CC BY
23Мультиспиральная компьютерная томография при травмах таза: анализ изображений и формирование отчета Эйдлина Е.М., Рунков А.В., Шлыков И.Л.
ФГБУ «Уральский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. В.Д. Чаклина» Министерства здравоохранения РФ, г. Екатеринбург
Multislice spiral computed tomography in pelvic injuries:
image analysis and reporting Eidlina E.M., Runkov A.V., Shlykov I.L.
V.D. Chaklin Ural Research Institute of Traumatology and Orthopedics, Ministry of Health of the Russian Federation, Ecaterinburg
Цель. Разработка алгоритма реконструкции изображений и формирования отчета при использовании мультиспиральной компьютерной томографии у пациентов с переломами костей таза.
Материал и методы. Методом мультиспиральной компьютерной томографии выполнено 511 исследований у пациентов с переломами костей таза. При постпроцессорной обработке данных применялись опции мультиформатной реформации изображений (MPR), Curved Planar Reconstruction (CPR), «cutting», «clipping», ЭБ-представление объема (Volume Rendering - VRT), виртуальная экзартикуляция бедра.
Результаты. Разработанный совместно с хирургами отчет по исследованию при травме таза должен включать следующие реконструкции: MPR в аксиальной, корональной, сагиттальной проекциях, ЭБ-прямая проекция передний вид, прямая проекция задний вид, каудальная проекция таза - «inlet view of the pelvis», краниальная проекция - «outlet view of the pelvis», проекция запирательного отверстия (внутренняя косая проекция тазобедренного сустава, запирательная проекция), проекция крыла подвздошной кости (наружная косая проекция тазобедренного сустава, подвздошная проекция) и дополнительные прицельные ЭБ-проекции.
Заключение. Создание данного алгоритма позволило стандартизировать отчет по исследованию и предоставить хирургам всю необходимую информацию согласно современным классификациям данных повреждений.
Objective. To elaborate an algorithm for image reconstruction and reporting when using multislice spiral tomography in patients with pelvic bone fractures.
Material and methods. Multislice spiral computed tomography was performed in 511 patients with pelvic bone injuries. Data post-processing used the options Multi Planar Reformation (MRP), Curved Planar Reconstruction (CPR), "cutting", "clipping", 3D Volume Rendering (VRT), and virtual hip exarticulation.
Results. The report drawn up together with surgeons on pelvic injury examination must include the following reconstructions: MPR in the axial coronal, and sagittal planes; 3D direct anterior view; direct posterior view; cauded projection (inlet view of the pelvis); cranial projection (outlet view of the pelvis); obturator foramen projection (internal oblique hip projection, obturator projection); iliac wing projection (external oblique hip projection, iliac projection), and additional 3D target projections.
Conclusion. The elaboration of this algorithm could standardize an examination report and provide surgeons with all necessary information according to the current classifications of these injuries.
Введение
Современные технологии мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) ознаменовали появление новых возможностей диагностики повреждений таза [1-3]. На данном этапе компьютерная томография является необходимым методом диагностики сложных повреждений таза и используется для планирования хирургических вмешательств [4].
Проводимые в неспециализированных клиниках МСКТ-иссле-дования таза часто не удовлетворяют хирургов из-за отсутствия необходимых проекций обзора, при отсутствии ОУЭ-диска проводится дублирование компьютерной томографии. Ознакомление врачей общей практики с унификацией требований при составлении отчета в случае травмы таза сократит время обсле-
дования в специализированных центрах и уменьшит лучевую нагрузку на пациентов.
Ключевые слова:
травма таза, мультиспиральная компьютерная томография, стандартизация отчета Index terms:
pelvic injury, multislice spiral computed tomography, report standardization
Цель нашего исследования -разработка алгоритма реконструкции изображений и формирования отчета при использовании мультиспиральной компьютерной томографии у пациентов с переломами костей таза.
Материал и методы
В период 1998-2008 гг. компьютерная томография таза проводилась на односрезовом компьютерном томографе Siemens «Somatom AR» - 355 исследований, в 2009-2012 гг. - на мульти-спиральном компьютерном томографе «Aqulion-32» производства Toshiba (Япония) - 156 исследований. Постпроцессорная обработка изображений в период 2009-2012 гг. выполнялась на рабочей консоли компьютерного томографа и мультимодальной станции «VITREA 2» производства США. Изучались и сравнивались возможности предложенного программного обеспечения.
Результаты и обсуждение
Наш опыт 1998-2008 гг. показал, что при сравнении данных компьютерной томографии и стандартной полипроекционной рентгенографии таза в первом случае изображения в аксиальной плоскости (2D axial scan) позволяли оценить больше мелких деталей по ходу линии перелома, но при этом изучение отдельных аксиальных сканов такого объемного образования, как таз, не давало целостности восприятия хода линии перелома. Кроме того, для охвата всего таза на односрезовом компьютерном томографе приходилось выполнять до 15 срезов толщиной 1,0 см от верхнего края крыла подвздошной кости до верхнего края вертлужной впадины и до 20 срезов толщиной 0,5 см на уровне вертлужных впадин, что обусловливало значительную лучевую нагрузку на пациента.
