5—应用图像融合技术诊断强直性脊柱炎
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强直性脊柱炎的影像学表现以上是正常腰椎的X线图⽚强直性脊柱炎患者的正侧位X光⽚(患者,男性,45岁,强脊炎15年余)强直性脊柱炎(Ankylosing Spondylitis),简称强直,英⽂缩写为AS。
是⼀种慢性全⾝免疫系统紊乱导致的疾病,以脊柱和骶骼部位炎症及⾻化为主要表现。
由于1963才命名此病,因此中医历史上不存在此病名,总体上看中医认为本病属于痹证范畴内的⾻痹、肾痹、历节风、⽵节风等。
强直性脊柱炎的男⼥差别:发病⾼峰期为男性为13岁—30岁左右,⼥性⼀般要晚于男性6岁左右。
强直多见于男性,据统计数据,之前男⼥发病率⽐例约为10:1。
但随着近年对强直性脊柱炎的认识的提⾼,有许多症状⽐男性患者轻的⼥性患者被发现,使得发病的男⼥⽐例提⾼到3:1—5:1。
男性强直患者相对来说起病急、症状重、进展快,伴有发热、乏⼒、消瘦等全⾝症状,但是早期发病后有⼀段⽐较短的时间感觉不到任何症状;⽽⼥性患者相对来说症状较轻,⽆症状缓解期有时达数年,但⽐男性增加了产褥期感染因素。
所以早期强直性脊柱炎具有很强的隐匿性,难以被发现和重视,这也是强直性脊柱炎的危害之⼀。
强直性脊柱炎的X线检查(1)骶髂关节改变:这是诊断本病的主要依据。
可以这样说,⼀张正常的骶髂关节X线⽚⼏乎可以排除本病的诊断。
早期骶髂关节的X线⽚改变⽐腰椎更具有特点,更容易识别。
⼀般地说,骶髂关节可有三期改变:①早期:关节边缘模糊,并稍致密,关节间隙加宽。
②中期:关节间隙狭窄,关节边缘⾻质腐蚀与致密增⽣交错,呈锯齿状。
③晚期:关节间隙消失,有⾻⼩梁通过,呈⾻性融合。
但⽬前仍有学者沿⽤1966年纽约放射学标准,将强直性脊柱炎的骶髂关节炎分为五级:0级为正常;Ⅰ级为可疑;Ⅱ级为轻度异常;Ⅲ级为明显异常;Ⅳ级为严重异常,关节完全强直。
(2)脊柱改变:病变发展到中、晚期可见到:①韧带⾻赘(即椎间盘纤维环⾻化)形成,甚⾄呈⽵节状脊柱融合。
②⽅形椎。
③普遍⾻质疏松。
生物医学中的多模态医学图像融合技术生物医学图像是现代医学研究中不可或缺的一部分,它们可以提供关于人体内部结构和功能的非侵入性信息,直接影响到临床医学的诊断和治疗。
然而,由于生物医学图像的复杂性和多样性,单一图像往往不能提供足够的信息来做出准确的诊断和治疗决策。
因此,多模态医学图像融合技术的出现,成为了改善和提高生物医学图像应用的方法之一。
多模态医学图像融合技术是指将不同类型的医学图像融合在一起,从而产生比单独使用任何一种图像更准确、更全面的结果。
这种技术的应用使医生可以获得更多的非侵入性信息,从而更好地了解病人的疾病情况。
生物医学图像包括X射线、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)等,这些不同类型的技术可以提供有关人体内部不同方面的信息。
例如,X射线可以提供骨骼结构的图像,MRI可以揭示软组织和器官的详细信息,而PET和CT可以提供代谢和生物学过程的图像。
然而,在实践中,任何一种类型的医学图像都有其局限性。
例如,MRI对某些骨骼结构的成像效果不佳,而X射线则无法显示某些内部构造的详细信息。
因此,融合多种医学图像的信息可以弥补不同类型图像之间的局限性,从而提高准确性。
多模态医学图像融合技术的应用领域非常广泛,常常用于临床诊断和治疗方案的制定。
例如,当医生需要确定一个患者是否患有肿瘤时,他们可以使用CT和MRI,这两种医学图像可以揭示有关肿瘤位置、大小和形态等信息。
通过将这些信息融合在一起,医生可以更好地确定肿瘤的性质和位置,以制定合适的治疗计划。
多模态医学图像融合技术的应用不仅仅局限于临床医学。
在医学研究领域中,也经常使用多模态医学图像融合技术,以加深对人体解剖学和生理学的理解。
例如,在神经科学研究中,研究人员可以使用多种图像技术来探讨大脑的功能和结构。
通过将不同类型的医学图像融合在一起,研究人员可以更好地了解大脑功能的复杂性和区域的关联性。
多模态医学图像融合技术的实施需要使用各种算法和技术。
* 器材应用与技术研究 *MR、CT检查对强直性脊柱炎髋关节病变的诊断价值比较邓洪波,,曾宪春刘宗才刘宗才,,邓洪波贵州省人民医院医学影像科,贵州贵阳550001摘要目的比较核磁共振(magnetic resonance, MR)、电子计算机断层摄影(computer Tomography, CT)检查对强直性脊柱炎髋关节病变的诊断价值。
