第二节　CT检查

一、CT成像基本原理

CT是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收到该层面各个不同方向的人体组织透过的X线，经模/数转换输入计算机，通过计算机处理后得到扫描层面的组织衰减系数的数字矩阵，再将矩阵内的数值通过数/模转换，用黑白不同的灰度等级显示出来，即CT图像。CT图像与X线图像一样以不同的灰度来反映器官和组织对X线的吸收程度，但CT图像灰度又受窗宽、窗位调节的影响。

二、CT成像的基本概念

1.窗宽和窗位

窗宽是指CT图像上所包括的CT值范围。窗位是窗宽的中心CT值。同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括的CT值范围不同。窗宽内所有的CT值用16个灰阶显示，小于窗宽的组织结构影像能清晰显示，大于窗宽的组织结构则没有灰度差别而不能显示。

2.层厚

为扫描时选择的层面厚度，是影响图像分辨力的一个重要因素。层厚小，图像空间分辨力好，密度分辨力下降。层厚大，密度分辨力提高，空间分辨力下降。

3.层距

指相邻两个层面的中点之间的距离。若层距与层厚相等，则为连续扫描，各层之间无间隙。层距大于层厚，则为不连续扫描，各层之间有一定间隙的组织没有被扫描到。层距小于层厚则为重叠扫描，相邻层间有重叠。

4.密度分辨力

指可区分最小密度差的能力。

空间分辨力:指图像可鉴别物体大小、微细结构的能力，以每厘米几个线对(Lp/cm)来表示。

5.CT值

反映组织对X线的吸收值(衰减系数u)。

6.伪影

CT图像上非真实的阴影或干扰称为伪影。

三、CT扫描检查技术

(一)CT平扫

是不注入对比剂的常规检查。平扫是脊柱肿瘤CT检查最基本的手段，它弥补了X线摄影中脊柱骨结构的重叠及软组织结构分辨不清的缺点，密度分辨力也较X线摄影明显提高，即使是微小的脊柱肿瘤骨质破坏也可以很好地检出，并且可以很好地显示骨质破坏的范围和脊柱肿瘤软组织肿块影。

(二)CT增强扫描

指在血管内注入对比剂后在进行扫描的检查方法，目的是提高病变组织同正常组织的密度差，显示病灶内的血供情况，通过病变不同强化方式，确定病变的性质。根据注射对比剂后扫描方法的不同，可分为常规增强扫描、动态增强扫描、延迟增强扫描和多期增强扫描。增强扫描在平扫基础上更好地显示了肿瘤的软组织实质成分以及肿瘤在椎旁侵犯的范围。并且增强扫描可以显示肿瘤的血供、供血动脉等生物学特点，有助于手术切除和术后放化疗计划的制订。

(三)CT特殊扫描

1.薄层扫描

扫描层厚小于等于5mm。其优点是减少了部分容积效应，能更好地显示病变的细节，缺点是信噪比降低。需要进行三维重建的后处理，层面越薄，重建图像的质量越高。

2.高分辨扫描

采用薄层扫描、高空间分辨力的算法重建及特殊的过滤处理，取得有良好空间分辨力的CT图像。对显示小病灶及细微结构优于常规CT扫描。薄层扫描和高分辨扫描有助于检出脊柱肿瘤早期很微小的骨质破坏灶。

3.容积扫描

指在检查范围内，连续地一边曝光一边进床，并进行该部位容积性数据采集的检查方法。其采集的无间隙容积数据可以进行任意层面、任意层距的图像重建，可变换算法进行重建图像，进行相关的图像后处理。由于扫描速度快，还增加了时间分辨力。容积扫描获得信息量大，是脊柱肿瘤的CT三维重建基础。

(四)双源CT

双源CT是近年来CT最重大的进步，虽然其最主要是对心血管系统影像质量的明显提高，但双源CT对脊柱肿瘤成像也有相当大的提升，能显示过去CT无法清楚显示的韧带、肌腱和软骨。在常规CT以及螺旋CT这样的单源CT中由于韧带、肌腱及软骨的X线衰减系数相互之间差异较小，因此无法区别显示。但在这些结构的成分中胶原分子侧链中有密实的羟(基)赖氨酸和羟脯氨酸，对不同能量的X线有较明显的衰减差异，因此在双源CT高、低能X线同时扫描后，运用后处理技术就可以将脊柱与这些附属结构较清楚地区别显示，弥补了以往CT检查的不足。另外还可用来进行骨密度测定，反映病变区骨骼的代谢情况。