Многоплоскостная реконструкция в аксиальной, корональ-ной, сагиттальной проекциях (MPR axial, coronal, sagittal) была информативной и позволяла
\
С".
h
(V/ \
V
✓ i • г
Lit
Рис. 1. МРЯ в коро-нальной проекции на уровне вертлужных впадин. Оскольчатый двухколонный перелом левой вертлуж-ной впадины.
определять все признаки повреждения и смещения отломков в наиболее сложных зонах [3]. Хорошо дифференцировались повреждения крыши верт-лужной впадины, ограниченные импрессионные переломы головки бедра, небольшие подвывихи бедра, наличие мелких фрагментов в полости тазобедренного сустава.
Качество трехмерных реконструкций (3D) на однослойном компьютерном томографе Siemens «Somatom AR» было невысоким, на границе срезов определялись горизонтально идущие линии артефактов, нарушающие целостность восприятия объекта. Использование более тонких срезов для повышения качества 3D-изображения неизбежно приводило к значительному увеличению лучевой нагрузки на пациента.
С 2009 г. обследование пациентов проводится на современном 32-спиральном компьютерном томографе «Aqulion 32» производства Toshiba (Япония). Применение предложенного разработчиками программного обеспечения позволяет в считанные секунды выполнять все виды реконструкций объекта, но оценка патологических изменений и формирование результатов исследования занимает значительное время, так как специалист просматривает и реконструирует до нескольких сотен изображений.
Большим преимуществом является быстрый сбор данных -в течение 10-13 с, на одной за-
держке дыхания пациента, что способствует высокому качеству изображений и значительно снижает лучевую нагрузку на пациента [4].
Высокое качество реконструированных MPR-изображений позволяет сразу перейти к муль-тиформатной реформации изображений в корональной, сагиттальной, аксиальной плоскостях с различной толщиной срезов (от 1 до 30 мм), минуя 2D-фор-мат. Оценка одновременно на одном экране 3 плоскостей зоны интереса наиболее удобна для изучения линий переломов. При анализе изображений в режимах костного окна были диагностированы различные виды переломов костей таза, смещения отломков (рис. 1).
MPR-реформация в приложении CPR (Curved Planar Reconstruction) с искривлением оси позволила «развернуть» на плоскости объект, имеющий вогнутую поверхность - крестец, для полноценного обзора повреждений крестцовых отверстий (рис. 2).
Анализ изображений при различных уровнях ширины и уровня окна позволяет оценить травматические мягкотканые повреждения - разрывы мышц, внутритазовые и забрюшинные гематомы. При первичной обработке изображений таза с использованием изменения значений ширины окна и уровня окна (W, L) в режиме мягкотканого окна получали изображения мышц в зоне повреждения. Отчетливо определялось утолщение повреж-
Рис. 2. MPR-реформация крестца в режиме CPR.
денных мышц (чаще всего m. ilia-cus, m. gluteus minimus, m. ishiadi-cus, m. ileopsoas), негомогенность их структуры. Зоны пониженной плотности соответствовали 6-30 HU, что свидетельствовало о локализованном содержании жидкости - крови на различных стадиях ее трансформации (рис. 3).
3О-представление объема -техника Volume Rendering (VRT). Это наиболее информативный способ реконструкции таза при его повреждениях [5-8]. Данный способ обработки изображений является необходимым стандартом лучевой диагностики переломов таза. Для отчета по исследованию требуется представление 3Э-объемов в общепринятых рентгенографических проекциях (прямая проекция передний вид, прямая проекция задний вид, каудальная проекция таза - «inlet view of the pelvis», краниальная проекция - «outlet view of the pelvis», проекция за-пирательного отверстия (внутренняя косая проекция тазобедренного сустава, запирательная проекция), проекция крыла подвздошной кости (наружная косая проекция тазобедренного сустава, подвздошная проекция) (рис. 4-6).
Для изолированной визуализации внутренних отделов таза, а именно четырехугольной пластинки, соответствующей области дна вертлужной впадины, необходимо применение функций сегментирования части изображения таза с помощью опций
Рис. 3. Аксиальное MPR-изображение на уровне крыльев подвздошных костей. В режиме мягкотканого окна определяется значительное утолщение m. iliacus и m. gluteus minimus в зоне перелома и небольшие ограниченные внутримышечные гематомы.
Рис. 4. Прямая проекция передний вид (а), прямая проекция задний вид (б) в приложении УЯТ. Оскольчатый двухколонный перелом левой вертлужной впадины с центральным смещением отломков. Оскольчатый перелом крыла левой подвздошной кости. Переломы левых лонной, седалищной костей.
