第四节 比较影像学

颅骨的病变以CT为主要检查手段,但平片仍有一定作用和优势,如全身性和系统性疾病在颅骨的改变通常平片检查即可。由于颅面骨是由诸多不规则骨所组成,常规X线平片不能显示病变细节甚至可遗漏病变。而CT为断面成像,具有较高的密度分辨率和强大的后处理功能,可以进行多方位、多层面影像重组,在颅面骨创伤、感染和肿瘤的诊断方面有明显优势。MRI在显示软组织及骨髓病变,如肿块、出血、水肿、坏死等方面优于CT,能够很好地确定病变累及范围、与周围组织器官的关系,MR功能成像还可以用于鉴别颅面骨炎性病变与肿瘤特别是血液病骨髓浸润,核医学成像通常用于查找全身性肿瘤。

一、X线检查

颅面骨解剖结构比较复杂,主要由扁骨和不规则骨组成,在正、侧位X线平片上往往因组织重叠较多,无法观察到某一想要观察的骨质结构,因此在多层螺旋CT后处理技术与MRI应用于临床之前,老一辈放射学专家根据颅面骨解剖学特点,在总结多年实际工作经验的基础上设计出了用于观察不同解剖结构的X线摄影体位,大大提高了X线平片显示骨骼的能力并极大地提高了颅面骨病变的检出能力。例如用头颅前后位、侧位或切线位观察颅骨骨折、凹陷性骨折,颅骨炎性病变以及肿瘤样病变如骨髓瘤;以革氏位和汤氏位观察内听道病变;许氏位和梅氏位观察中耳乳突病变。至今,观察上颌窦病变时仍拍摄瓦氏位,以副鼻窦侧位观察蝶窦病变;当怀疑茎突过长时拍摄茎突前后位、茎突侧位;鼻骨骨折首先拍摄鼻骨侧位。

X线平片主要用于观察:①头颅大小形态的改变:如畸形性骨炎、颅骨骨纤维异常增殖症等头颅增大伴颅骨肥厚的疾病(图1-4-1)或头颅变小,如尖头畸形、小头畸形及偏头畸形等狭颅症;②部分骨肿瘤的检查:如骨瘤、骨化性纤维瘤、多发性骨髓瘤和转移瘤;③全身性或系统性疾病颅骨的改变:如石骨症、软骨发育不全、颅锁骨发育不全、甲状旁腺功能亢进症及珠蛋白生成障碍性贫血(地中海贫血)等;④颅底测量和颅面骨一般疾病的初步评估,例如观察蝶鞍有无扩大。

图1-4-1 头颅增大伴颅骨肥厚的疾病

A:畸形性骨炎:颅骨侧位片示颅骨广泛性不规则增厚、变形,棉絮样骨质硬化;B:骨纤维异常增殖症:颅骨侧位片示顶枕骨肥厚、密度增高,颅底广泛硬化,蝶窦窦腔消失,蝶鞍变小

除常规X线摄影外,X线体层摄影术也曾应用于颅面骨诊断,但由于CT的问世,该技术已经被淘汰。近年来随着计算机技术和探测器技术的进步,出现了数字化体层融合成像(digital tomosynthesis,DTS),一次连续曝光之后,经过后处理可以获得平行于检查床面的任意深度层面的断层图像,且具有高于CT的空间分辨率和较低的辐射剂量,应用于骨骼系统具有明显的优势。目前临床应用主要包括X线平片诊断不明确的茎突过长、寰枢椎半脱位以及隐匿骨折等(图1-4-2)。

二、CT

CT观察颅骨与面骨要使用骨窗,并结合软组织窗(脑窗)确定病变受累范围。与X线平片相比较CT具有较高的密度分辨率,能够区分脂肪、液体、软骨和肌肉等密度差别较小的组织结构,对显示颅面骨骨质破坏、骨质增生、肿瘤骨、残留骨、钙化及死骨等细微变化有明显优势(图1-4-3)。通过注射造影剂增强扫描可根据病变的强化方式及程度进一步判断其性质及范围。近年来螺旋CT发展迅猛,从单层螺旋CT到目前较为高端的双源CT、能谱CT,其优势越来越明显,扫描时间与成像时间短,扫描范围长,层厚较薄并获得连续横断容积各向同性数据,经过计算机后处理,可采用多平面重建(MPR)获取冠状位、矢状位乃至任意方位的断层图像,发现颅骨小病变特别是内板病变(图1-4-4),并可通过表面再现(SSD)、容积再现(VR)和最大密度投影(MIP)等术获得骨骼肌血管的三维立体图像,通过旋转角度使被检查器官可在不同方位上观察(图1-4-5)。