四、脊柱相关CT图像重组技术

无论单源CT(常规CT和螺旋CT)还是双源CT，扫描后所采集的原始数据都是横断面的图像，对于显示脊柱肿瘤的细节已经提供了足够的信息，但是对于脊柱外科医师来说，这种横断面的图像不能提供肿瘤的整体空间关系信息。为了更好地显示脊柱肿瘤的整体信息，我们可对采集的原始图像数据进行图像后处理，进行多维、多平面的重组，从任意角度、全方位观察脊柱肿瘤影像，对肿瘤的定位、定量、定性更准确，更直观地显示肿瘤与毗邻结构的空间关联，为肿瘤术前计划提供更好的信息。

(一)多层面重组

多层面重组(MPR)是在断层扫描的基础上对某些或全部扫描层面进行各个方向范围的重建，得到冠状面、矢状面、斜面及任意面的二维图像。层厚越小，层数越多，重建图像越清晰。可以较好地显示脊柱肿瘤的位置及其与周围的毗邻关系，有利于准确定位(图6-2-1)。若层厚与螺距选择不当的时候，则容易造成阶梯状伪影。

(二)曲面重组

曲面重组(CPR)指在容积数据的基础上，沿感兴趣器官画一条曲线，计算指定曲面的所有像素的CT值，并以二维的图像形式显示出来，曲面重组将扭曲的结构伸展拉直显示在同一平面上，较好的展示其全貌，是MPR的延伸和发展。

(三)最大密度投影

最大密度投影(MIP)是取每一线束的最大密度进行投影，反映组织的密度差异，对比度较高，临床上常用于显示具有较高密度的组织结构，例如注射对比剂后显影的血管、明显强化的软组织肿块等，对于密度差异较小的组织结构则难以显示。MIP在脊柱血管显示、术后植入物伪影的处理上有较大的作用(图6-2-2)。

(四)表面遮盖显示

表面遮盖显示(SSD)指设定密度域值确定位于组织结构表面的像素，显示这些像素，超过限定CT域值的像素被当做透明处理后重组成三维图像。脊柱图像后处理常用此技术，空间立体感强，解剖关系清晰，有利于病灶的定位。但由于受CT域值选择的影响较大，容积资料丢失较多，常失去利于定性诊断的CT密度，使细节显示不佳(图6-2-3)。

(五)容积重组

容积重组(VR)是目前脊柱三维图像后处理中最常用的技术之一。可以立体、直观地显示脊柱骨的外形、脊柱及其附件的骨折、关节脱位、畸形以及骨肿瘤等病变的位置、程度、范围和与周围组织器官的毗邻关系。在重组图像中，不同密度的组织还可以用不同的伪彩色显示，使得图像更生动。

五、脊柱正常CT表现

椎体在骨窗下显示为由薄层骨皮质包绕的海绵状松质骨结构。CT经椎体中部层面横断位:椎体松质骨中的椎体静脉管为Y形低密度线条影。由椎体、椎弓根和椎弓板构成椎管骨环，硬膜囊居椎管中央，呈低密度影，与周围结构有较好的对比。黄韧带为软组织密度，附着在椎弓板和关节突的内侧，正常厚2～4mm。CT经椎体上、下部层面横断位:椎体呈后缘向前凹的肾形，其后方见椎间孔和上下关节突。侧隐窝呈漏斗状，其前方是椎体后外面，后方为关节突，侧方为椎弓根内壁，其前后径不小于3mm，隐窝内有穿出的神经根(图6-2-4、图6-2-5)。

CT经椎间盘层面横断位:椎间盘由髓核与纤维环组成，其密度低于椎体，CT值为50～110HU，表现为均匀的软组织密度影，但由于层厚和扫描位置的原因常见椎体终板影混入其中(图6-2-6)。