方法以贵州省人民医院于2017年10月—2022年10月收治的95例强直性脊柱炎疑似髋关节病变患者作为研究对象,收集患者MR、CT检查的影像资料进行分析,并以临床综合诊断作为“金标准”比较两种检查方式的诊断效能,同时观察两种检查方式对髋关节病变征像的检出率。
结果 80例患者出院诊断为强直性脊柱炎髋关节病变。
MR检查对强直性脊柱炎髋关节病变的诊断符合率、特异度、灵敏度、阴性预测值以及阳性预测值分别为96.84%、93.33%、97.50%、87.50%、98.73%,较CT检查的81.05%、60.00%、85.00%、42.86%、91.89%高,差异有统计学意义(χ2=12.046、4.658、7.828、7.695、4.097,P< 0.05),MR检查的误诊率、漏诊率分别为6.67%、2.50%,较CT检查的40.00%、15.00%低,差异有统计学意义(P<0.05)。
MR检查对关节强直、关节面侵蚀、关节间隙狭窄、关节软组织肿胀、关节面下骨质囊变、关节面下骨质硬化的检出率分别为88.57%、88.24%、95.38%、94.87%、93.44%、93.75%,高于CT检查的64.29%、64.71%、81.54%、75.64%、75.41%、77.08%,差异有统计学意义(P<0.05)。
结论 MR检查可有效检出强直性脊柱炎髋关节病变,诊断效能高于CT检查,而且,该检查方式对病变征象的检出率较高,因此,可作为临床诊断该疾病的优选方案。
关键词MR;CT;强直性脊柱炎髋关节病变;诊断效能;诊断符合率;病变征象816..8文献标志码A doi10.11966/j.issn.2095-994X.2023.09.04.28中图分类号R816Comparison of Diagnostic Value of MR and CT Examinations in Ankylosing Spondy⁃litis Hip Joint LesionsLIU Zongcai, DENG Hongbo, ZENG XianchunDepartment of Medical Imaging, Guizhou Provincial People's Hospital, Guiyang, Guizhou Province, 550001 ChinaAbstract Objective To compare the diagnostic value of nuclear magnetic resonance (MR) and computerized tomography (CT) in ankylosing spondylitis hip joint lesions. Methods A total of 95 patients with ankylosing spondylitis suspected of hip joint lesions admitted to Guizhou Pro⁃vincial People's Hospital from October 2017 to October 2022 were selected as the research objects. The imaging data of MR and CT examina⁃tions of patients were collected and analyzed, and the diagnostic efficacy of the two examination methods was compared using comprehensive clinical diagnosis as the "gold standard". At the same time, the detection rate of the two inspection methods on the signs of hip joint disease was observed. Results Eighty patients were discharged and diagnosed as ankylosing spondylitis hip joint lesions. The diagnostic coincidence rate, specificity, sensitivity, negative predictive value, and positive predictive value of MR examination for ankylosing spondylitis hip joint le⁃sions were 96.84%, 93.33%, 97.50%, 87.50%, and 98.73%, respectively, which were