脛骨平臺后外側(cè)骨折透視角度探析范文

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《國際骨科學雜志》2016年第5期

摘要：

目的探討脛骨平臺后外側(cè)骨折的理想透視角度。方法采集24例膝關(guān)節(jié)周圍損傷患者膝關(guān)節(jié)術(shù)中三維CT原始數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括可旋轉(zhuǎn)的同心透視二維圖像集，基于該圖像集，在0°～90°之間每隔固定幀數(shù)測量脛骨平臺后外側(cè)的實際成像寬度，結(jié)合脛骨平臺形態(tài)的幾何分析，計算出相應透視角度下來自脛骨平臺其他部分影像的干擾，利用成像寬度減去干擾寬度所得到的差值來評估透視的綜合效應，尋找成像寬度大而干擾程度小的理想透視角度。結(jié)果透視角度為0°～34°時，脛骨平臺后外側(cè)成像寬度緩慢遞減，然后遞減開始加速，在42°附近遞減速度最大；透視角度為0°～90°時，脛骨平臺后外側(cè)影像受到的干擾呈持續(xù)遞減；透視角度為34°時，脛骨平臺后外側(cè)成像寬度與干擾寬度的差值最大。結(jié)論透視角度為34°時脛骨平臺后外側(cè)成像相對孤立，有助于術(shù)中判斷脛骨平臺后外側(cè)骨折塊、塌陷的復位質(zhì)量和固定情況，因此34°是綜合效應最佳的理想透視角度。

關(guān)鍵詞：

后外側(cè)脛骨平臺；術(shù)中透視；透視角度

脛骨平臺后外側(cè)骨折是近年來研究的熱點，其形態(tài)學［1－4］及手術(shù)入路［5－11］、內(nèi)固定方法［12］等多有報道。盡管有關(guān)研究不斷深入，但其手術(shù)治療原則仍是解剖復位和堅強固定。因此，術(shù)前清晰攝片有利于脛骨平臺后外側(cè)骨折診斷和形態(tài)評估，而術(shù)中透視的質(zhì)量將直接影響骨折復位程度的判斷。術(shù)中三維CT掃描能充分評估關(guān)節(jié)面的復位情況，是最佳成像手段，但1次完整的術(shù)中三維CT掃描加上醫(yī)生閱片平均耗時9min，因此它無法成為需在術(shù)中頻繁使用的常規(guī)透視技術(shù)［13－14］。有鑒于此，二維透視仍是骨科手術(shù)中普遍采用的常規(guī)透視手段。但根據(jù)常用的膝關(guān)節(jié)正側(cè)位透視（0°、90°）圖像不能對脛骨平臺后外側(cè)骨折形態(tài)作出充分評估［15］，術(shù)中需額外進行45°斜位透視作為補充。然而，45°斜位僅僅是臨床習慣的透視位置，其實際應用效果如何，尚缺乏評估和比較研究。本研究擬利用三維CT掃描獲得的影像對不同透視角度下脛骨平臺后外側(cè)的成像寬度（PLW）和干擾寬度（EIW）進行測量和評估，從中尋求顯示脛骨平臺后外側(cè)部成像寬而干擾小的理想透視角度。

1資料與方法

1．1一般資料

膝關(guān)節(jié)周圍損傷患者透視圖像的納入標準為CT掃描時脛骨平臺外側(cè)沒有放置鋼板（不存在鋼板對測量的干擾，便于測量脛骨平臺外側(cè)寬度）。排除標準為接受CT掃描時脛骨平臺外側(cè)已置入鋼板（鋼板金屬影使脛骨平臺后外側(cè)測量受到的干擾過大）。本研究共納入24例膝關(guān)節(jié)周圍損傷患者，其中男性12例，女性12例，平均年齡42．4歲。左側(cè)膝關(guān)節(jié)周圍損傷女性7例，男性6例；右側(cè)膝關(guān)節(jié)損傷女性5例，男性6例。患者年齡和腿側(cè)分布經(jīng)卡方檢驗無顯著性差異（P＞0．05）。術(shù)中均使用擁有190°同心旋轉(zhuǎn)角的移動式C形臂X射線機ArcadisOrbic3D（西門子醫(yī)療集團，德國）進行三維CT掃描，同時采集圍繞膝關(guān)節(jié)的同心二維透視圖像，共計100幀。瀏覽二維透視圖像集時，快速切換會在視覺上呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的效果。這100幀透視圖像覆蓋了190°的旋轉(zhuǎn)范圍，因此每旋轉(zhuǎn)1幀，實際旋轉(zhuǎn)角度為1．92°［計算公式：190／（100－1）］。本研究對這些二維透視圖像集的測量得到了醫(yī)院倫理委員會的批準。