Рис. 5. Каудальная проекция таза «inlet view of the pelvis» (а), краниальная проекция «outlet view of the pelvis» (б). Тот же случай.
Рис. 6. Проекция запирательного отверстия для левой половины таза (внутренняя косая проекция тазобедренного сустава, запирательная проекция) (а), проекция крыла подвздошной кости (наружная косая проекция тазобедренного сустава, подвздошная проекция) (б). Тот же случай.
«cutting», «clipping» на рабочей консоли томографа и на станции «Vitrea 2» (рис. 7).
При сложных переломах вертлужных впадин применяется виртуальная экзартикуляция бедра с целью изолированного осмотра дна вертлужной впадины (рис. 8).
В процессе обработки материала в соответствии с задачами, поставленными хирургами, был разработан алгоритм формирования отчета при МСКТ таза, который выполняется при анализе каждого исследования.
Алгоритм формирования отчета при МСКТ таза. Подготовку отчета для специалистов необходимо начать с представления мультипланарной реформации таза (MPR). Нижеприведенный отчет записывается на DVD-диск с записью всего первичного объема DICOM:
• MPR в корональной, аксиальной, сагиттальной проекциях с толщиной реконструированного среза 3-5 мм в режиме костного окна слэбами по 15-20 изображений;
• 3D-изображение: таз в прямой проекции - передний вид;
• 3D-изображение: таз в прямой проекции - задний вид;
• 3D-изображение: таз в проекциях «inlet» и «outlet»;
• 3D-изображение: правая и левая косые проекции таза;
• реконструированное с функцией «TRIM» изображение части таза (удаление правой или левой половины таза, переднего полукольца) при суперпозиции на зону интереса;
• 3D-изображения поврежденной вертлужной впадины с экзартикуляцией бедренной кости;
• таз в «3D muvie» - запись avi-файлов на DVD-диск: поворот таза вокруг своей оси на 360°, аксиальное переднее вращение таза на 180°.
К отчету на DVD-диске прилагается протокол исследования и твердая копия - пленка с не-
Рис. 7. Оскольчатый перелом четырехугольной пластинки, формирующей дно левой вертлужной впадины.
сколькими репрезентативными изображениями или бумажный вариант формата А4.
Заключение
Стандартизация постпроцессорной обработки данных МСКТ при травме таза облегчает создание полноценного протокола исследования, улучшает диагностику сложных многоплоскостных повреждений и определяет качество лечебного пособия и исходы заболевания. Рекомендуемый отчет по томографическому исследованию таза создавался вместе с хирургами, содержит полноценный объем визуальных данных, необходимых для формирования клинического диагноза.
Литература
1. Letournel E. Pelvic fractures // Injury. - 1978. - Vol. 10, № 2. -P. 145-148.
2. Young J., Burgess A. Radiologic management of pelvic ring fractures. - Baltimore, Md: Urban and Schwarzenberg, 1987.
3. Rommens P., Wissing H., Serda-revic M. Significance of computerized tomography in the diagnosis and therapy of fractures of the posterior pelvic ring and hip joint// Unfallchirugie. - 1987. -Vol. 13. - P. 32-37.
4. Jurik A.G., Jensen C., Hansen J. Total effective radiation dose from spiral CT and conventional radiography of the pelvis with regard to fracture classification //
Рис. 8. Виртуальная экзартикуля-ция бедра.
Acta Radiol. - 1996. - Vol. 37. -P. 651-654.
5. The role of 3D CT in the assessment of acetabular fractures / R.L. Guy, P.A. Butler-Manuel, P. Holder, R.N. Brueton// Br. J. Radiol. - 1992. - Vol. 65. -P. 384-389.
6. Прокоп М., Галански М. Спиральная и многослойная компьютерная томография: Уч. пос. в 2-х т. - М.: МЕДпресс-информ, 2009. - Т. 2. - 707 с.
7. Балицкая Н.В. Лучевая диагностика травм таза. Часть 2. Мультиспиральная компьютерная томография // Радиология - практика. - 2012. -№ 1. - С. 30-36.
8. Judet R., Judet J., Letournel E. Fracture of the acetabulum: classification and surgical approaches for open reduction: Preliminary Report // J. Bone Joint Surg. [Am']. - 1964. - Vol. 46. -P. 1615-1646.
9. Дятлов М.М. Лучевая диагностика повреждений тазового кольца в остром периоде травмы // Вестник рентге-нол. и радиол. - 2000. - № 4. -С. 34-42.
10.Letournel E. Aectabular fractures: Classification and mana-gement// Clin. Orthop. - 1980. -Vol. 151. - P. 81-123.
11. Otto W. Acetabulum fractures. Diagnosis, classification, evaluation // Zentralbl. Chir. - 2000. -Vol. 125. - P. 725-729.
Поступила 17.04.2013