六、X线及CT检查在脊柱肿瘤中的应用及影像特征

X线摄影检查和CT检查都是利用物体对X线吸收程度不同为成像基础的。X线摄影检查是脊柱肿瘤的最基本的检查方法，其应用范围广、价格低廉、图像空间分辨率高，对肿瘤病灶的检出及良、恶性肿瘤的诊断能提供有价值的信息。但X线摄影检查也存在一些不足:密度分辨力不高，对早期脊柱肿瘤病变或微小脊柱肿瘤病灶的诊断及分期是相当困难的。并且由于脊椎的解剖结构复杂，其结构在X线片上相互重叠较多，位于附件及下胸椎、上胸椎区的脊柱肿瘤极易漏诊;对弥漫性骨髓肿瘤病变不易显示。CT检查也是脊柱肿瘤最常用的检查手段，其优点是:密度分辨力高，比X线片高10～25倍，因此细小病变比如小钙化、微小的肿瘤骨的显示较X线摄影检查更好;没有影像重叠，可以清晰显示脊柱附件及椎旁软组织以及肿瘤的椎管内浸润;增强扫描可以显示肿瘤的血供;可显示骨质破坏及其程度，观察病变内部情况、肿瘤延伸范围及椎管受压程度;对肿瘤病变内的囊性、脂肪和钙化等显示也有重要价值;还可以进行CT导引下穿刺活检及介入治疗。CT检查存在的不足:对肿瘤的早期改变虽然较X线摄影检查敏感，但是对于没有骨质破坏，没有形态改变的早期肿瘤病变检出敏感性还是不高;不能直接显示骨髓的异常，弥漫性的骨髓肿瘤病变不易显示完全;难于显示骨髓、椎间盘和软组织的早期病变。体内、体外的金属都可以造成伪影影响对肿瘤病变的观察;射线剂量较X线摄影高。由于X线摄影检查和CT检查的成像基础是一样的，因此脊柱肿瘤病变在X线和CT图像的表现基本一致，只是CT较X线摄影能更好的显示早期、细小肿瘤病变，更好的定位，更好地显示肿瘤侵犯范围。

脊柱肿瘤相关异常X线及CT表现

1.骨质疏松

骨密度减低，在脊椎，椎体内结构呈纵行条纹，周围骨皮质变薄，严重时，椎体内结构消失。椎体变扁，其上下缘内凹，而椎间隙增宽，呈梭形，致椎体呈鱼脊椎状。椎体有时可压缩呈楔状。

2.骨质破坏

骨质局限性密度减低，骨小梁稀疏消失而形成骨质缺损，其中全无骨质结构。骨松质的早期破坏可形成斑片状的骨小梁缺损。骨皮质破坏在早期发生于哈氏管，引起哈氏管扩大在X线上呈筛孔状。骨皮质表层的破坏，则呈虫蚀状。当骨破坏进展到一定程度时，往往有骨皮质和松质的大片缺失。CT易于区分松质骨和皮质骨的破坏。炎症的急性期或恶性肿瘤，骨质破坏常较迅速，轮廓多不规则，边界模糊。炎症的慢性期或良性骨肿瘤，则骨质破坏进展缓慢，边界清楚;有时还可见一致密带状影围绕，且可使局部骨骼轮廓膨胀等(图6-2-7A、B)。

3.骨质增生硬化

骨质密度增高，伴或不伴有骨骼的增大。骨小梁增粗、增多、密集，骨皮质增厚、致密。明显者，则难于分清骨皮质与骨松质，骨髓腔变窄或消失。脊柱肿瘤引起的骨质增生硬化多数是局限性的，如骨肉瘤或成骨性转移瘤(图6-2-8)，严重时也可以看到融合成片状的骨质硬化。

4.骨膜增生(骨膜反应)

在早期是一段长短不定，与骨皮质平行的细线状致密影，同骨皮质间可见1～2mm宽的透亮间隙。继而骨膜新生骨增厚，常见的有与骨皮质表面平行排列的线状、层状或花边状骨膜反应(图6-2-9)。

骨膜增生的厚度与范围同病变发生的部位、性质和发展阶段有关。肿瘤的骨膜增生较局限，炎症的骨膜增生较广泛。针状或日光状骨膜增生常提示病变进展迅速，侵袭性强;层状、葱皮样骨膜增生在良、恶性病变都可见;浅淡的骨膜增生常见于高度恶性肿瘤或急性炎症。

Codman三角:已形成的骨膜新生骨可被破坏，破坏区两侧的残留骨膜新生骨呈三角形，称为Codman三角，常为恶性肿瘤的征象，主要见于管状骨。

骨质坏死:在早期骨小梁和钙质含量无变化，此时X线及CT上也无确切异常表现。过后在周围骨质被吸收，或在肉芽、积液包绕衬托下，死骨显示为相对高密度。随后坏死骨组织压缩。

