徐菁 趙曉琳 肖夢君 張雪紅 張東升 程運福 山東第一醫(yī)科大學（山東省醫(yī)學科學院）放射學院 （山東 泰安 271016）

內容提要： 在全膝關節(jié)置換手術中，可采用多種成像技術。應融合不同的成像優(yōu)勢，根據(jù)臨床診斷進行選擇，用以在術前進行規(guī)劃、術中導航以及術后隨訪。

在計算機輔助手術中，多種影像學檢查方法可廣泛應用于對病情的前期診斷、測量力線、截骨、制作假體模型以及指導手術的完成。分析各數(shù)據(jù)的優(yōu)勢和局限，才能在手術中合理選擇使用。

1.計算機斷層掃描

CT檢查可用于觀察膝關節(jié)解剖結構比較復雜的區(qū)域，或用以顯示軟組織為主的病變。如需了解骨質破壞、髓腔情況、骨內或軟組織內的淡薄鈣化或骨化、骨腫瘤的內部結構和腫瘤對軟組織的侵犯范圍，亦可輔以CT檢查。

CT檢查的優(yōu)勢：①成像速度快，可對一些危重患者進行緊急檢查。②對骨骼的顯示較為清晰，有利于顯示病變的范圍及對周圍組織的侵犯程度。③可檢查體內有鐵磁性物質如心臟起搏器等而MRI檢查禁忌的患者。④檢查價格相對低廉。另外，通過CT掃描進行三維重建，可以克服X射線片為二維圖像的缺點[1]。通過高分辨率CT掃描并三維重建獲得患者個體化三維骨骼模型——“截骨模板”，然后通過計算機模擬膝關節(jié)表面置換過程，預先設定截骨方位，可極大地改善通用機械對復雜病例的處理局限，提高手術精度和成功率[2]。CT的局限性主要包括：①當病變與周圍正常組織密度差異不大時，CT檢查往往難以發(fā)現(xiàn)。②由于部分容積效應和周圍間隙現(xiàn)象的作用，可能會漏診一些微小病變。③增強掃描使用的對比劑為碘劑，碘過敏患者不能進行該項檢查。④對人體有一定的輻射損傷，未成年患者需做好防護準備。

CT依賴型導航在手術中進行采點，計算機接收人體的三維空間位置的信號后，結合其儲存的龐大數(shù)據(jù)庫進行處理和分析，可形成人體的三維虛擬圖像，達到建立模型的目的。再結合系統(tǒng)內預存的數(shù)據(jù)庫中假體的資料和手術方法，提出手術方案[3]。

2.磁共振成像

MRI在肌骨系統(tǒng)的首要應用是顯示骨髓病變，對感染、缺血、創(chuàng)傷及腫瘤等疾病均可進行良好的成像與識別，可直接顯示滑膜、纖維軟骨、肌腱、膝關節(jié)交叉韌帶等的解剖結構。對于CT無法診斷的隱匿性骨折、骨松質細微結構破壞、骨髓腔內的病變，MRI可進行輔助檢查。磁共振成像在肌骨系統(tǒng)中應用越來越廣泛，MRA不需對比劑即可提供惡性肌骨系統(tǒng)腫瘤患者的信息，為制定治療方案提供了支持依據(jù)；MRI關節(jié)造影有助于了解關節(jié)創(chuàng)傷及疼痛的病因；FMRI可檢查到形態(tài)未變但功能已改變的病變，從而早期診斷病變周圍是否被侵犯。

磁共振成像的優(yōu)勢：①多方位成像，可獲取橫斷、冠狀、矢狀斷面和斜位等不同體位的體層圖像，對患者膝關節(jié)的病變及周圍的解剖關系可有初步了解。②多參數(shù)成像，可獲得T1WI、T2WI、PDWI等多種加權像，通過多種成像參數(shù)獲得詳細的生理、生化信息。③對比度高，MRI是所有成像技術中軟組織對比度最高的成像方式，選擇合適的脈沖序列可使肌腱、韌帶、半月板、軟骨等清晰成像，為手術提供依據(jù)。④血管檢查無需對比劑和無輻射損傷。局限性：①體內裝有鐵磁性物體的患者無法做該項檢查。②氫質子成像對骨密質的成像效果不如CT；高場強噪聲大。③檢查時間較長，不適用于急癥患者。