图1-4-2 隐匿骨折

A:鼻骨骨折:数字化体层显示双侧鼻骨骨折和鼻中隔骨折;B:颅骨骨折(刀砍伤):枕骨后上见斜行骨折线,边缘锐利,外板翘起(白箭)

图1-4-3 筛窦骨化性纤维瘤

CT示左侧筛窦类圆形病灶并突向左侧眶内,周边伴有厚薄不一的骨壳

图1-4-4 额骨病变

A:额骨小血管瘤:左额骨见一局限性骨质破坏,边界清楚,内见栅栏样骨小梁(白箭);B:额骨内板骨瘤:左侧额骨内板见一纽扣样突起

图1-4-5 上颌窦复杂性骨折

右侧鼻骨、上颌骨额突、鼻中隔、右眶内下壁及右上颌骨多发骨折并右侧上颌窦、筛窦积液,高分辨率CT(HRCT)、多方位重建及VR图像能清晰、准确、直观地显示骨折和累及的范围

随着口腔颌面医疗技术的发展,特别是种植牙的广泛应用,CT检查逐渐使用于口腔颌面疾病的诊断及治疗计划制订中。相对于曲面体层、根尖片等传统的二维影像,CT图像具有解剖结构无重叠、无扭曲畸变、影像信息丰富等无可替代的优势,但是,高辐射剂量、复杂的设备结构以及相对高昂的运行、检查费用成为其限制因素,在此背景下,牙颌骨锥形束CT(cone beam CT for dentalmaxillofacial use,CBCT)技术诞生。牙颌骨锥形束CT又称锥形束容积体层成像(cone beam volumetric tomography,CBVT),出现于20世纪90年代末,不同于常规多层螺旋CT,其采用口径大小不等的圆锥形或棱锥形(金字塔形)X射线束对被照体进行扫描(图1-4-6),射线穿过感兴趣区解剖结构,到达另外一侧的探测器。在扫描过程中获得100~1024组投影数据(即原始数据),然后由计算机通过Feldcamp算法进行运算,完成图像重建。相对于临床CT,其具有:①空间分辨率高,尤其适合显示牙及牙周等细小解剖结构(图1-4-7);②X射线辐射剂量小;③占地小;④经济投入相对较低、检查费用相对低廉等特点,迅速在牙颌骨疾病诊断中得到广泛使用。受到探测器、重建算法等因素的影响,牙颌骨锥形束CT无法显示软组织解剖结构,因此,有文献称之为“硬组织CT”。

图1-4-6 锥形束CT扫描示意图

图1-4-7 右下颌后部骨岛(黑箭)及47C形根(白箭)

A:CBCT影像(扫描参数:80kV、157mAs);B:MSCT影像(扫描参数:120kV、350mA、螺距0.969)

三、MRI

MRI(magnetic resonance imaging,磁共振成像)对于骨质的显示能力有限,但是MRI具有无电离辐射、多参数成像、任意方位成像、无骨性伪影、流空效应、无创性血管成像、有较高的组织分辨力、功能成像、分子水平成像、强化相对安全等特性,用于颅面骨的检查具有X线、CT检查不可替代的优势。虽然MRI对颅面骨骨折本身不敏感,但是对于骨折部位伴有的出血、水肿非常敏感,同时对于轻微骨折、骨挫伤更是X线、CT扫描所不可替代的。MRI对于骨髓炎、骨肿瘤等具有较好的显示效果,能够显示病变本身以及周围水肿的准确范围,在确定肿瘤侵犯范围方面作用更加明显(图1-4-8)。除了常规SE序列T1WI、T2WI以及质子密度加权像(PDWI)之外,脂肪抑制序列对骨软骨损伤、肿瘤、炎性病变以及血液病的骨髓浸润具有较高的应用价值,能够显示常规SE序列不能发现的早期病变。脂肪抑制序列主要包括两种方法,第一种是化学位移或频率选择饱和法,常被用于含脂肪的肿瘤合并出血的鉴别诊断,也可用于观察软骨改变,缺点是脂肪抑制不够均匀;第二种是短时反转恢复序列,即短时反转恢复(STIR)序列,适宜用来观察骨髓水肿和周围软组织炎性改变,对于显示肿瘤及炎性病变的侵犯边界,指导临床手术方案的制定是很有价值的(图1-4-9)。MRI的流空效应可以显示正常和异常增生的血管,结合磁共振血管成像(MRA)和磁共振静脉造影术(MRV)对病变的血供以及血管畸形的检出具有简单、无创、可重复性好等诸多优势。扩散(弥散)加权成像主要反映水分子的弥散运动受限情况,自由水的弥散运动不受任何限制,称为自由扩散,而组织内的水分子的扩散运动则或多或少受到一定的限制,其受限的程度与周围的组织成分、排列和分布有关,在弥散加权成像(DWI)上水分子弥散运动越自由,则信号越低;相反弥散运动越受限,则信号越高,在颅骨疾病中可用于良、恶性肿瘤及肿瘤坏死和脓肿的鉴别,在DWI上良性肿瘤和肿瘤坏死为等、低信号,而未发生坏死液化的恶性肿瘤本身或脓肿则显示为高信号,表观弥散系数(ADC)图呈低信号。灌注加权成像(PWI)主要用于肿瘤良恶性的鉴别,一般良性肿瘤的边缘和中心的血管化程度基本一致,所以其血流灌注率也基本一致;而恶性肿瘤由于生长较为迅速,易造成中心区域缺血坏死,而肿瘤边缘的血管较多,且多为迂曲、较宽的、不成熟的肿瘤血管,所以造成了恶性肿瘤中心为低血流灌注而边缘为高血流灌注。动脉自选标记(ASL)的应用,无需对比剂即可对病变的灌注水平进行评价,对病变的血供情况和鉴别诊断提供了更多信息。MR对比剂为非碘性对比剂,无需进行过敏试验,相对用量少,对于碘对比剂过敏的病人一样可以进行强化扫描,为颅骨病变的鉴别诊断提供了有力帮助。

