多層螺旋CT三維重建技術在踝關節骨折診斷和術后評估中的應用價值

朱培楊+周瑋+李建有

[摘要] 目的 探討多層螺旋CT三維重建技術在踝關節骨折診斷和術后評估中的應用價值。方法 分別采用X線DR和多層螺旋CT三維重建技術對踝關節骨折患者進行術前檢查并分型，術后進行復查觀察復位質量和內固定置入質量。結果 術前DR分型與術中所見結果比較，PAB、PER、SAB SER型Kappa值分別為0.76、0.80、0.77、0.75，一致性較好。術前CT三維重建與術中所見結果比較，PAB、PER、SAB SER型Kappa值分別為1、0.92、0.90、0.90，一致性優秀，CT三維重建分型與術中所見結果的一致性，靈敏度、特異度遠優于DR。術后DR與CT三位重建對PAB、PER、SER型復位質量比較均有顯著性差異（P<0.05），CT三維重建PER、SER型內固定置入質量比較均有顯著性差異（P<0.05）。結論 多層螺旋CT三維重建對踝關節骨折術前分型及術后復位治療、內固定置入質量更準確、可靠，應用價值較高。

[關鍵詞] 體層攝影術；三維重建；X線計算機；踝關節骨折；骨折分型；復位；內固定

[中圖分類號] R816.8 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2014）30-034-03

踝關節解剖結構和生物力學結構均較為復雜，骨折常由于間接外力作用導致，發生韌帶損傷、骨折移位、關節面塌陷、關節腔結構受損等骨折類型復雜，而由于空間結構狹小緊密聯系，常規X線及軸位CT影像學檢查易發生重疊而難于評估骨折類型，部分隱匿型骨折易漏診[1]。多層螺旋CT三維重建技術（下文簡稱CT三維重建）可提供更全面清晰的骨折信息，有助于術前制定手術方案及術后復查評估骨折復位和內固定質量，從而提高治療效果促進患者踝關節功能恢復。本研究對比分析2011年1月～2013年12月我院收治的踝關節骨折患者87例X線DR和CT三維重建在術前和術后的評估結果，探討多層螺旋CT三維重建技術在踝關節骨折診斷和術后評估中的應用價值。

1資料與方法

1.1一般資料

納入標準：①2011年1月～2013年12月我院收治的踝關節骨折患者；②性別不限，年齡18～70歲；③單側閉合性骨折，擬擇期手術治療。排除標準：①多發骨折或多發傷；②病理性骨折；③嚴重內科疾病，不耐受手術治療；④既往踝關節骨折或手術史。共納入87例，男49例，女38例，年齡23～69歲，平均（41.23±7.55）歲，右側52例，左側35例，致傷原因：扭傷31例，跌倒33例，交通事故13例，墜落傷10例，術前及術后均行X線正側位掃描，多層螺旋CT掃描及三維重建。

1.2儀器與方法

常規踝關節正側位DR掃描。飛利浦briliance ct 16 slice螺旋 CT機，患者取仰臥位，由足部遠端向近端進行掃描；范圍：脛骨下段約1/3至足部軸位至少包括骨折線上、下2 cm；掃描條件：120 kV，100～180 mA，層厚1 mm，螺距1，重建間距1 mm，原始數據進行計算機三維圖像重建，包括冠狀位和失狀位多平面重建（MPR）、表面遮蓋成像（SSD）、容積再現三維成像（VRT）。X線正側位掃描，多層螺旋CT三維圖像重建圖像由兩名資深放射科醫生進行獨立判讀經商議得出影像學診斷。術后進行復查判斷復位質量和內固定質量。