higher than those of CT examination 81.05%, 60.00%, 85.00%, 42.86%, 91.89%, the difference was statistically significant (χ2=12.046, 4.658, 7.828, 7.695, 4.097, P<0.05), the misdiagnosis rate and missed diagnosis rate of MR examination were 6.67% and 2.50%, respectively, which were lower than those of CT examination (40.00% and 15.00%), the difference was statistically significant (P<0.05). The detection rates of MR examination for joint ankylosis, articular surface erosion, joint space narrowing, joint soft tissue swelling, subarticular bone cystic degeneration, and subarticular bone sclerosis were 88.57%, 88.24%, 95.38%, 94.87%, 93.44%, 93.75%, higher than CT examination 64.29%, 64.71%, 81.54%, 75.64%, 75.41%, 77.08%, the differ⁃ence was statistically significant (P<0.05). Conclusion MR examination can effectively detect hip joint lesions in ankylosing spondylitis, with a higher diagnostic efficiency than CT examination. Moreover, this examination method has a higher detection rate of lesion signs, making it a preferred option for clinical diagnosis of the disease.Key words MR; CT; Ankylosing spondylitis hip joint lesion; Diagnostic efficiency; Diagnostic coincidence rate; Lesion signs收稿日期:2023-02-06;修回日期:2023-02-27作者简介:刘宗才(1974-),男,硕士,副主任医师,研究方向为影像学。
T2 mapping序列对强直性脊柱炎的早期诊断价值甄涛;胡大成;陈文辉【摘要】目的:探讨T2 mapping序列对强直性脊柱炎(AS)的早期诊断价值。
方法收集有慢性炎性下腰痛症状的患者50例,其中临床诊断为AS的36例,另14例诊断为单纯慢性下腰痛(LBP)。
所有患者均进行骶髂关节常规序列及8回波T2 mapping 序列的扫描,分别测量两组患者双侧骶髂骨骨性关节面下骨髓的T2值,并进行统计学分析。
结果 AS组左、右侧及双侧骶骨T2值与LBP组比较差异无统计学意义。
AS组左、右侧及双侧髂骨T2值均大于LBP组(P<0.05),差异有统计学意义。
36例AS患者中的26例中共发现60处病灶,病灶与其周围相对正常组织比较,差异有显著性(P=0.000)。
结论 T2 mapping 序列可早期发现骶髂关节骨髓T2值的改变,可对AS早期骨髓病变与单纯的慢性下腰痛患者进行鉴别,有利于患者的早期诊断。
%Objective To investigate the value of T2 mapping sequence in early diagnosis of ankylosing spondylitis. Methods 50 patients with chronic inflamatory low back pain symptoms were collected in this study,out of which 36 patients were clinically diagnosed as AS and the remaining 14 as simple chronic low back pain (LBP).Images were obtained using a 1.5T MR scanner HDxt GE. The sequences included traditional sequences and 8 echo T2 mapping sequence. T2 values of subchondral bone morrow in bilateral ilium and sacrum along the sacroiliac joint were measured using GE AW4.4 post-processing workstation. An independent two sample t-test (SPSS Version 18)was used to statistically analyse the difference of T2 values between AS and LBP patients with P value of<0.05 as the level of statistically significantdifferent. Results There was no statistically significant difference between the AS and LBP group of the mean T2 values in bilateral sacrum. The mean T2 values in bilateral iliac bone marrow of AS patients were higher than the LBP patients (P<0.05). There were 26 patients with a total of 60 lesions in 36 AS patients . The mean T2 values of the lesions were higher than the neighboring relatively normal tissues.(P<0.05). Conclusion T2 mapping sequence could detect the early change of the T2 values of bone marrow,by which early bone marrow lesions of ankylosing spondylitis could be detected and we could use this technology to differentiate simple chronic low back pain and AS patients.【期刊名称】《浙江临床医学》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P344-345,348)【关键词】T2 mapping;磁共振;骶髂关节;强直性脊柱炎【作者】甄涛;胡大成;陈文辉【作者单位】310006 杭州市第一人民医院;310006 杭州市第一人民医院;310006 杭州市第一人民医院【正文语种】中文血清学检测阴性脊柱关节病(SpA)是一种原发的影响脊柱、骶髂关节、外周大关节及肌腱处的炎症性病变,它的发生发展与人类白细胞抗原-B27(HLA-B27)基因有关[1]。
应用图像融合技术诊断强直性脊柱炎——图像融合技术在骨与关节疾病诊断中的应用(五)张敏,刘玉珂,王军辉,陈亚玲,郭艳幸,李无阴,高书图,杜天信(河南省洛阳正骨医院,河南洛阳471002)关键词图像处理,计算机辅助脊柱炎,强直性体层摄影术,发射型计算机,单光子体层摄影术,X线计算机数字透视摄影术强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是一种病因不明的慢性炎症性疾病,主要累及骶髂关节、脊柱小关节以及周围的韧带和肌腱,四肢关节亦可受累。
病变特点是发生在肌腱和韧带附着部位的炎症和钙化,同时可有软骨骨化和滑膜炎症[1]。
对于具有临床症状和放射学解剖形态改变的AS多能明确诊断,而对具有一定的临床症状但还没有发生明显放射学解剖形态改变的早期AS的诊断较困难,尤其是肌腱、韧带附着部位的早期炎症及软组织病变更加难以显示。
AS的早期诊断以及了解其是否活动并及时治疗对遏制病情进展、降低致残率具有重要意义。
因此,寻找一种能够早期、全面反映AS病变的诊断方法就显得迫在眉睫。
随着影像诊断技术的快速发展,形态与功能图像的融合广泛应用于各种疾病的影像诊断。
