JNS最新研究:后纵韧带骨化进展变化的三维测量方法

2011-12-27 10:21 来源:丁香园 作者:phdyhm
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后纵韧带骨化(OPLL)是一种可引起脊髓型颈椎病的进展性疾病。目前,对于后纵韧带骨化进展的测量主要是通过2D方法,即通过患者的侧位影像进行测量,但这种方法存在着诸多局限性。为了对后纵韧带骨化进展进行更精确地测量,日本学者TakahiTo Fujimori等建立了一种新的方法来测量骨化的进展以及体积的变化,该方法发表在最新一期的JNS杂志上。

在该研究中,作者通过对5例患者(患者的平均年龄为63岁,平均的随访时间为3.1年)进行多排CT扫描,获得了连续的薄层扫描容量数据(serial thin-slice volume data)。作者首先在特定的阈值水平半自动地提取每一个发生了OPLL的椎体的数据建立OPLL 3D模型,然后采用基于体素的图像配准方法(voxel-based registration)对术前与术后模型的椎体进行重叠匹配。最后通过一款由作者团队开发的软件Orthopedic Viewer来测量骨化的进展与体积的增加,且在OPLL模型上用颜色来表示进展的程度。

结果发现,所有患者均出现了至少0.5 mm的进展,其中最大为4.7 mm。进展速率平均为1.5 mm/年,体积增加平均值为1622立方毫米,体积平均增加了37%,体积增加速率平均为484立方毫米/年。基于体素的图像配准方法,精度小于0.31mm,且观察者体积测量可重复性(intraobserver reproducibility)的组内相关系数、均方根误差(root mean square error)以及变异系数分别为0.987, 16.0立方毫米与 1.7%。

该研究结果表明,OPLL患者均存在不同程度的进展,甚至在手术之后。对于OPLL进展变化的评价,基于CT扫描的三维测量方法是一种有效且可靠的方法。

图1. 采用基于体素的图像配准方法(voxel-based registration)对术前与术后OPLL模型的椎体进行重叠匹配。


图2. OPLL的体积为图中矩形限定的区域。


图3.例1. 侧位影像平片上可见混合型OPLL,既可见C2–3的连续型,也可见C-2下方的节段型OPLL。然而在术前影像上却很难认出C-4节段下方的节段型OPLL。



图 4.例1的3D模型。右侧颜色柱中不同的颜色代表不同的进展长度。


图5.例2. 侧位影像平片上可见C4节段的局限型OPLL。然而在术前影像上却很难识别骨化的存在(左侧)。术后影像(右侧)可见骨化的存在,对于骨化的长度却不清楚。


图6.例2的的3D模型。右侧颜色柱中不同的颜色代表不同的进展长度。

表 1: 5例OPLL患者的临床数据*

表 2:颈椎基于体素的图像配准方法的精度

表3:体积测量的观察者内可重复性

表4:体积测量的观察者间可重复性

 Three-dimensional measurement of growth of ossification of the posterior longitudinal ligament: Clinical article

编辑: 庞

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