1.3評價標準

骨折分型采用Lauge-Hansen分型：旋前外展型（PAB）、旋前外旋型（PER）、旋后內收型（SAB）、旋后外旋型（SER），根據損傷程度分度，PAB分為Ⅰ～Ⅲ度，PER分為Ⅰ～Ⅳ度，SAB分為Ⅰ～Ⅱ度，SER分為Ⅰ～Ⅳ度[2]。復位質量：骨折部位恢復正常的解剖關系，對位和對線完全良好或移位、關節面臺階<2 mm為解剖復位；骨折部位解剖關系基本恢復，移位、關節面臺階≥2 mm為非解剖復位[3]。內固定質量：根據具體手術內固定方式，對內固定置入物置入位置和外露長度等進行觀察，若置入位置不符合手術要求：鋼板偏移手術預定位置超過1 cm或角度偏轉超過5°造成骨折固定部位對位不正，螺釘穿入關節腔、損害關節面或外露超過自身長度1/3可視為內固定質量不佳[4]。

1.4統計學處理

采用SPSS 21.0進行統計學處理。兩種方式的診斷價值采用一致性檢驗：以術中所見為金標準，術前分型與術中所見的Kappa值，靈敏度、特異度，Kappa≥0.75為一致性程度好。計數資料采用實際數例和百分比表示，兩組間比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 術前分型評價比較

依據術中所見分型結果為，PAB14例，PER19例，SAB25例，SER29例，術前DR分型與術中所見結果比較，各分型Kappa值均≥0.75，一致性較好，其中PER型Kappa值最高，PAB、SER型Kappa值最低，靈敏度PER型最高，SER型最低，特異度PAB、SER型最高，SAB型最低。術前CT三維重建與術中所見結果比較，各分型Kappa值均≥0.75，且均≥0.90，一致性優秀，其中PAB型Kappa值最高為1，PAB型靈敏度、特異度均為1，PER型特異度均為1，PER型靈敏度最低，SAB型特異度最低。CT三維重建分型與術中所見結果的一致性，靈敏度、特異度遠優于DR，見表1。CT三維重建、DR圖像見封三圖1、2。

2.2術后復位質量和內固定置入質量評價比較

術后CT三位重建各分型檢出解剖復位率均低于DR，DR與CT三位重建對PAB、PER、SER型復位質量比較，均有顯著性差異（P<0.05），CT三位重建各分型檢出內固定適宜率均低于DR，PER、SER型內固定置入質量比較，均有顯著性差異（P<0.05）。CT三位重建術后復查評估復位和內固定置入質量效果更好，見表2。

3討論

踝關節是承擔全身體重的最大負重屈曲關節，解剖結構及力學機制復雜，各結構間還具強力內在穩定，包括脛距關節、腓距關節、跟距關節、距舟關節等重要的關節機構，關節腔輕薄，接觸密切，各組織結構間相互作用使應力分布適宜，但由于周圍軟組織菲薄，易發生運動性損傷發生骨折[5，6]。研究顯示，關節面平整度及移位對關節面應力及韌帶彈性平衡影響巨大，1 mm的距骨外移位可能導致脛距關節損失約40%的接觸面，旋轉角度≥5°則可導致明顯關節面損失從而造成踝關節應力分布異常[7-9]。因此，踝關節骨折治療更強調解剖復位的重要性。手法復位難以獲得良好的復位效果，而切開復位內固定是主要的治療手段，基于踝關節復雜的結構和功能，內固定置入位置、牢固程度對術后恢復都有重要影響。endprint

多層螺旋CT三維重建已被用于骨折尤其是關節骨折的術前診斷，綜合多平面重建（MPR）、表面遮蓋成像（SSD）、容積再現三維成像（VRT）立體重建踝關節骨骼和周圍組織結構，克服了平面掃描易受到重疊骨骼影響難以準確判斷的缺點，并可從X、Y、Z軸任意旋轉，改變視角從而更全面的了解骨折線走向，骨碎片分布及關節面損害程度為術前評估提供直觀、清晰的影像資料，在頭頸部多種復雜關節骨折的評估中有顯著優勢[10，11]。本研究采用Lauge-Hansen分型法進行骨折分型，該分型方法可快速、準確評估踝關節骨折損傷機制及程度，在骨科臨床較為常用，有利于術前評估[12，13]。采用CT三維重建與常規的X線DR進行術前術后評估對比，結果顯示，術前兩種技術對骨折分型評估與術中所見結果均有較好的一致性（Kappa值均≥0.75），均是較為有效的影像學檢查方法，但對比兩者可見，CT三維重建Kappa值更高，均在0.90以上，一致性優秀，且具有更高的靈敏度和特異度，誤診、漏診的可能性低。由于骨折復雜程度和圖像辨別程度仍存在一定差異，誤差仍不可避免，但在本組中CT三維重建對PAB型評估的準確性、靈敏度、特異度均表現優異。