1．2測量脛骨平臺后外側(cè)PLW

PLW是指影像上從髁間棘到脛骨平臺最外側(cè)邊緣的距離（圖1），可以直接在透視圖像上測量。測量時，首先根據(jù)“髕骨位于股骨遠端的中心，腓骨頭與脛骨髁部分重疊”這一標準，在二維透視圖像集中確定膝關(guān)節(jié)正位片（圖2a），然后向后外側(cè)脛骨平臺方向逐幀旋轉(zhuǎn)二維圖像集（圖2a～c）。每旋轉(zhuǎn)4幀透視圖像（約7．68°）測量1次PLW直至第47幀（約90．20°）。考慮到術(shù)中透視圖像比例不準的問題，將術(shù)中正位透視圖像與術(shù)后正位X線片的比例差異作為換算標準，得出術(shù)中PLW的實際數(shù)值（圖2d）。

1．3計算有效EIW

透視影像上，脛骨平臺后外側(cè)影像會與脛骨平臺其他部分影像發(fā)生重疊（圖3a），其程度可通過EIW進行量化評估。脛骨平臺后外側(cè)EIW是指在特定角度的透視影像上，脛骨平臺后外側(cè)影像與脛骨平臺其他部分影像重疊的寬度（圖3）。脛骨平臺后外側(cè)影像同時受到來自于前外側(cè)影像和后內(nèi)側(cè)影像的干擾，在0°～90°兩者分別呈現(xiàn)遞減和遞增的趨勢，它們造成的干擾在P°時相等。鑒于PLW隨著透視角度增加而逐漸遞減的趨勢（前一步的測量結(jié)果），從P°旋轉(zhuǎn)至90°時，透視圖像的PLW將非常小，而其受到的干擾程度卻逐漸遞增，從P°～90°區(qū)間的透視角度不可能成為最理想的透視角度，因此該角度區(qū)間的數(shù)據(jù)我們不予考慮和分析。在0°～P°范圍內(nèi)，由于來自脛骨平臺后內(nèi)側(cè)的EIW小于來自脛骨平臺前外側(cè)的EIW，可以在計算中不考慮來自脛骨平臺后內(nèi)側(cè)的干擾，而僅考慮脛骨平臺前外側(cè)影像對脛骨平臺后外側(cè)影像的干擾，因此僅需計算來自脛骨平臺前外側(cè)影像的干擾數(shù)值即可，評估EIW的公式也可簡化為：EIWX°＝ALEIWX°＝PLW0°＊cosX°（0°＜X°＜P°），其中EIWX°為X°透視角度時脛骨平臺后外側(cè)影像受到的EIW，ALEIWX°為透視角度X°時脛骨平臺后外側(cè)影像受到來自脛骨平臺前外側(cè)影像的EIW，PLW0°為正位透視圖像上脛骨平臺后外側(cè)的PLW。P°值可通過以下公式計算（圖3b）：PLW90°＊sinP°＝PLW0°＊cosP°，其中PLW0°為正位透視圖像上脛骨平臺后外側(cè)的PLW，PLW90°為側(cè)位透視圖像上脛骨平臺后外側(cè)的PLW。這樣計算得出：P≈59°。因此，當透視角度為59°時，脛骨平臺后外側(cè)影像受到的綜合干擾最小，我們將測量0°～59°的EIW。鑒于上述，我們測定的流程為：①測量不同透視角度下脛骨平臺后外側(cè)的PLW，分析其變化趨勢；②將正位透視圖像上的PLW0°及透視角度（X°）代入公式計算得到EIW；③用PLW減去EIW，差值最大時的透視角度為脛骨平臺后外側(cè)最理想的透視角度。