3.正電子發(fā)射斷層掃描

PET是目前唯一用解剖形態(tài)方式進行功能、代謝和受體顯像的設備，被稱為“受檢者生化代謝顯像”設備，可對骨轉移瘤、原發(fā)性骨腫瘤、急性骨髓炎等多種骨性疾病進行早期診斷，提前發(fā)現(xiàn)病變。在人工關節(jié)術后3～9個月，若人工關節(jié)周圍的骨質出現(xiàn)顯像劑異常聚集，表明人工關節(jié)有松動或感染，可以進行標記白細胞顯像等進一步檢查，以鑒別松動和感染。血流相、血池相和延遲相骨顯像是判斷骨移植是否成活更為敏感和特異的檢測方法。影像學PET和CT相結合，增加了正電子顯像技術在臨床的應用，具備同機圖像融合的功能，利用X射線對核醫(yī)學圖像進行衰減校正，進行PET和CT圖像的精確定位，可同時獲得病變部位的功能代謝狀況和精確解剖結構的定位信息。骨的膝關節(jié)SPECT顯像對多種損傷引起的膝關節(jié)痛有篩查作用，不僅無創(chuàng)且有較高的靈敏度。此外，該技術還對膝關節(jié)鏡的檢查有導向作用。

4.數(shù)字血管剪影和超聲成像

DSA是診斷血管疾病的金標準，對血管畸形、狹窄、栓塞、動脈夾層等都有較好的顯示，還可了解腫瘤疾病的血供及進行介入治療和治療后的隨訪等。但是DSA為有創(chuàng)性檢查，危險性相較之間檢查技術高，故對前期準備的要求比較嚴格。

超聲檢查可以自由、實時地對受檢部位進行多切面掃查，且無輻射危害，可做肌腱、韌帶、關節(jié)軟骨、滑囊、外周神經等多部位檢查。超聲內鏡將超聲和內鏡結合在一起，可進入人體進行掃查，獲得的影像信息更準確。在超聲引導下的穿刺也在臨床中廣泛應用，優(yōu)勢在于引導準確、簡單方便、安全可靠和費用低廉。術中超聲直接在臟器表面進行掃查，圖像更清晰、分辨率更高，可發(fā)現(xiàn)術前檢查無法顯示的一些微小病變，實時了解血流動力學信息。術中引導操作，無放射性，操作方便。

目前，融合X射線照片、CT掃描、MRI、PET、超聲數(shù)據(jù)，從不同角度探討髕骨關節(jié)的影像學診斷是評價髕骨關節(jié)排列價效比最高的檢查方法。髕骨關節(jié)力線對稱性的改變就是髕骨關節(jié)疼痛的重要原因[4]。通過對計算機斷層掃描、磁共振成像、正電子發(fā)射斷層掃描、數(shù)字血管減影、超聲成像等多橫醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)信息進行處理，融合醫(yī)學影像技術、計算機技術和空間示蹤技術的計算機輔助系統(tǒng)術前規(guī)劃能夠對人體骨骼解剖結構的是示和立體定位，有效減少在全膝關節(jié)置換術中出現(xiàn)的失誤與手術風險。

5.小結

計算機輔助骨科手術設計融合計算機斷層掃描、磁共振成像、正電子發(fā)射斷層掃描、數(shù)字血管剪影、超聲成像等多種醫(yī)學數(shù)據(jù)，在計算機的整合處理下，對人體骨骼關節(jié)的解剖結構進行定位和三維重建，且協(xié)助制定術前規(guī)劃，在術中進行導航，不僅為臨床醫(yī)生提供了詳盡準確的信息，也提高了手術的精確性，減少了對患者不必要的傷害，大大降低了術后并發(fā)癥的概率。隨著技術的完善和推廣，計算機導航系統(tǒng)會逐漸普及，價格也會相應降低[5]。通過多模醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)信息進行處理，可有效克服原有置換術等骨科手術的不確定、猜測性和無法精準定位等缺點，使不同水平的操作者提高手術成功率，是骨科醫(yī)師強有力的工具和有效的手術方法。