由于解剖復位和堅強內固定對踝關節術后功能恢復具有重要意義，術后復查評估從而早期預判積極干預有助于提高患者術后康復效果和生活質量。術后復查對手術效果進行評估結果顯示，本組未發現嚴重內固定欠佳，所顯示的問題主要為螺釘固定位置、長度等細節，CT三維重建檢出解剖復位和內固定適宜率均較X線低，表明CT三維重建能更敏銳發現解剖結構和內固定置入物的細微差異從而早期發現發生畸形或應力異常可能，更有利于進行術后治療方式的選擇[14]；且經圖像處理對比發現，X線遺漏的復位、內固定不良狀況CT三維重建均可被發現，但CT三維重建遺漏者則X線仍不可發現；其中復位質量評估中，兩種方法對PAB、PER、SER型復位質量評估差異顯著；內固定質量評估中，兩種方法對PER、SER型內固定置入質量評估差異顯著，結合術前評估對比結果提示，CT三維重建在PAB、PER型即旋前骨折的術前和術后評估中優勢更為明顯。

總之，多層螺旋CT三維重建對踝關節骨折術前分型及術后復位治療、內固定置入質量評估較X線檢查準確性更高。為臨床治療方案和康復計劃制定提供更可靠的參考依據，有利于提高治療效果。

[參考文獻]

[1] M Suzan H，Beerekamp Dirk Th，Ubbink Mario，et al. Fracture surgery of the extremities with the intra-operative use of 3D-RX： A randomized multicenter trial（EF3X-trial）[J]. BMC Musculoskeletal Disorders，2011，12（5）：151.

[2] T Williams N，Barba T，Noailles V，et al. Total talar fracture-inter and intra-observer reproducibility of two classification systems （Hawkins and AO） for central talar fractures[J]. OTSR，2012，98（4）：56-65.

[3] A Fournier，N Barba，V Steiger，et al. Total talar fracture - long-term results of internal fixation of talar fractures. A multicentric study of 114 cases[J]. OTSR，2012，98（4）：48-55.

[4] Julia Crim，Michael Enslow，Joshua Smith. CT assessment of the prevalence of retinacular injuries associated with hindfoot fractures[J]. Skeletal Radiology，2013，42（4）：487-492.

[5] 張文煜. 螺旋CT三維重建在踝關節骨折分型及治療中的作用[J]. 中國基層醫藥，2013，20（1）：61-62.

[6] Paul G Talusan，David Essig，Joshua L Perez. Fibular lengthening using distraction osteogenesis for the treatment of fibular malunion： A case report[J]. Foot&Ankle International，2013，34（7）：1035-1039.

[7] Kyung Tai Lee，Young Uk Park，Hyuk Jegal，et al. Prognostic classification of fifth metatarsal stress fracture using plantar gap[J]. Foot&Ankle International，2013，34（5）：691-696.

[8] 劉清華，余斌，張堃，等. 不同載荷對正常踝關節影響的有限元研究[J]. 中華創傷骨科雜志，2013，15（8）：704-708.

[9] Eric M Black，Valentin Antoci，Jared T Lee，et al. Role of preoperative computed tomography scans in operative planning for malleolar ankle fractures[J]. Foot & Ankle International，2013，34（5）：697-704.

[10] 王晨，馬昕，王旭，等. 外踝骨折后三角韌帶完整性對踝關節穩定性影響的CT三維重建研究[J]. 中華骨科雜志，2013，33（10）：1058-1064.

[11] Dirk W Niklas，Grüneweller J Evers，Anna C Sellmeier. An unusual cause of ankle pain： fracture of a talocalcaneal coalition as a differential diagnosis in an acute ankle sprain： a case report and literature review[J]. BMC Musculoskeletal Disorders，2013，14（5）：111.

