Micro CT在骨水泥在人体椎体中的弥散检测的应用

前 言

人们都希望拥有健康的骨骼，因为骨科疾病会严重影响到日常的生活质量，其中椎体压缩性骨折总是给人们带来剧烈的疼痛感。骨质疏松性椎体压缩性骨折( OVCF) 患者常表现为腰背疼痛、脊柱畸形等，对患者的正常生活造成不良影响。经皮椎体成形术( PVP) 是临床治疗OVCF 的主要手段，主要通过注入骨水泥撑起塌陷椎体，帮助恢复患者的伤椎高度，使骨折得以稳定，缓解患者的疼痛以及临床症状，该成形术利于患者早期康复，提高患者生活质量⁽¹⁾。

经皮椎体成形术（PVP）示意图
 

研究表明⁽²⁾，PVP术中注入骨水泥后能够有效维持椎体稳定性，还能够产生热效应将椎体末梢神经细胞杀灭，并阻断疼痛感觉神经传导，从而减轻患者的疼痛，有利于患者术后早日康复。但在PVP术后，部分患者会出现骨水泥渗漏，压迫神经，对机体神经功能造成影响。情况严重的还会导致患者瘫痪，降低患者生存质量，影响患者预后⁽³⁾。因此，需要不断研发更有效更安全的骨水泥。
 
案 例

在骨水泥的研究中，我们可以选择比人体CT具备更高分辨率和使用灵活度的显微CT，即Micro CT来进行。接下来，小编带来一个使用Micro CT 设备的离体人椎骨的案例。该实验使用了我司Micro CT（型号：NEMO）扫描，并通过我司的影像软件Avatar处理后，可以观察到椎体内部的缺损结构以及骨水泥注入后的形态，计算弥散体积等。
 

知识点：骨水泥是骨粘固剂的常用名，是一种用于骨科手术的医用材料，由于它的部分物理性质以及凝固后外观和性状颇像建筑、装修用的白水泥，便有了如此通俗的名称。骨水泥注入椎体内沿骨折线及骨小梁间隙弥散，粘合骨小梁及其包绕的空间，形成一种由骨小梁、骨水泥，骨小梁间隙的三维空间结构，该空间即为骨水泥在椎体骨的弥散体积。
 
 
图像展示

注入某骨水泥后人椎骨不同横截面展示
 

不同渲染效果3D展示


任意角度斜切功能展示                    连续切片展示


Avatar分割功能可提取骨水泥部分（橘色）并自动计算体积
 

Avatar分割功能可分别提取骨质(红色)和骨水泥(萤光绿)

 

使用设备

Micro CT（型号：NEMO）(平生医疗)
影像软件：Avatar  (平生医疗)
 
尾声：
如上案例所示，高分辨的Micro CT不仅可以观测到骨水泥的渗透情况还可以为骨水泥的修复作用加以验证。相信有Micro CT的助力，椎体压缩下骨折治疗领域将会有越来越大的突破。
 
 

注释：
[1] 杜亚雷， 郑连生，等.经皮椎体成形术后患者骨水泥渗漏的影响因素.[J临床骨科杂志.2020,23(1):20-22
[2] CHEN H，LIU H，DENG Y，et al． Multivariate analysis of factors associated with axial symptoms in unilateral expansive open-door cervical laminoplasty with miniplate fixation［J］． Medicine， 2016，95( 2) : e2292．
[3] LIU T，ZHE L，SU Q，et al． Cement leakage in osteoporotic vertebral compression fractures with cortical defect using high viscosity bone cement during unilateral percutaneous kyphoplasty surgery［J］． Medicine， 2017， 96( 25) : e7