正常人骨盆骶棘韧带的解剖学及MRI成像研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jewelryt40b
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研究背景骨盆骨折常常由高能量损伤导致,占全身骨折的3%。骨盆骨折的死亡率高达10%~16%。手术治疗骨盆骨折已经成为共识。随着治疗技术和理念的进步,骨盆骨折的死亡率和致残率明显降低,然而,骨盆骨折对于创伤骨科医生来说仍具有挑战性。骨盆环后部骨-韧带复合结构包括骶髂关节、关节周围韧带以及骨盆底肌肉和筋膜。骶髂关节在骨盆环占整个骨盆功能的60%,是传递躯干与下肢负荷的枢纽。骶髂周围韧带包括骶棘韧带、骶结节韧带、骶髂前韧带、骶髂间韧带及骶髂后韧带。当骨盆后环损伤时这些韧带可能也发生损伤。APC损伤分型最早由Tile和Burgess等提出,随着耻骨联合的分离距离变大,骨盆韧带如骶髂前韧带、骶棘韧带和骶棘韧带等势必逐一断裂。George Pennal认为,耻骨联合分离2.5cm则表示骨盆环不稳定,伴有骶棘韧带和骶结节韧带的断裂。传统的影像学检查仅显示了骨盆骨折的病理学改变而忽视了韧带。一些研究则通过骶髂关节或耻骨联合在影像学上的分离情况来推断韧带是否损伤。这些研究缺乏一定的临床证据。虽然,目前认为骶髂复合体的韧带对于骨盆的稳定性起到了重要作用。但是,我们在诊断和治疗过程中更为看重的是骨组织损伤的修复,而忽视了韧带完整性的作用。这其中一个重要的原因就是当前对于骨盆骨折韧带损伤情况认识不足。MRI提供了评估韧带解剖的非侵入式方法。多年前已经用于评估其他部位的损伤。在骨科方面,MRI已广泛应用于膝、肩和踝关节韧带损伤的诊断,但是目前并没有研究数据描述用MRI评估急性骨盆环损伤患者的韧带的完整性,既往MRI在骨盆方面的临床应用,主要用于以下病变的诊断和观察:骶髂关节炎、盆腔脏器病变、盆底或臀部肌肉病变等。MRI应用于骨盆环损伤的研究报道尚少,但这已成为目前及未来的研究热点。随着临床医师对骶髂关节周围韧带解剖、MRI影像学表现的进一步认识,对骨盆环的解剖、生物力学研究的深入,以及临床上对于骨盆损伤的认识,MRI将逐渐应用于骨盆损伤的诊断与治疗中,尤其在骶髂关节周围韧带损伤中的应用。骶棘韧带与骶结节韧带作为骶髂复合体的重要组成部分,被认为具有限制骶骨旋转运动的功能,一旦骶棘韧带与骶结节韧带被切断,骶髂关节的微动将显著提高。骶棘韧带外形类似于一三角形结构,起自骶骨远端和尾骨近端的外缘,向外汇聚,止于坐骨棘,其骨盆面覆盖有尾骨肌。骶结节韧带极其牢固,形状宽扁,起于骶骨整个背面的外侧部分及髂后上棘和髂后下棘后表面,止于坐骨结节。对于成人骨盆部,行MRI扫描时常用体位为标准仰卧位,尤其对于骨盆损伤患者。对于传统骨盆扫描,大多采用标准的水平片、冠状位和矢状位。骨盆骶髂关节及其韧带解剖较其他部位特殊,骶髂关节属于微动关节,活动度小,周围韧带负责增加其稳定性,走行不一。韧带束虽然止点宽泛,但大多较薄,在标准的水平面,矢状面以及冠状面对韧带进行观察有一定的难度,因此,常规影像并不利于韧带损伤的观察及诊断。理论上,可以将韧带看做一个宽薄的平面,当扫描平面与该平面平行时,可以准确观察到韧带全长,便于临床诊断。因此有学者提出通过计算该平面的角度,并采用该角度的扫描平面对韧带进行扫描观察。通过各向同性3D MRI等序列扫描可以可获取扫描所需部位的容积数据,对于在骨盆组织上使用3D MRI,将获取的数据转入工作站电脑中进行后处理,经多平面重组技术后可以通过软件获得任意角度的截面断层影像。其优点在于不仅具有较高的空间分辨率,还可以消除常规MR扫描二维平面的局限性,并实现无遗漏扫描,但由于数据采集时间长使其临床应用受到限制。近年来,随着MRI并行采集技术的应用和对于多种不同机体组织对比度的3D MRI成像序列的研制与开发,使得3D MRI成像的临床医用更加方便和普及。骶髂后长韧带及骶结节韧带已有相关学者对其扫描角度进行研究,本研究则选择骶棘韧带作为对象,通过观察尸体标本明确骶棘韧带的起止点定位及其走行,在三维CT重建数据中测量骶棘韧带在矢状面上的投影与冠状面之间的夹角。在3D MRI多平面重组图像上寻找骶棘韧带并得到其角度。目的本研究旨在通过骶棘韧带的解剖学观察,了解骶棘韧带的起止点及其走行,从而利用其解剖学特性,在影像学数据上进行测量,招募志愿者,对正常成人骨盆磁共振扫描,为骨盆后环骶棘韧带的影像学诊断提供有效地扫描方法,为骨盆韧带的影像学诊断提供帮助。第一部分资料与方法一、资料标本来源:取新鲜冰冻或福尔马林浸泡的正常成年男性和女性的完整骨盆(保留第4/5腰椎、完整的骨性盆腔和骨盆关节韧带)。标本经细致解剖,切除骨盆周围软组织,但保留完整的骨盆韧带。经肉眼和x线透视观察,所有骨盆均无骨折、肿瘤、风湿结核等病变和解剖学变异。骨盆标本均由南方医科大学解剖教研室提供。