1．4統(tǒng)計學方法

本研究使用SPSS21．0軟件來進行統(tǒng)計描述并進行統(tǒng)計檢驗，包括PLW、EIW、ALEIW、PLW與EIW差值等，應用Origin9．0軟件來對PLW曲線求導，導數(shù)數(shù)值即為曲線斜率，以此量化分析曲線的變化趨勢。

2結(jié)果

2．1脛骨平臺后外側(cè)PLW和EIW演變趨勢比較

PLW值（0°～90°每4幀透視圖像測量1次）發(fā)現(xiàn)，隨著透視角度的遞增，PLW呈明顯遞減趨勢（圖4），而后外側(cè)脛骨平臺透視影像受到的EIW隨著透視角度的增加（0°～59°）呈遞增趨勢。這意味著并不存在同時擁有最大PLW和最小EIW的絕對最佳透視角度。脛骨平臺后外側(cè)PLW曲線顯示，透視角度為0°～30°時PLW遞減緩慢，透視角度為30°～61°時PLW遞減迅速，透視角度為61°～90°時雖然PLW遞減也很緩慢，但脛骨平臺后外側(cè)PLW變得很小，不適于用來評估脛骨平臺后外側(cè)。因此，精確評估脛骨平臺后外側(cè)需要進一步細化0°～61°透視角度區(qū)間PLW的測量（圖4）和EIW的計算（圖5），即從每4幀（約7．68°）測量1次PLW增加到每2幀（3．84°）測量1次。此外，我們對PLW曲線每點進行求導，計算出PLW曲線在各個不同透視角度下的斜率（圖6）。將每次測定的脛骨平臺后外側(cè)PLW減去該透視角度對應的EIW，得到一個差值，結(jié)果如下頁圖7所示。

2．2臨床應用

C形臂X射線機軸位旋轉(zhuǎn)可以定量到每5°1個刻度，因此旋轉(zhuǎn)約7個刻度可以達到34°。一般來說，脛骨平臺后外側(cè)透視時，如果上脛腓聯(lián)合出現(xiàn)“間隙征”，其顯影效果最理想，而且由于脛骨平臺后外側(cè)骨折術(shù)后畸形愈合者脛骨平臺后外側(cè)多呈塌陷形態(tài)，34°透視可以通過減少脛骨平臺前外側(cè)干擾影來展現(xiàn)脛骨平臺畸形最大面。我們?yōu)?0例患者膝關(guān)節(jié)進行術(shù)中34°斜位透視，其中5例仰臥位，4例漂浮體位，1例俯臥位，透視圖像質(zhì)量均較好（圖8）。雖然尚未在側(cè)臥位手術(shù)患者中應用，但有理由相信亦可取得較好效果，因為所有體位下的透視原理基本一致。需注意的是，雖然放置鋼板會影響后外側(cè)脛骨平臺的透視（圖9），但該技術(shù)能在術(shù)中最為重要的復位和臨時固定步驟中發(fā)揮作用。當然，術(shù)中透視是為手術(shù)服務的，可根據(jù)需要進行不同角度的透視。正（0°）、側(cè)（90°）位透視可以觀察脛骨平臺高度和后傾角，而34°斜位透視可用于手術(shù)復位和臨時固定過程中脛骨平臺后外側(cè)骨折塊形態(tài)、位置和復位滿意程度的檢查和評估，因為在此角度透視可以獲得脛骨平臺后外側(cè)相對獨立的影像，有助于判斷后外側(cè)骨折塊、塌陷復位質(zhì)量和固定情況，是脛骨平臺后外側(cè)骨折手術(shù)治療最關(guān)鍵步驟的輔助手段。

