双能量CT的膝关节前交叉韧带成像方法探索

摘要

研究背景：
　　ACL是维持膝关节稳定的重要结构，具有阻抗胫骨前移运动及胫骨旋转运动的生物学功能。ACL断裂是常见的一类运动损伤，青少年人群以及专业运动员人群是其好发人群。韧带损伤后在急性期、亚急性期可导致膝关节失稳，肌力下降，生活质量下降等不良预后，长期可导致膝关节退变性关节病的发生。在治疗上，大多数ACL患者为了恢复膝关节的稳定性，防止半月板、软骨的磨损继而发生退变性关节病，因此需要进行ACL重建手术，而这需要对损伤的ACL进行准确的评估。磁共振成像是针对 ACL损伤进行评估的最佳方法，有高度的准确性，尤其是对完全性ACL断裂的患者。然而，应用磁共振对于部分损伤的ACL进行诊断及评估，其敏感度及特异度较低。ACL损伤的患者如果伴有金属植入物则为磁共振检查的禁忌症，不能进行检查。除此之外，磁共振检查相比较其他检查，可能较为昂贵，并且磁共振的单次检查时间较其他检查偏长。因此，对于该类型的患者，可能需要一个新的方法对ACL进行成像。
　　近年来，双能量CT三维重建技术已被开发利用，用以检查评估各种软组织如支气管、心脑血管、胃肠道和膀胱等。在运动系统中，对于骨骼与肌肉、韧带等软组织也具有一定的检查、评估的应用价值。更重要的是，CT扫描是一种廉价、安全、快速的检查方法，并且可以对金属植入物的患者进行检查操作。双能量CT三维重建也可以对主要膝关节韧带诸如侧副韧带、髌腱、膝关节周围肌腱进行三维可视化的显像，但在以往的研究文献回顾中，尚没有发现有双能量CT对膝关节ACL进行清晰显像的报道。
　　在本研究中，将尝试使用双能量CT对正常ACL、损伤的ACL进行三维可视化成像研究，并讨论双能量CT对其成像的可能的临床获益。
　　第一部分正常前交叉韧带的成像探索
　　目的:尝试应用双能量CT对正常膝关节前交叉韧带进行成像探索
　　方法:本研究共对37名受试对象采用仰卧位双膝关节屈曲90°的体位进行膝关节双能量CT扫描，采集前交叉韧带三维重建后的影像，对影像清晰度进行评分，测量其形态、韧带止点的位置。
　　结果:对双能量 CT成像后的膝关节前交叉韧带进行冠状位及矢状位截图评价，可见前交叉韧带成像清晰，其清晰度评分为9.7838±0.8542分；大部分前交叉韧带可分辨出其双束形态，部分前交叉韧带呈单束形态；经过测量，前交叉韧带平均长度为28.5毫米，宽7.1毫米，厚3.6毫米；经Bernard四格表法评估股骨止点X轴定位平均为31.00％，Y轴定位平均为33.00%；经Lorenz法评估胫骨止点X轴平均为48.00%，Y轴定位平均为37.00%
　　结论:应用双能量 CT可对正常膝关节前交叉韧带清晰成像，并可对韧带形态及自然止点印记中心进行测量。
　　第二部分前交叉韧带损伤后的成像探索
　　目的:尝试应用双能量CT对损伤的前交叉韧带进行成像探索
　　方法:本研究共对83名受试对象采用仰卧位双膝关节屈曲90°的体位进行膝关节双能量CT扫描，采集损伤的前交叉韧带三维重建后的影像并对其进行清晰度评分，对韧带残端的影像形态进行观察并与关节镜下检查所见进行对比。
　　结果:损伤的前交叉韧带应用双能量 CT扫描后不能清晰的进行三维重建，韧带清晰度评分为2.2432±2.6077分，与正常前交叉韧带成像的清晰度评分具有显著性差异（P=0.000）；损伤的前交叉韧带残端在双能量 CT三维重建后与关节镜下观察的形态相吻合。
　　结论:损伤的前交叉韧带无法通过双能量 CT进行清晰成像。损伤的前交叉韧带残端可通过双能量CT成像进行观察，其形态与关节镜下观察相吻合。
　　第三部分双能量CT在前交叉韧带损伤诊断中的应用探索
　　目的:探索应用双能量CT对前交叉韧带损伤影像学诊断价值
　　方法:本研究共对37例单膝关节可疑前交叉韧带损伤的患者进行双能量CT扫描，并和关节镜检查结果对比，评估双能量CT用于诊断前交叉韧带损伤的灵敏度、特异度、诊断准确率、阳性似然比及约登指数。
　　结果:应用双能量 CT对前交叉韧带损伤的患者进行辅助性诊断，其灵敏度为80.55%，特异度为97.37%，诊断准确率为89.19%，阳性似然比为30.63，约登指数为0.78。
　　结论:应用双能量 CT对可以前交叉韧带损伤的患者进行诊断，其诊断价值较高，结果也较可靠。可以将双能量CT作为前交叉韧带损伤的辅助诊断检查。

目录

封面

声明

目录

缩略语表

中文摘要

英文摘要

前言

文献回顾

1. 基于尸体的ACL大体形态解剖学及生物力学研究

2. 基于影像学的ACL解剖形态研究

第一部分 正常前交叉韧带的成像探索

1 材料

2 方法

2.1 实验设计与受试对象选择

2.2 扫描体位

2.3 扫描参数设置

2.4 图像后处理

2.5 评价指标

2.6 统计分析

3 结果

4 讨论

第二部分 前交叉韧带损伤后的成像探索

1 材料

2 方法

2.1 实验设计与受试对象选择

2.2 扫描体位

2.3 扫描参数设置

2.4 图像后处理

2.5 评价指标

2.6 统计分析

3 结果

4 讨论

第三部分 双能量CT在前交叉韧带损伤诊断中的应用探索

1 材料

2 方法

2.1 实验设计与受试对象选择

2.2 扫描体位

2.3 扫描参数设置

2.4 图像后处理

2.5 评价指标

2.6 统计分析

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