陆建

[摘要] 目的 探讨三维CT重建股骨头坏死模型，测定坏死病灶的体积、分布、形状，为临床治疗提供参考依据。方法 方便选取2013年6月—2015年6月该院收治的53例（87髖）行MRI检查确诊为ARCOⅡ期股骨头坏死患者，所有患者双髋均行三维CT扫描，获得髋关节三维CT图像数据。并采用股骨头坏死测量软件提取股骨头坏死区域，读取股骨头坏死体积、分布，同时提取股骨头坏死的立体形状。 结果 三维CT重建股骨头坏死模型可见股骨头坏死区域多位于股骨头的外上方，测得整个股骨头的体积为（50 260.3±5 622.5）m3，与实际测量结果差异无统计学意义（P>0.05）；计算机测量塌陷的54髋中股骨头坏死病灶占整个股骨头的体积为42.17%，无塌陷的33髋中股骨头坏死病灶占整个股骨头的体积为21.58%。 结论 三维CT重建股骨头坏死模型，能够清晰、直观的测量病灶的体积、形状、分布，为临床治疗方案的选择提供可靠参考依据。

[关键词] 三维CT；股骨头坏死；体积；塌陷预测

[中图分类号] R687.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2017）04（a）-0193-03

Measurement of Volume， Distribution ， Shape Collapse Prediction of Femoral Head Necrosis by 3D - CT Reconstruction

LU Jian

The Fourth People 's Hospital of Radiology， Jiangsu Province， Rugao City， Rugao， Jiangsu Province， 226511 China

[Abstract] Objective To study the reconstruction of femoral head necrosis with three-dimensional CT， and to determine the volume， distribution and shape of necrotic lesion， so as to provide reference for clinical treatment. Methods Convenient selection from June 2013 to June 2015， our hospital line 53 cases（87 hips） of MRI diagnosis of ARCO Ⅱ options were osteonecrosis patients， all patients with double hip line of three-dimensional CT scan， hip three-dimensional CT image data obtained. And USES the avascular necrosis of femoral head necrosis area is extracted measurement software， read the volume of femoral head necrosis， distribution， and extract the stereo shape of femoral head necrosis. Results Three-dimensional reconstruction of the femoral head necrosis of the femoral head necrosis model can be seen in the femoral head necrosis more than the top of the outer area， the volume of the femoral head was （50 260.3 ± 5 622.5） m3， which was not significantly different from the actual measurement（P>0.05）. The volume of the femoral head necrosis was 42.17% in 54 hips of the 33 femoral head necrosis of femoral head accounted for 21.58% of the total volume of the head. Conclusion Three-dimensional CT reconstruction of the femoral head necrosis model can clearly and intuitively measure the volume， shape and distribution of the lesion， and provide a reliable reference for clinical treatment options.

[Key words] Three-dimensional CT； Femoral head necrosis； Volume；Collapse prediction

股骨头坏死是一种骨科常见的髋关节疾病，是指由于各种骨内、外致病因素引起骨组织营养血流减少、骨内血管网受压或流出静脉阻塞，造成局部供血障碍，最终可引起骨组织缺血性坏死[1]。股骨头坏死类型包括创伤性坏死和非创伤性坏死，这两种类型有相似的病理改变和修复过程。临床研究表明，大多数股骨头坏死患者在长期未接受治疗后会发生股骨头关节面的塌陷，而股骨头一旦塌陷，会对髋关节功能造成严重影响，预后较差[2]。然而，早期科学干预能够预防股骨头坏死发展到塌陷的程度，从而大大减少了行人工关节置换术的患者数量。随着影像学技术的快速发展和不断完善，三维CT影像技术已成为确诊股骨头坏死并预测是否塌陷的最佳手段[3]。该研究通过回顾分析2013年6月—2015年6月该院收治的53例（87髋）行MRI检查确诊为ARCOⅡ期股骨头坏死患者的临床资料，所有患者双髋均行三维CT扫描，获得髋关节三维CT图像数据。旨在探讨三维CT重建股骨头坏死模型，测定坏死病灶的体积、分布、形状，为临床治疗提供参考依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

方便选取该院收治的53例（87髋）行MRI检查确诊为ARCOⅡ期股骨头坏死患者，该组病例中男性有40例，女性有13例，年龄为29～60岁，平均年龄为（37.3±5.8）岁。股骨头坏死类型：酒精性坏死28例（45髋）、激素性坏死19例（35髋）、创伤性坏死3例（4髋）、缺血性坏死3例（3髋）。

1.2 检查方法

1.2.1 三维CT重建股骨头坏死模型 所有患者均采用SIEMENS Sensation64 CT扫描机行双侧髋关节三维CT检查。扫描参数为120 kv、135 mA，层厚0.6 mm，螺距为1.5[4]。具体操作：①CT断层扫描获得髋关节冠状位、矢状位、轴位图像。②将获得的CT图像原始数据以DICOM的格式保存，然后使用专用软件读取，进行股骨头及坏死病灶的识别。③接下来使用VTK Image Data和Marching Cubes功能对所获得的数据进行股骨头坏死模型的三维重建，并对图像进行股骨头及坏死病灶的识别和分割，由软件自动生成股骨头的立体形状和体积。④在分割面标记明显坏死区域，同时定义正常骨组织，然后启动坏死分割。计算机程序需要对CT图像中正常与坏死病灶进行识别，然后计算出坏死体积及坏死体积与正常股骨头的体积比。⑤最后对患者双侧股骨头的所有信息进行保存，所有数据可有股骨头坏死测量软件打开，也可通过三维图像处理软件读取。