[12] Kim SH，Lee KT，Smith RW. Checkrein deformity secondary to entrapment of FHL after talus fracture： A case report[J]. Foot & Ankle International，2010，31（4）：336-338.

[13] Xin Wang，Shi-min Chang，Guang-rong Yu，et al. Clinical value of the Ottawa ankle rules for diagnosis of fractures in acute ankle injuries[J]. PloS One，2013，8（4）：63228.

[14] 張坤，陳雁西，強敏菲，等. CT三維重建技術在踝關節骨折術后評估中的應用價值[J]. 中華創傷骨科雜志，2013， 15（12）：1024-1028.

（收稿日期：2014-06-05）endprint

多層螺旋CT三維重建已被用于骨折尤其是關節骨折的術前診斷，綜合多平面重建（MPR）、表面遮蓋成像（SSD）、容積再現三維成像（VRT）立體重建踝關節骨骼和周圍組織結構，克服了平面掃描易受到重疊骨骼影響難以準確判斷的缺點，并可從X、Y、Z軸任意旋轉，改變視角從而更全面的了解骨折線走向，骨碎片分布及關節面損害程度為術前評估提供直觀、清晰的影像資料，在頭頸部多種復雜關節骨折的評估中有顯著優勢[10，11]。本研究采用Lauge-Hansen分型法進行骨折分型，該分型方法可快速、準確評估踝關節骨折損傷機制及程度，在骨科臨床較為常用，有利于術前評估[12，13]。采用CT三維重建與常規的X線DR進行術前術后評估對比，結果顯示，術前兩種技術對骨折分型評估與術中所見結果均有較好的一致性（Kappa值均≥0.75），均是較為有效的影像學檢查方法，但對比兩者可見，CT三維重建Kappa值更高，均在0.90以上，一致性優秀，且具有更高的靈敏度和特異度，誤診、漏診的可能性低。由于骨折復雜程度和圖像辨別程度仍存在一定差異，誤差仍不可避免，但在本組中CT三維重建對PAB型評估的準確性、靈敏度、特異度均表現優異。

由于解剖復位和堅強內固定對踝關節術后功能恢復具有重要意義，術后復查評估從而早期預判積極干預有助于提高患者術后康復效果和生活質量。術后復查對手術效果進行評估結果顯示，本組未發現嚴重內固定欠佳，所顯示的問題主要為螺釘固定位置、長度等細節，CT三維重建檢出解剖復位和內固定適宜率均較X線低，表明CT三維重建能更敏銳發現解剖結構和內固定置入物的細微差異從而早期發現發生畸形或應力異常可能，更有利于進行術后治療方式的選擇[14]；且經圖像處理對比發現，X線遺漏的復位、內固定不良狀況CT三維重建均可被發現，但CT三維重建遺漏者則X線仍不可發現；其中復位質量評估中，兩種方法對PAB、PER、SER型復位質量評估差異顯著；內固定質量評估中，兩種方法對PER、SER型內固定置入質量評估差異顯著，結合術前評估對比結果提示，CT三維重建在PAB、PER型即旋前骨折的術前和術后評估中優勢更為明顯。

總之，多層螺旋CT三維重建對踝關節骨折術前分型及術后復位治療、內固定置入質量評估較X線檢查準確性更高。為臨床治療方案和康復計劃制定提供更可靠的參考依據，有利于提高治療效果。

[參考文獻]

[1] M Suzan H，Beerekamp Dirk Th，Ubbink Mario，et al. Fracture surgery of the extremities with the intra-operative use of 3D-RX： A randomized multicenter trial（EF3X-trial）[J]. BMC Musculoskeletal Disorders，2011，12（5）：151.

[2] T Williams N，Barba T，Noailles V，et al. Total talar fracture-inter and intra-observer reproducibility of two classification systems （Hawkins and AO） for central talar fractures[J]. OTSR，2012，98（4）：56-65.

[3] A Fournier，N Barba，V Steiger，et al. Total talar fracture - long-term results of internal fixation of talar fractures. A multicentric study of 114 cases[J]. OTSR，2012，98（4）：48-55.