3討論

3．1術(shù)中斜位透視的必要性

累及脛骨平臺后側(cè)的骨折占所有脛骨平臺骨折的28．8％，其中35．1％累及脛骨平臺后外側(cè)，19．2％同時累及脛骨平臺后內(nèi)側(cè)和后外側(cè)［16］。術(shù)前CT掃描和重建不僅有助于骨折診斷［17－19］，還能指導骨折的手術(shù)治療［1－2，4］。術(shù)中透視也必不可少，有學者認為術(shù)中透視較術(shù)前影像能提供更多的關(guān)節(jié)內(nèi)情況。然而，從哪個角度透視最有價值、最能準確全面地顯示骨折復位質(zhì)量及固定效果，尚無定論。有研究認為，根據(jù)膝關(guān)節(jié)正側(cè)位透視圖像不足以充分判斷脛骨平臺后外側(cè)的骨折情況，應加行45°內(nèi)斜位透視（球管方向）以觀察脛骨平臺后外側(cè)形態(tài)。該結(jié)論得到了Hackl等［17］的支持。理論上，正位透視能顯示脛骨平臺后側(cè)劈裂（多見于后內(nèi)側(cè)）和關(guān)節(jié)面塌陷（多見于后外側(cè)），但平臺后側(cè)與前側(cè)的影像完全重疊；側(cè)位透視能顯示劈裂骨折塊和塌陷關(guān)節(jié)面前后相對位置，但平臺后內(nèi)側(cè)與后外側(cè)的影像也彼此重疊。若需要對脛骨平臺后外側(cè)骨折形態(tài)進行準確評估，需加行斜位透視［14］。然而，透視度數(shù)45°只是相對粗糙的中值，并沒有得到實驗的確證。本研究顯示，從0°開始，脛骨平臺后外側(cè)PLW隨透視角度的增加而減少，至34°時遞減趨勢開始加速，到達42°時，PLW曲線斜率最大，透視角度大于42°后，后外側(cè)脛骨平臺PLW將發(fā)生銳減。由此可見，臨床常用的習慣性45°斜位效果欠佳且十分不穩(wěn)定（圖10），加上術(shù)中C形臂X射線機的操作并非絕對嚴格和精確，采用34°～42°透視角度可能由于操作不精確導致PLW變化較大，因此并非謹慎的選擇。

3．2術(shù)中斜位透視的理想角度

本研究顯示，當透視角度在0°～34°范圍內(nèi)遞增時，PLW變化很小，而從34°開始隨著透視角度的增加，PLW曲線開始變陡（斜率變大），PLW曲線最大斜率出現(xiàn)在透視角度42°附近（距離正位片22幀）。因此，應選擇0°～34°的透視角度來獲得相對穩(wěn)定和較寬的成像，由于PLW在這個范圍內(nèi)遞減的趨勢非常緩慢，不同透視角度下細微的PLW差別不足以影響評估，因此為了確定理想的透視角度，還需要同時考慮EIW、PLW與EIW差值等其他變量。本研究顯示，PLW隨著透視角度的增加而呈逐漸遞減的趨勢，其遞減速度變化較小，而PLW與EIW差值則呈先遞增而后遞減的趨勢，在34°達到峰值，這意味著此時后外側(cè)平臺邊緣部分的影像不受平臺其他部分影像的干擾（圖3a），從而有利于對脛骨平臺后外側(cè)骨折形態(tài)的評估。因此，透視角度為34°時PLW較大、EIW較小且成像素質(zhì)較穩(wěn)定（34°附近PLW曲線斜率不高），這使其成為最為理想的斜位透視角度。本研究還存在一些不足：①透視圖像集的旋轉(zhuǎn)軸可能與脛骨中軸存在偏差；②樣本量較有限；③所有患者均來自中國，應用于黃種人以外的其他人種時，可能需要做一些數(shù)據(jù)上的調(diào)整。此外，其他人種的適用性也需要進一步的研究。

參考文獻：

［4］王馭愷，羅從風，翟啟麟．脛骨平臺骨折關(guān)節(jié)面塌陷治療研究進展［J］．國際骨科學雜志，2014，35（3）：147－150．

作者:占宇 邱偉健 王馭愷 羅從風 單位:上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院骨科 鄭州大學第一附屬醫(yī)院骨科