试验器材:解剖刀,血管钳,钢丝锯,解剖台等解剖器械。二、方法认识尸体标本中骶棘韧带形态的解剖学研究:细致解剖,切除骨盆周围肌肉及神经血管等软组织,保留完整的骶棘韧带,观察其走行及其起止点的骨性解剖标志。结果完整解剖尸体标本共8具(上至腰4水平面,下至股骨中上段),剔除皮肤肌肉等周围软组织,完整保留骨盆骨性骨性组织以及骶髂周围韧带。观察骶棘韧带走行,骶棘韧带由骶骨起始,止于坐骨棘,是坐骨大孔与坐骨小孔的分界线。其骶骨止点位于骶尾部前外侧,上至第四骶孔,下至第一尾骨横突。起点包裹坐骨棘。第二部分资料与方法一、资料来源南方医科大学南方医院影像科获得的正常成年人骨盆的CT三维重建图像36份(男25例女11例,平均年龄50.28岁,17-89岁不等)。64排螺旋CT扫描。厚度1.0mm,间隔0.1s。原始数据以Dicom形式保存;所有获得的正常CT图像均显示无解剖变异,无骨折或肿瘤、风湿、结核等病理改变。二、测量参数及方法(均值以χ±S表示,单位:mm,精度:0.01,下同)正常骨盆CT三维重建中测量韧带与冠状面在矢状面上所成的角度:根据我们尸体骨盆解剖结合数据集及文献,骶棘韧带起于平第4骶孔的骶骨外侧缘至第1尾骨横突外侧之间,韧带纤维止于坐骨棘并将其包绕。因此我们需要计算骶棘韧带与冠状面在矢状面上的投影的夹角的值,即为p角。重建数据导入到MIMICS 10.0软件中,导入过程中确定数据的上下、左右及前后,从而确定空间坐标系。在3维重建图像中选定骶棘韧带在骶尾部的止点上下缘,上缘平第4骶孔的骶骨外侧缘a1,下缘平第一尾骨横突外侧a2。根据坐标系,两者坐标的平均值即为其中点A点坐标(XA,YA,ZA).确定坐骨棘为B坐标(XB,YB,ZB).直线 AB即代表了骶棘韧带的走行,其斜率 K=(XB-XA)/(YB-YA)=1/Tanβ,根据三角函数计算出夹角p。结果通过坐标法我们计算出骶棘韧带在人体矢状面的投影与冠状面的角度。在25名男性中,左侧均值为(60.72±8.22)度,右侧为(62.16±7.88)度。我们进行左右两侧对比,无明显统计学差异(P>0.05)。在11女性中,左侧平均角度(61.04±9.36)度,右侧平均角度为(61.04±11.71)度。分别两性性受检者中对比双侧,我们发现无统计学差异(P>0.05)。进行性别间比较,我们发现骶棘韧带角度在性别上无统计学差异(P>0.05)。我们可以认为,骶棘韧带与冠状面的角度在两侧及性别上均无统计学差异。计算共72条骶棘韧带角度均值,我们得到(61.32±8.71)度。第三部分资料与方法一、资料来源南方医科大学内招募10名志愿者,飞利浦Achieva 3.0T磁共振(由南方医科大学南方医院放射科提供)。本研究已获得南方医科大学南方医院伦理委员会的批准,所有患者与志愿者均知情同意并签署知情同意书。二、扫描方法所有10名志愿者接受MRI扫描,采用常规仰卧位,双手至于胸前。所有受检者只做3D MRI mDixon序列。扫描参数:Thk 3.0/-1.5 mm, FOV 375mm, TR 3.6ms,TE 0.0ms, Matrix 196* 384。将获得的3D MRI容积数据传至工作站,图像后处理采用多平面重组(multiple planar reconstruction, MPR)技术。在横断面上寻找坐骨棘所在平面,以坐骨棘为旋转中心旋转切面。以显示骶棘韧带全长为最佳观察角度。将计算所得的斜冠状面扫描角度在MPR功能界面上进行模拟扫描,与常规矢状面、冠状面及水平面进行对比。三、MRI影像学评价由1名熟悉骨盆局部解剖的高年资创伤骨科医师及1名熟悉骨盆区断层影像高年资影像科医师按照盲法进行评价,存在分歧时通过共同讨论达成一致意见。韧带的显示效果按以下标准进行评定:优:可以显示韧带全长及起止点;良:只能显示韧带部分;差:韧带结构显示不清。结果在MRI工作站MPR功能中实际测得骶棘韧带与冠状面所成角度,均值为(57.53±9.50)度。计算MRI数据与CT整体数据差异。CT数据测量角度与磁共振测量角度无统计学差异。骶棘韧带在水平面和斜冠状面上,均有不同程度的显示,在冠状面与矢状面上显像效果均差,优良率分别为分别为90%(18/20)、60%(12/20),二者比较差异有统计学意义(P<0.05)。根据秩均值的结果斜冠状位为15.30,水平面为35.70,可以认为斜冠状面60°+5扫描显示效果较好。结论1、骶棘韧带由骶骨起始,止于坐骨棘,其骶骨止点位于骶尾部前外侧,上至第四骶孔,下至第一尾骨横突,起点包裹坐骨棘;2、骶棘韧带与冠状面的角度在两侧及性别上均无统计学差异,骶棘韧带角度均值为(61.32±8.71)度。3、CT数据测量角度与磁共振测量角度无统计学差异。骶棘韧带在水平面和斜冠状面上,均有不同程度的显示,在冠状面与矢状面上显像效果均差,可以认为斜冠状面60°+5扫描显示效果较好。
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