5.骨内与软骨内钙化

软骨类肿瘤可出现肿瘤软骨内钙化，表现为颗粒状、小环或半环状的致密影，数量不等，可在瘤体内广泛分布或局限于某一区域。CT能显示X线片不能见到的小钙化影。

6.骨骼变形及周围软组织病变

骨肿瘤可使骨局部膨大、变形。恶性骨肿瘤侵犯软组织，可见软组织肿块影。CT显示周围软组织受侵较X线摄影清晰。

脊柱良恶性肿瘤X线及CT的鉴别见表6-2-1，脊柱转移肿瘤与脊柱结核X线及CT鉴别见表6-2-2。

七、脊柱常见肿瘤X线及CT表现

(一)脊柱常见良性与中间型肿瘤

1.骨巨细胞瘤

X线片上骨巨细胞瘤可发生于单个椎体，也可发生于多个椎体，多数为偏侧性破坏，边界清楚，横径可以大于纵径，肿瘤常内无钙化或骨化影，没有硬化缘。部分病灶内可见纤细的骨嵴。肿瘤明显膨胀时，周围可残留不完全的薄层骨性包壳。椎体可压缩、塌陷，但椎间盘一般保持正常。椎旁少见软组织肿块影。CT可显示受累椎体的膨胀性骨破坏，骨壳可有小范围的间断。骨破坏与正常骨小梁的交界部多无骨增生硬化带。骨壳内缘多呈波浪状为骨壳内面的骨嵴所致，一般无真性骨性间隔，平片上所见的分房征象实为骨壳内面骨嵴的投影。骨破坏区内为境界清楚的软组织密度影，无钙化和骨化影(图6-2-10)，如肿瘤出现坏死液化则为低密度区。囊变区内偶可见液-液平面，一般下部液体较上部液体密度高，随体位改变。生长活跃的骨巨细胞瘤和恶性巨细胞瘤可见骨壳外的软组织肿块影。增强扫描肿瘤组织有较明显的强化，而坏死囊变区无强化。

2.骨样骨瘤

X线片上分为皮质型、松质型、骨膜下型，主要表现为脊柱偏心膨胀性骨质破坏区，周边不同程度的反应性骨硬化，有时病灶内见钙化或骨化，病灶易累及周围椎旁软组织，造成软组织肿胀。皮质型者瘤巢位于骨皮质，周围骨质增生硬化和骨膜反应明显而广泛，有时可遮盖瘤巢。松质型者瘤巢位于骨松质，周围仅有轻度的骨硬化带。骨膜下型者瘤巢所在骨皮质可出现凹陷，肿瘤将骨膜掀起形成骨膜新生骨，邻近骨皮质硬化。CT上表现为类圆形的低密度骨破坏区，中央见不规则的钙化、骨化影，周围不同程度的骨质硬化带，椎小关节骨质增生(图6-2-11)。

3.骨母细胞瘤

骨母细胞瘤较为少见。X线片上表现多样，可以呈中心低密度骨质破坏区，周围骨质硬化;或者有多发小钙化的膨胀性骨质破坏，周围伴硬化缘;也可以呈侵袭性表现，骨质膨胀性破坏及周围软组织肿胀，内见混杂性钙化。CT上呈类圆形膨胀性骨质破坏(图6-2-12)，周围有不同程度增生硬化破坏区，骨壳可中断，周围软组织可局限性肿胀。CT对肿瘤内钙化显示较平片敏感，对复杂部位肿瘤显示较好。

4.骨软骨瘤

多发生于长骨，脊椎少见。X线和CT可显示起自脊椎的骨样肿块影，有点状或环形钙化，肿块的基底位于椎骨，其骨皮质及骨小梁结构与所在椎骨相连续。X线对体积小的病变或是突向椎管内的病变显示困难，CT可以清楚显示(图6-2-13)。

5.骨血管瘤

骨血管瘤好发于脊柱，多见于成年人。X线片上椎体内松质骨结构部分消失，骨小梁代偿性增粗，垂直排列如栅栏状，有时也呈网眼状、蜂窝状。其间隙增大、密度减低。肿瘤边缘清晰，有或无硬化边。进一步发展可累及椎弓，椎间隙一般不受侵犯。脊柱DSA可以显示其滋养血管。CT片显示局部骨质分叶状扩张，骨皮质变薄但完整(图6-2-14)。

6.动脉瘤样骨囊肿

动脉瘤样骨囊肿好发于青年人，最常见的发生部位为下肢长骨的干骺端，椎体及椎体附件也常有发生，椎体常发生在胸椎，发生在骶椎的少见。X线上为境界清楚的膨胀性透亮影病变，边缘为薄的硬化缘，骨皮质被抬起、侵蚀呈薄的骨壳，骨壳外常见骨膜下新生骨形成;病灶内有不完全的骨小梁分隔或骨嵴，呈泡沫样，有时可见病变引起的骨折。典型的动脉瘤样骨囊肿分为分偏心型和中央型两种，偏心型呈偏心生长，常突入周围椎旁软组织内，中央型较偏心型少见突入椎旁周围软组织内。不典型的动脉瘤样骨囊肿呈溶骨性改变，既不分房也不膨胀。有的有较多的钙化和骨化(图6-2-15)。