图1-4-8 肿瘤MRI

A:骨髓瘤MRI:矢状位T1WI增强扫描示颅骨内外板破坏、中断,与正常骨质界限截然,可见明显强化的内外生长的软组织肿块,邻近脑实质受压,并可见片状低信号的水肿区;B:恶性神经鞘瘤MRI:矢状位T1WI显示颅骨破坏,呈等T1信号,可见颅骨伸入肿瘤实质内,脑实质受压内移

图1-4-9 颅底转移瘤MRI

强扫描(压脂)显示颞骨不均匀显著强化,其内见不强化区,病变边界不清,累及小脑

对于颅骨先天性病变MRI能够更加明确地显示脑膜膨出及脑膜脑膨出的位置、范围和程度,并且可以评价膨出的脑膜及脑组织是否存在异常。

由于老年人义齿较普遍,义齿造成的磁敏感伪影往往会影响周围结构的显示,所以检查时需要移除活动性义齿,而对有不能移除义齿的病人可以用去伪影技术改善对颌面部病变显示的影响。

四、核医学

ECT(emission computed tomography),称为发射型计算机断层扫描,是一种生理代谢显像,所用的放射药物主要有99m Tc、201 Tl、131 I等能产生衰变的核素。主要反映正常脏器与病变组织的功能信息。可行纵断层或横断层扫描,所产生图像描绘人体内组织断层中放射性核素的浓度分布。

图1-4-10 核素扫描

乳腺癌术后核素扫描显示多发骨转移瘤,颅骨、脊柱、肋骨及骨盆等处均可见放射性浓聚征象

ECT检查能够获得平面图像和断层显像、静态图像和动态图像、局部图像和全身图像。更重要的是ECT检查还能提供脏器的多种功能参数,如时间-放射性曲线等,为肿瘤的诊断和治疗提供更多的信息,主要用于甲状腺癌、骨骼等部位肿瘤的检查,尤其常用于骨转移性肿瘤的诊断(图1-4-10),病变的检出较普通X线片可提前3~6个月。

正电子发射型断层扫描(positron emission transaxial tomography),简称PET。所用放射性核素是短命核素11 C、15 O、18 F等。其断层成像是通过探测注入体内的放射性核素在衰变过程中所产生的淹没辐射而实现的。PET除进行脏器显像和常规动态功能测定外,还用于神经系统、心血管系统及肿瘤学。检查前将放射正电子的放射性同位素标记在示踪化合物上,检查时将化合物注射到被检者体内,通过探测放射性核素衰变产生正电子湮灭辐射来示踪这些化合物,发现活体内的生理和生化过程,从而达到研究人体内病理和生理过程的目的。由于核素扫描具有空间定位不够精确的不足,而CT、MRI具有精确定位的优势,因此后来就出现了PET/CT(position emission tomography and computed tomography)和PET/MRI(potion emission tomography and magnetic resonance imaging),不仅使PET、CT和MRI设备原有的优势得到了发挥,而且使原先不足之处得到了克服。目前已经开发出了许多能够提高临床诊断质量的新软件,可用于颅面骨肿瘤的诊断、治疗方案的制定和疗效观察。

(张殿星 于台飞)