[4] Julia Crim，Michael Enslow，Joshua Smith. CT assessment of the prevalence of retinacular injuries associated with hindfoot fractures[J]. Skeletal Radiology，2013，42（4）：487-492.

[5] 張文煜. 螺旋CT三維重建在踝關節骨折分型及治療中的作用[J]. 中國基層醫藥，2013，20（1）：61-62.

[6] Paul G Talusan，David Essig，Joshua L Perez. Fibular lengthening using distraction osteogenesis for the treatment of fibular malunion： A case report[J]. Foot&Ankle International，2013，34（7）：1035-1039.

[7] Kyung Tai Lee，Young Uk Park，Hyuk Jegal，et al. Prognostic classification of fifth metatarsal stress fracture using plantar gap[J]. Foot&Ankle International，2013，34（5）：691-696.

[8] 劉清華，余斌，張堃，等. 不同載荷對正常踝關節影響的有限元研究[J]. 中華創傷骨科雜志，2013，15（8）：704-708.

[9] Eric M Black，Valentin Antoci，Jared T Lee，et al. Role of preoperative computed tomography scans in operative planning for malleolar ankle fractures[J]. Foot & Ankle International，2013，34（5）：697-704.

[10] 王晨，馬昕，王旭，等. 外踝骨折后三角韌帶完整性對踝關節穩定性影響的CT三維重建研究[J]. 中華骨科雜志，2013，33（10）：1058-1064.

[11] Dirk W Niklas，Grüneweller J Evers，Anna C Sellmeier. An unusual cause of ankle pain： fracture of a talocalcaneal coalition as a differential diagnosis in an acute ankle sprain： a case report and literature review[J]. BMC Musculoskeletal Disorders，2013，14（5）：111.

[12] Kim SH，Lee KT，Smith RW. Checkrein deformity secondary to entrapment of FHL after talus fracture： A case report[J]. Foot & Ankle International，2010，31（4）：336-338.

[13] Xin Wang，Shi-min Chang，Guang-rong Yu，et al. Clinical value of the Ottawa ankle rules for diagnosis of fractures in acute ankle injuries[J]. PloS One，2013，8（4）：63228.

[14] 張坤，陳雁西，強敏菲，等. CT三維重建技術在踝關節骨折術后評估中的應用價值[J]. 中華創傷骨科雜志，2013， 15（12）：1024-1028.

（收稿日期：2014-06-05）endprint

多層螺旋CT三維重建已被用于骨折尤其是關節骨折的術前診斷，綜合多平面重建（MPR）、表面遮蓋成像（SSD）、容積再現三維成像（VRT）立體重建踝關節骨骼和周圍組織結構，克服了平面掃描易受到重疊骨骼影響難以準確判斷的缺點，并可從X、Y、Z軸任意旋轉，改變視角從而更全面的了解骨折線走向，骨碎片分布及關節面損害程度為術前評估提供直觀、清晰的影像資料，在頭頸部多種復雜關節骨折的評估中有顯著優勢[10，11]。本研究采用Lauge-Hansen分型法進行骨折分型，該分型方法可快速、準確評估踝關節骨折損傷機制及程度，在骨科臨床較為常用，有利于術前評估[12，13]。采用CT三維重建與常規的X線DR進行術前術后評估對比，結果顯示，術前兩種技術對骨折分型評估與術中所見結果均有較好的一致性（Kappa值均≥0.75），均是較為有效的影像學檢查方法，但對比兩者可見，CT三維重建Kappa值更高，均在0.90以上，一致性優秀，且具有更高的靈敏度和特異度，誤診、漏診的可能性低。由于骨折復雜程度和圖像辨別程度仍存在一定差異，誤差仍不可避免，但在本組中CT三維重建對PAB型評估的準確性、靈敏度、特異度均表現優異。

