影像学的诊断作用及其发展前景

影像学的诊断作用及其发展前景

【关键词】 影像学诊断 治疗 骨科

骨与关节结构和成分有良好的自然密度对比性，特别是X线的发现，开始了影像学的先河，广泛被应用以了解骨科伤病痛的部位、范围、性质、程度、软组织情况和治疗效果，已成为临床诊断的重要工具。但X线不是完美无缺，它仅从影像变化来判断，而不是实质变化，仍有局限性。随着科技的进步，影像学也迅速发展，造影术、计算机断层摄影、磁共振成像、核素扫描等更弥补了X线的不足，超声、云纹图、血流图等使影像学更显示其优越，成为骨科诊断的必备。

除增添诊断手段和提高诊断率外，从其派生出的放射治疗、介入治疗和在其引导下开启的微创手术技术均显示影像学治疗的意义和价值。

1 X线的发现、启动并发展骨科影像学诊断

1.1 X线

1895年Roentgen发现X线后，影像学诊断得以迅速发展，常用方法包括透视(观察四肢骨折、异物存留、定位，但对脊柱、头颅、骨盆等不易辨认，不能保存资料)、平片(可留存)、断层、放大(提高分辨率)、强迫性摄影(显示特殊部位)和造影(血管、关节、髓腔、髓核窦道)，根据需要选用。

读片即影像分析应注意以下各点，亦适用于其他影像资料

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1.1.1 判定照片质量是否达到要求 根据拍摄部位、位置、技术因素是否符合要求评定。

● 除常规投照位外，根据需要加拍多部位特殊投照位。

● 照片需包括一定范围，如长骨包括肢体软组织部分及上下端，腰椎包括T12(肋骨)或S1及椎旁(腰大肌)以定位。

● 清晰度好，对比度强，纹理清，无污溃。

● 如一侧可疑，应拍摄对侧对比。

1.1.2 根据密度对比 一般根据气体、脂肪、肌肉、骨骼、异物等不同密度进行比较、分析。

● 正常肺、肠胃道显示气体，如肢体组织显示气体，可能为开放伤、皮下气肿、气性坏疽，应警惕并区分。

● 炎症时，肌肉、脂肪等软组织密度增高，有肿胀影增宽加厚。关节如积液在膝关节髌下脂肪垫阴影可消失。

● 骨关节病变包括增生、退变、破坏、疏松。

● 金属异物易识别，但玻璃、塑料不易显影。

1.1.3 按一定程序系统阅片 由周围到中心，由上而下，由软组织到骨关节，全面观察对

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比，忌只注意一点不及其余，避免遗漏。

1.1.4 正确分析

● 骨关节基本变化包括外形(轮廓、排序、大小、裂隙)、溶骨或成骨(破坏修复)、密度(软化、疏松、硬化、囊变)、退变(骨赘)、骨龄。

● 识别先天畸形、正常变异、发育障碍。

● 结合临床(部位-单发或多发、骨膜反应、软组织变化……)，和化验等综合分析。

● 对所谓“特征性”X线图像正确理解，如光芒样骨膜反应常见于骨肉瘤，但也见于粉化网状细胞肉瘤、转移瘤；葱皮样骨膜反应见于Ewing瘤，也见于化脓性骨髓炎；皂泡样影见于巨细胞瘤，也见于血管瘤。故虽是重要参考资料，但不能单一依据。

1.1.5 认识X线的局限性 早期病变仍有一定时间上差异，过小病变不易发现，脓血等液体不易鉴别，局部变化不能反映全身疾患的全貌，应结合临床、病检和影像进行诊断，指导治疗。有条件和必要时，还可选用其他影像手段进一步检查。

1.2 计算机X线体层摄影(computed tomography,CT)

1972年Hounsfield设计Ambrose使用于脑部的CT属穿透性CT，成功地将计算机与X线发生系统结合进行扫描，测得该层面吸收X线的数据，经信号换算和微机处理成像，获得横断面图像。由于其对组织密度高度敏感，分辨率高，显示体轴器官断面，立体判断，且简便迅速、安全，比X线单纯照片更优越和先进，诊断质量有所提高。

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CT影像由黑到白，不同密度像素按矩阵排列组成灰阶图像，反映不同组织的X线吸收系数，用CT值量化(单位为Hu，各不同密度组织器官CT值在+1 000～-1 000之间，骨皮质+1 000 Hu，气体-1 000，水0)。

螺旋CT是在普通对比基础上经滑环技术和连续平直移动扫描，其轨道呈螺旋状，缩短时间，多层螺旋CT由2层、4、6、16甚至64层，范围更大，影像更清晰。

CT的准确性取决于软组织周围存在的脂肪，对脂肪少的部位亦有其局限性，不是全身多部位都有用，如胃肠道检查仍以现查为佳。与其他影像诊断也各有千秋，如血管疾病造影更好；较小病灶不及B超；脑栓塞、出血、肝脓肿不如MRI。故CT不是万能，要在正确掌握适应证情况下综合选用。

1.3 磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRl)

1936年Gorter即提出磁共振理论，1973年Lauterbur才完成磁共振成像并应用于临床，是基于物质粒子在外磁场和射频作用下发生磁矩取向变化原则。当人体在一可控磁场内给的一定射频在某一断面上的组织由不同质子在不同频率时共振，经数据处理得一三维质子密度或弛豫时间的空间分布图像。不同元素可出现不同图像，其空间分辨率比CT更高，尤其是软组织和脊髓，且无辐射作用。还可观察到血液或体液流动而不用造影。但由于磁场作用，对植入顺磁金属(人工关节、血管支具、起持器、内固定物)者不能使用。

磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)则是利用磁共振成像与化学位移作用进行系列特定原子核及其化合物定量分析。主要涉及脑肿瘤、梗塞、癫痫、早老性痴呆、Parkinson综合征、脑发育不良及心脏的波谱等范围1H.31P.13C.19F和23Na代谢生化的研究试图为诊断，疾病分类和预后提供帮助。

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1.4 放射性核素扫描

主要是将能被骨关节浓积的放射性核素或其化合物引入体内，病变部位由于血管增生、血管壁缺损、反应性水肿、代谢增高、细胞间隙增大等部位浓积，经扫描标测，记录所放射出的γ射线脉冲显影，发现病变部位放射浓度增高区，以助诊断定位。所接受的是内放射性核素发出的γ射线，属发射性计算机断层(emission computed tomography,ECT)提供三维信息直接测量放射性浓度，减少重迭，对比强，为定量分析和计算提供保证，但无特殊性。

常用单光子发射型计算机断层(simple photon emissing computed tomography,SPECT)所使用的放射源为发射γ射线的放射性核素，如99 mTc.241T1.133Xe.67Ga，能早于X线片3～6个月发现骨转移灶。

也可用正电子发射型计算机断层(positron emissing tomography,PET)，采用回旋加速器产生能发射正电子的放射性核素显像，常用18F.11C.13N.15D作生理示踪剂对放射分布或浓聚数据定量分析，早期发现病变，比SPECT更精确，但尚未普及且价格昂贵。

1.5 数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)

利用计算机处理数字影像信息，消除背景结构重叠，血管造影成像更清晰，已取代常规血管造影。三维图像常用动脉DSA(intra-artial DSA)，适用于了解肢体动静脉狭窄、血供和血管性疾病，并为介入治疗提供保证。

也可结合关节造影用于诊断关节病变。

1.6 超声检查

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可闻声波频率为20 Hz～20 kHz，低于20 Hz为次声波，20 kHz～104 MHz为超声波，高于104 MHz为特超声波，医用超声频率0.1～1.5 MHz，利用在弹性介质中传递的机械振动显影，弹性介质可以是气体或液体，也可以是固体。无损地体外观察人体内部组织，安全、简易，可测定血液、检查血管、检测软组织和脏器，但骨不能用超声显影，清晰度分辨不高。

超声诊断仪常用类型有：

1.6.1 A超，即A型脉冲间声诊断仪(amplitude modulation)显示回波信号，由回波时间及形态判断内组织位置和病变。

1.6.2 B超，即辉度调剂(bright modulation)二维图像，用于分析结构，并作实时动态分析。

1.6.3 M型超声从动图。

1.6.4 D型多普勒效应检测血管内血液动态。

超声检查方式有超声回声图和超声声像2种，骨科诊断常用后者。以光点多少区分(暗区、液性暗区、衰减暗区、稀疏、致密、密集光点)，还以图像形态分布分为光点、光圈、光带、光环等。

1.7 其他

广义而言，凡以图像辅助诊断均属影像学范畴，例如：

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1.7.1 云纹图(moire topography)利用光栅重建产生一种干涉条纹的生物立体摄影测量技术，用以检测体表等高度轮廓线，帮助某些伤病(畸形、炎症)的诊断。

1.7.2 血流图 用描测器在体外贴近血管记录出波形，用以分析其变化以诊断有关血管病损。

1.7.3 电生理检查(含脑心图、肌电图)、骨密度检测

总之，影像学种类多，各有优点及局限性，要在正确选用，辅助诊断，而不宜无选择地或为追求利润而滥用。

2 影像学对骨科疾患的治疗也有很大成效并有发展前景

2.1 透视(C形臂或手提式X线机)下异物定位摘取、B超或CT引导下的介入治疗、内窥镜(关节镜、椎间盘镜)下操作均借助影像学技术。

2.2 派生出放射治疗

2.2.1 X线及随后(1898居里夫人)发现的镭均对细胞蛋白质分子产生电离作用，引起变化和细胞死亡，从而开展肿瘤的放射治疗。

X线放射治疗有低电压短距离治疗机(电压30～60 kV，放射率高，穿透力低)，表层(电压60～140 kV，放射面积较大)、和深层治疗机(电压180～500 kV)，还可加过滤板，减少皮肤损伤。

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2.2.2 镭锭 医用镭都是化合物，利用其γ射线治疗(腔内肿瘤)，但其产量少，价格昂贵，且不易保管防范，一般在一定条件下已为钴60所代替。

2.2.3 钴60 经慢中子轰击形成放射性钴60，此原子核不稳定，衰变中放出γ射线，可用于治疗。

2.2.4 放射性核素碘131(β利γ射线，治疗甲状腺癌)、磷52(β射线，治疗白血病、红血球增多症、淋巴肉瘤、血管瘤)、胶体金198(β和γ射线)、肢体磷32(同肢体金198，胸腹腔内注射)。

2.2.5 加速器 利用人工方法使带电磁场作用而加速到高能量装置，加速器有静电、感应、回旋和直线等类型，比钴60生物效应高，比X线深部剂量大，皮肤受伤较少。

2.2.6 中子照射 构造复杂尚未广泛使用

2.3 显像学技术促进微创手术技术的实施

手术是有创的，达到无创才是理想，1983年Wickham提出微创外科(minimally invasive surgery,MIS)概念将手术带入一全新境界，是一整体概念，其构成包括熟练的解剖、病理知识、精确的定位、视频和切割设备、理解疾病治疗和愈合机理、良好的操作技术、尽量减少损伤，最大限度保存机体组织完整的前提下顺利完成手术。

影像学视频促进了此过程的完成，加上计算机导航、内窥镜技术、适控操作，其得以迅速发展，必能更精细有效、彻底、完全地完成手术，造福于病人。

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