1.2.2 股骨头及坏死病灶体积的大体测定方法 对于出现股骨头塌陷拟进行人工关节置换术的患者，术前再次行三维CT扫描，测定股骨头及坏死体积。然后将术中取出的股骨头颈部分进行仔细辨认，取下股骨头部分。然后测量股骨头及坏死病灶的体积。

1.3 统计方法

利用SPSS 15.0统计学软件进行数据处理分析，计量资料以均数±标准差（x±s）来表示，并采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种方法测量股骨头体积及坏死体积比较

三维CT重建股骨头坏死模型可见股骨头坏死区域多位于股骨头的外上方，与大体股骨头坏死病灶的位置符合。软件测量得到的股骨头体积及坏死体积与大体测量结果差异无统计学意义（P>0.05）。计算机测量塌陷的54髋中股骨头坏死病灶占整个股骨头的体积为42.17%，无塌陷的33髋中股骨头坏死病灶占整个股骨頭的体积为21.58%。

2.2 坏死病灶的形状

根据三维CT重建模型可以看出股骨头坏死形状按数量依次为：穹窿状36髋、圆球状17髋、哑铃状14髋、橘瓣状11髋、分叶状9髋。

3 讨论

股骨头坏死是渐进的过程，临床研究显示，80%以上未经有效治疗的患者会进展至股骨头塌陷，影响股骨头坏死关节软骨面塌陷的因素较多，而病灶的体积、分布及形状是确定是否塌陷的主要因素[5]。目前，临床中主要采用影像学方法进行检查诊断，常用方法包括X线检查、放射性核素扫描、计算机断层扫描（CT）及磁共振（MRI）等。X线检查是诊断股骨头坏死最简单、最实用的的方法；放射性核素扫描方法诊断各种骨病临床应用已20多年，对股骨头坏死诊断敏感性高达80%，比常规X射线检查更早地反应病变情况；MRI股骨头坏死的早期诊断较为灵敏，能够对股骨头坏死进行塌陷预测，相关临床研究表明其准确性较高，但实际临床上股骨头坏死信号特点较为复杂，客观量化信号特点存在难度，对于测量股骨头坏死病灶或体积存在缺陷，不能真实体现股骨头坏死体积，测量误差较大，该方法的临床实用性不高[6]。CT扫描能够清晰、直观显示股骨头坏死区域内增生硬化、碎裂及囊性变等，该方法操作简单、切实应用于临床，能够准确测量股骨头坏死病灶的体积、分布、形状，预测股骨头塌陷，从而为临床治疗方案的选择提供有效依据[7]。由于计算机三维重建结合了现代先进科技，能够把坏死区域的体积、分布及形状数字化数字化，精确度较高，然而该方法操作复杂繁琐，对技术要求较高，目前还难以广泛应用与临床。随着对股骨头塌陷相关因素的充分认识，许多专家开始寻找对坏死病灶位置、大小及信号特点等多方面的因素对股骨头坏死塌陷进行预测。

该研究结果表明，三维CT重建股骨头坏死模型可见股骨头坏死区域多位于股骨头的外上方，软件测量得到的股骨头体积及坏死体积与大体测量结果差异无统计学意义（P>0.05）；计算机测量塌陷的54髋中股骨头坏死病灶占整个股骨头的体积为42.17%，无塌陷的33髋中股骨头坏死病灶占整个股骨头的体积为21.58%。与于潼等人[8]的研究成果一致。

综上所述，三维CT重建股骨头坏死模型，能够清晰、直观的测量病灶的体积、形状、分布，为临床治疗方案的选择提供可靠参考依据。

[参考文献]

[1] 郝丽，王琪. MRI征象及定量测量坏死体积对非创伤性股骨头坏死的预测价值[J].中国临床医学影像杂志，2015（6）：427-431.

[2] 杨帆，朱振中，李广翼，等. 股骨头坏死病理形态学研究进展[J]. 国际骨科学杂志，2014，35（5）：313-315.

[3] 李鹏飞，葛辉，庞智晖，等.基于影像学表现的股骨头坏死塌陷预测的研究进展[J].医学综述，2016，22（15）：3023-3026.

[4] 窦亚栋，赵德伟. 计算机软件测定股骨头坏死的体积及其意义[J]. 中国临床解剖学杂志，2010（5）：487-489.

[5] 张延伟，周伟生. 影像学预测股骨头坏死塌陷研究进展[J]. 医学影像学杂志，2005，15（5）：421-422.

[6] 刘宏滨，赵汉青，史跃，等. 股骨头坏死区三维数字化模型建立及体积估算[J]. 中国组织工程研究，2016（44）：6629-6635.

[7] 胡洪周，李陶冶，童培建，等. 股骨头坏死塌陷的预测和防治[J]. 中国骨伤，2010，23（11）：879-881.

[8] 于潼，谢利民，张振南. 影像学预测股骨头坏死塌陷的研究进展[J]. 实用骨科杂志，2014，20（5）：430-433.

（收稿日期：2017-01-08）