由于解剖復位和堅強內固定對踝關節術后功能恢復具有重要意義，術后復查評估從而早期預判積極干預有助于提高患者術后康復效果和生活質量。術后復查對手術效果進行評估結果顯示，本組未發現嚴重內固定欠佳，所顯示的問題主要為螺釘固定位置、長度等細節，CT三維重建檢出解剖復位和內固定適宜率均較X線低，表明CT三維重建能更敏銳發現解剖結構和內固定置入物的細微差異從而早期發現發生畸形或應力異常可能，更有利于進行術后治療方式的選擇[14]；且經圖像處理對比發現，X線遺漏的復位、內固定不良狀況CT三維重建均可被發現，但CT三維重建遺漏者則X線仍不可發現；其中復位質量評估中，兩種方法對PAB、PER、SER型復位質量評估差異顯著；內固定質量評估中，兩種方法對PER、SER型內固定置入質量評估差異顯著，結合術前評估對比結果提示，CT三維重建在PAB、PER型即旋前骨折的術前和術后評估中優勢更為明顯。

總之，多層螺旋CT三維重建對踝關節骨折術前分型及術后復位治療、內固定置入質量評估較X線檢查準確性更高。為臨床治療方案和康復計劃制定提供更可靠的參考依據，有利于提高治療效果。

[參考文獻]

[1] M Suzan H，Beerekamp Dirk Th，Ubbink Mario，et al. Fracture surgery of the extremities with the intra-operative use of 3D-RX： A randomized multicenter trial（EF3X-trial）[J]. BMC Musculoskeletal Disorders，2011，12（5）：151.

[2] T Williams N，Barba T，Noailles V，et al. Total talar fracture-inter and intra-observer reproducibility of two classification systems （Hawkins and AO） for central talar fractures[J]. OTSR，2012，98（4）：56-65.

[3] A Fournier，N Barba，V Steiger，et al. Total talar fracture - long-term results of internal fixation of talar fractures. A multicentric study of 114 cases[J]. OTSR，2012，98（4）：48-55.

[4] Julia Crim，Michael Enslow，Joshua Smith. CT assessment of the prevalence of retinacular injuries associated with hindfoot fractures[J]. Skeletal Radiology，2013，42（4）：487-492.

[5] 張文煜. 螺旋CT三維重建在踝關節骨折分型及治療中的作用[J]. 中國基層醫藥，2013，20（1）：61-62.

[6] Paul G Talusan，David Essig，Joshua L Perez. Fibular lengthening using distraction osteogenesis for the treatment of fibular malunion： A case report[J]. Foot&Ankle International，2013，34（7）：1035-1039.

[7] Kyung Tai Lee，Young Uk Park，Hyuk Jegal，et al. Prognostic classification of fifth metatarsal stress fracture using plantar gap[J]. Foot&Ankle International，2013，34（5）：691-696.

[8] 劉清華，余斌，張堃，等. 不同載荷對正常踝關節影響的有限元研究[J]. 中華創傷骨科雜志，2013，15（8）：704-708.

[9] Eric M Black，Valentin Antoci，Jared T Lee，et al. Role of preoperative computed tomography scans in operative planning for malleolar ankle fractures[J]. Foot & Ankle International，2013，34（5）：697-704.

[10] 王晨，馬昕，王旭，等. 外踝骨折后三角韌帶完整性對踝關節穩定性影響的CT三維重建研究[J]. 中華骨科雜志，2013，33（10）：1058-1064.

[11] Dirk W Niklas，Grüneweller J Evers，Anna C Sellmeier. An unusual cause of ankle pain： fracture of a talocalcaneal coalition as a differential diagnosis in an acute ankle sprain： a case report and literature review[J]. BMC Musculoskeletal Disorders，2013，14（5）：111.

[12] Kim SH，Lee KT，Smith RW. Checkrein deformity secondary to entrapment of FHL after talus fracture： A case report[J]. Foot & Ankle International，2010，31（4）：336-338.

[13] Xin Wang，Shi-min Chang，Guang-rong Yu，et al. Clinical value of the Ottawa ankle rules for diagnosis of fractures in acute ankle injuries[J]. PloS One，2013，8（4）：63228.

[14] 張坤，陳雁西，強敏菲，等. CT三維重建技術在踝關節骨折術后評估中的應用價值[J]. 中華創傷骨科雜志，2013， 15（12）：1024-1028.

（收稿日期：2014-06-05）endprint