目前,一种将核医学的代谢和功能图像与数字透视摄影技术(digital radiography,DR)、CT及MRI的解剖学形态图像进行融合的图像融合技术应运而生,它很好地解决了这一问题,弥补了功能图像和解剖图像各自的缺点而充分发挥其优势,从而有助于显示早期病变及其侵犯范围,为临床制定科学的治疗方案提供客观的依据。
2008年11月至2010年11月,我们采用单光子发射计算机断层成像术(single photon emission computerized tomography,SPECT)与同机CT或异机数字透视摄影术(digital radiography,DR)进行不同方式的图像融合处理,对78例AS患者作出了正确诊断,现总结报告如下。
1临床资料本组78例AS患者,男55例,女23例。
年龄18~79岁,平均43岁。
临床诊断符合1984年美国纽约修订标准[2]。
67例有下腰部或腰、臀部疼痛,程度逐渐加重,其中45例疼痛持续3个月以上,51例伴有明显的晨僵,活动后缓解;36例腰椎活动受限;40例“4”字试验阳性;54例伴有周围关节疼痛,以非对称性、下肢大关节居多;70例HLA-B27呈阳性;58例红细胞沉降率升高;49例C反应蛋白升高;32例血清碱性磷酸酶升高;78例类风湿因子均为阴性。
2检查方法所有患者均采用西门子Symbia-T6SPECT-CT图像融合系统行病变部位SPECT断层扫描及同机CT扫描,扫描前3~4h静脉注射99m Tc-MDP20~25mCi,CT扫描层厚1.25mm或2 mm,层距0.9mm或1.6mm,螺距1;3例患者行SPECT断层扫描后采用DR7500数字放射成像系统(柯达公司生产)摄骶髂关节或腰椎正侧位DR片。
SPECT-CT图像采用西门子Symbia-T6随机工作站图像融合软件进行融合,SPECT-DR图像采用自制图像融合软件进行融合。
3结果3.1SPECT图像3.1.1关节炎78例表现为受累关节处放射性核素异常浓聚,跨越关节间隙[图1(1)至图4(1)、图2(7)、图2(10)]。
78例骶髂关节均受累,其中合并椎体关节突关节受累55例,髋关节受累39例,胸骨柄体关节受累22例,其余关节受累18例,仅骶髂关节受累而不合并其他关节受累16例。
3.1.2肌腱或韧带附着点炎62例表现为肌腱或韧带于骨骼附着部位放射性核素异常浓聚[图1(4)至图4(4)],其中累及椎体前缘及附件43例,耻骨联合36例,坐骨结节25例,股骨大转子17例,其余骨突部位12例。
3.1.3骨炎32例表现为相应骨骼内的放射性核素异常浓聚,程度较关节炎及韧带附着点炎为轻[图1(4)、图2(7)],其中累及椎体26例,胸骨11例,髌骨5例。
3.1.4软组织炎5例表现为跖腱膜及足跟部软组织内放射性核素异常浓聚,其分布形态多不规则[图3(7)]。
3.2CT及SPECT-CT融合图像3.2.1关节炎①56例CT图像表现为受累关节面对称或不对称性模糊、糜烂,关节面骨质侵蚀破坏、凹凸不平同时伴骨质增生、硬化,关节间隙变窄乃至消失,具有典型的AS征象[图1(2)、图2(2)、图2(8)、图2(11)];SPECT-CT融合图像均表现为关节部位不同程度、不同范围的放射性核素异常浓聚[图1(3)、图2(3)、图2(9)、图2(12)],其中,12例骶髂关节及4例髋关节间隙消失、骨小梁通过关节间隙形成骨性强直,3例骶髂关节及1例髋关节呈不对称性局部放射性核素异常浓聚。
②15例CT图像表现为关节面模糊,轻度骨质硬化,可见微小的骨侵蚀破坏区,关节间隙轻度变窄或正常[图3(2)],仅凭CT图像只能诊断疑似AS;而SPECT-CT融合图像表现为病变关节部位明显的放射性核素异常浓聚,以骶髂关节为著,双侧对称[图3(3)]。
③7例CT图像仅见关节面轻度模糊,未见明显骨侵蚀破坏区,关节腔内可有少量积气,关节间隙保持正常[图4(2)],仅凭CT图像诊断困难;SPECT-CT融合图像表现为病变关节部位放射性核素异常浓聚[图4(3)]。
3.2.2肌腱或韧带附着点炎45例CT表现为肌腱或韧带于骨骼附着部位骨质硬化、增生、边缘毛糙[图1(5)、图2(5)],可见钙化或骨化的肌腱、韧带与骨骼相连,其中10例脊柱的韧带广泛钙化、骨化并形成典型的“方椎”或“竹节椎”征象;SPECT-CT融合图像表现为肌腱或韧带于骨骼附着部位放射性核素异常浓聚[图1(6)、图2(6)],并可向肌腱或韧带部延续。
12例CT扫描仅见肌腱或韧带附着点轻度骨质增生、硬化,边缘轻度毛糙,未见肌腱或韧带钙化影[图4(5)];SPECT-CT融合图像表现为肌腱或韧带附着点放射性核素异常浓聚[图4(6)]。
5例CT扫描肌腱或韧带附着点未见明显异常[图3(5)];SPECT-CT融合图像可见肌腱附着点骨骼放射性核素异常浓聚[图3(6)]。