CT可以更好地显示动脉瘤样骨囊肿膨胀性生长产生的改变以及突入周围软组织的范围，病灶呈分叶状膨胀性骨缺损区，内可见分隔，充满液体，伴有出血时常显示液-液平面，上方为水样密度，下方为高密度的血液。

(二)脊柱常见恶性肿瘤

1.转移性骨肿瘤

转移性骨肿瘤是脊柱最常见的恶性肿瘤。X线片表现可分为溶骨型、成骨型和混合型。溶骨型:椎体广泛或局限性骨质破坏，椎体常变扁，椎间隙多保持完整;椎弓根常受侵蚀破坏。成骨型:少见，呈斑片状、结节状高密度，位于松质骨内，边界清楚或不清，骨皮质多完整，骨轮廓多无改变。成骨型转移多数为前列腺癌转移，少数为乳癌、鼻咽癌、肺癌和膀胱癌，混合型转移兼有溶骨型和成骨型转移的骨质改变。CT能显示局部软组织肿块的范围、大小及邻近脏器的关系。溶骨型为脊椎低密度骨质破坏缺损区，常伴软组织肿块。成骨型为骨松质内斑点状、片状、棉团状或结节状边缘模糊的高密度灶，一般无软组织肿块。混合型兼有两者改变(图6-2-16)。

2.浆细胞骨髓瘤

又称多发性骨髓瘤，起源于骨髓网织细胞的恶性肿瘤，为圆而脆软的实质新生物。椎体为其好发部位，绝大多数为多发;单发少见，且约1/3可转变为多发。晚期可广泛扩散。X线片上见受累脊椎广泛性骨质疏松，可伴脊柱压缩骨折;穿凿状、鼠咬状的多发性骨质破坏，边缘清楚，无硬化边和骨膜反应。骨质破坏区周围可见软组织肿块，但很少跨越椎间盘水平至邻近椎旁。硬化型骨髓瘤，表现为单纯硬化或破坏与硬化并存，破坏区周围有硬化缘，病变周围有放射状骨针及弥漫性多发性硬化。不过骨髓瘤治疗后也可出现硬化。少数平片可为正常表现，但在CT上显示出骨质的细微破坏和骨质疏松。严重时椎体骨松质内可见呈弥漫性分布、边缘清楚的溶骨性破坏区，周围常见软组织肿块(图6-2-17)。

3.软骨肉瘤

主要成分为肿瘤性软骨细胞钙化软骨化骨，呈不规则圆形或葫芦状肿块，肿瘤有特征性的软骨钙化。3%～12%原发于脊柱，胸椎最常见;病变起于椎体15%，后柱40%，同时受累45%。X线片上见溶骨性破坏，边界多不清楚，邻近骨皮质可不同程度的膨胀变薄，或破坏后形成软组织肿块，骨破坏区和软组织块内见数量不等、分布不均、疏密不一的钙化影，其中环形钙化具有定性价值。CT能显示平片不能发现的钙化灶，特征性钙化为点状、环状和半环状，非钙化部分可有坏死、囊变(图6-2-18)。

4.脊索瘤

起源于脊索残余，少见，约50%发生于骶椎，15%发生于其他脊椎，主要是上段脊椎，是骶椎最常见的原发骨肿瘤。肿瘤呈分叶状，有纤维假包膜，内含灰白或浅黄色胶状物;可出血、假囊腔以及肉芽样组织。X线片上为膨胀性溶骨性破坏，伴软组织肿块，瘤内50%～70%见钙化，钙化多无定形，位于病变周围，骶椎以上节段患骨较少膨胀改变，并可出现硬化呈“象牙椎”表现。CT除了显示膨胀骨质破坏外，可见肿瘤呈分叶状，囊实性混杂密度，可见不规则钙化，增强扫描软组织肿块，增强，轻至中度强化，不易与转移瘤鉴别(图6-2-19)。

5.骨肉瘤

较少见发生于脊柱，主要组织成分为肿瘤性成骨细胞、肿瘤性骨样组织和肿瘤骨。X线片上见骨质破坏区及软组织肿块影，其内见云絮状、斑块状及针状肿瘤骨。肿瘤的外围可见肿瘤软骨钙化。骨肉瘤能引起各种形态的骨膜新生骨以及骨膜三角，但这不是骨肉瘤的特有的表现。CT上可以更好地显示骨质破坏的区域和形态，发现肿瘤骨较X线片敏感。肿瘤引起的骨质增生表现为松质骨内不规则斑片高密度和骨皮质增厚。病变区见混杂密度的软组织肿块，其内常见坏死囊变区，增强扫描，实质部分要明显强化(图6-2-20)。

(刘畅　邹翎)