3.2.3骨炎32例CT图像未见明显异常改变[图1(5)、图2(8)];而SPECT-CT融合图像表现为骨骼内的放射性核素异常浓聚区[图1(6)、图2(9)],其中26例椎体骨炎,表现为连续多椎体内分布的团状放射性核素异常浓聚,呈“串珠”样改变[图1(6)]。
3.2.4软组织炎5例CT图像未见明显异常改变[图3(8)],而SPECT-CT融合图像表现为足前部跖腱膜处放射性核素异常浓聚[图3(9)]。
3.3DR及SPECT-DR融合图像3.3.1关节炎3例DR图像均见骶髂关节面对称性糜烂、不光整,关节面下骨质侵蚀破坏,周围骨质增生、硬化;腰椎关节突关节间隙变窄,关节面模糊不光整;SPECT-DR融合图像表现为双侧骶髂关节、椎间关节放射性核素异常浓聚[图1(7)]。
3.3.2肌腱或韧带附着点炎3例DR图像显示腰椎体前缘上下角呈唇样骨质增生、硬化,椎体附件肌腱或韧带附着处呈不规则骨质增生、肥大;SPECT-DR融合图像表现为椎体前缘上下角及椎体附件肌腱或韧带附着处的放射性核素异常浓聚[图1(7)]。
3.3.3骨炎及软组织炎3例DR图像未显示明显的骨炎及软组织炎改变;SPECT-DR融合图像可见多个椎体内放射性核素异常浓聚,呈“串珠”样改变,软组织内未见明显放射性核素异常分布[图1(7)]。
(1)骶髂关节SPECT图像(2)骶髂关节CT图像(3)骶髂关节SPECT-CT融合图像(4)脊柱SPECT图像(5)脊柱CT图像(6)脊柱SPECT-CT融合图像(7)脊柱和骶髂关节SPECT-DR 融合图像图1患者,男性,43岁,强直性脊柱炎(1)(2)(3)AS所致的双侧骶髂关节炎,骶髂关节放射性核素异常浓聚,跨越两侧关节面;CT图像显示双侧骶髂关节面对称性侵蚀破坏、凹凸不平伴骨质硬化,关节间隙变窄,为典型的AS表现;融合图像既显示了病变的准确解剖结构,又显示了病变的功能、代谢情况(4)(5)(6)AS所致的肌腱、韧带附着点炎及终板软骨炎、骨炎,腰椎椎体及附件多发放射性核素异常浓聚,尤以终板软骨炎及椎体前纵韧带附着点处为著,椎体内骨炎呈“串珠”样放射性核素异常浓聚,但程度较轻(7)SPECT-DR图像能整体性了解腰椎及骶髂关节的解剖形态和放射性核素浓聚情况(1)胸锁关节及胸骨SPECT图像(2)胸锁关节及胸骨CT图像(3)胸锁关节及胸骨SPECT-CT融合图像(4)股骨转子及坐骨结节区SPECT图像(5)股骨转子及坐骨结节区CT图像(6)股骨转子及坐骨结节区SPECT-CT融合图像(7)双髋关节及髂骨SPECT图像(8)双髋关节及髂骨CT图像(9)双髋关节及髂骨SPECT-CT融合图像(10)骶髂关节SPECT图像(11)骶髂关节CT图像(12)骶髂关节SPECT-CT融合图像图2患者,男性,40岁,强直性脊柱炎(1)(2)(3)AS所致的胸锁关节及胸骨柄、体关节炎。
SPECT较敏感,但定位不准确;CT图像显示上述关节面毛糙,骨质硬化,关节间隙变窄,边缘骨质增生;融合图像显示上述关节放射性核素异常浓聚,以左侧胸锁关节及胸骨柄、体关节为著(4)(5)(6)AS所致的股骨转子及坐骨结节区肌腱、韧带附着点炎。
SPECT图像显示双侧股骨大、小转子及坐骨结节区放射性核素异常浓聚;CT图像可见上述部位边缘骨质硬化、增生,呈“棘状”向附着韧带延伸;融合图像更清晰、准确地显示肌腱附着点处的放射性核素异常浓聚(7)(8)(9)AS所致的双髋关节炎及右髂骨骨炎。
SPECT图像显示右髋关节及髂骨体部放射性核素异常浓聚;CT图像显示双髋关节间隙变窄、关节面不光整、边缘骨质增生,右侧髂骨体部仅见轻度骨质硬化;融合图像显示双髋关节及右侧髂骨体部均有放射性核素异常浓聚,以右髋关节及髂骨体部为著(10)(11)(12)AS所致的双侧骶髂关节炎。
SPECT图像显示双侧骶髂关节放射性核素轻度异常浓聚(箭头处);CT图像显示双侧骶髂关节间隙消失,关节面骨性融合;而融合图像则显示在解剖图像上骨性融合的骶髂关节仍有不对称性的放射性核素异常浓聚(1)骶髂关节SPECT图像(2)骶髂关节CT图像(3)骶髂关节SPECT-CT融合图像(4)耻骨联合区SPECT图像(5)耻骨联合区CT图像(6)耻骨联合区SPECT-CT融合图像(7)足部SPECT图像(8)足部CT图像(9)足部SPECT-CT融合图像图3患者,女性,21岁,强直性脊柱炎(1)(2)(3)AS所致的双侧骶髂关节炎。
SPECT图像显示双侧骶髂关节对称性放射性核素异常浓聚;CT图像显示双侧骶髂关节面轻度骨质硬化,关节面尚光整,右侧关节腔内可见少量积气,据此诊断AS 较困难;融合图像显示双侧骶髂关节对称性放射性核素异常浓聚(4)(5)(6)AS所致的耻骨联合肌腱、韧带附着点炎。