3D-CT重建技術在單束ACL解剖重建術后檢查中的應用

吳志鈞，張理選

惠州市中心人民醫院醫學影像科1、骨科一區關節外科2，廣東 惠州 516001

前交叉韌帶(ACL)是連接脛骨與股骨的關鍵韌帶，可限制脛骨過度向前移位，并可維持膝關節穩定性。ACL在暴力作用下易受到損傷，ACL損傷未經及時有效的修復可能導致多種繼發性損傷，明顯影響患者膝關節功能。但ACL的組織學特點較特殊，其營養主要由附著韌帶的表層毛細血管網和關節內滑液提供，血供較差，ACL損傷后自行修復的能力極差，多選擇ACL 移植重建方式治療[1-2]。近年來隨著關節鏡技術的不斷成熟，關節鏡下單束ACL解剖重建術已成為目前治療ACL 損傷的主要手段。ACL 兩端骨道的準確定位在單束ACL解剖重建術中有重要作用，能夠明顯影響患者術后恢復[3]。一項研究指出[4]，部分ACL斷裂患者解剖重建術后的骨隧道定位發生偏差，影響膝功能恢復。三維-CT(3D-CT)具有立體直觀、空間分辨率高、時間分辨率高、掃描速度快、快速成像等特點，其可對各個結構進行多個平面的三維重建，彌補三維數據測量和三維立體圖像的不足[5]。本研究在單束ACL解剖重建術后進行3D-CT重建技術檢查，以評價術中骨道定位情況。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析惠州市中心人民醫院2018 年4 月 至2020 年1 月收 治 的100 例ACL 撕裂患者的臨床資料。納入標準：①經體格檢查、關節鏡檢查和影像學檢查確診為單純ACL損傷，無其他膝關節骨折和韌帶損傷；②手術適應證明確，均接受關節鏡下單側單束ACL解剖重建術治療，術后第2天接受3D-CT 檢查；③對側膝關節正常。排除標準：①合并其他膝關節疾病；②嚴重骨質疏松，骨質增生；③膝關節手術史。100 例ACL 撕裂患者年齡20～50 歲，平均(35.19±4.38)歲；男性72 例，女性28 例；體質量指數18～24.5 kg/m2，平均(22.17±0.36) kg/m2；術前Lysholm評分22～59分，(41.39±5.77)分。

1.2 方法 單束ACL 解剖重建術后第2 天予以3D-CT 檢查，用PHILIPS 公司的16 多排螺旋CT 機進行，層厚為3 mm，重建間隔1.5 mm，螺距為0.625～1，電流為150～200 mA，管電壓120 kV。患者取仰臥位，患側膝關節取伸直位，參照以上參數掃描患者膝關節，拷貝原始數據，并上傳至工作站。將膝關節位置進行中位化處理，進行膝關節和ACL 移植物的三維重建圖像，旋轉模型，在三維空間內裁剪所需結構圖像。骨道位置予以相對位置百分比方法，將脛骨平臺最內側和后側為100%，最外側和前側統一規定為0%。在三維模型圖像上查看隧道位置和移植物韌帶走形情況，找出脛骨、股骨隧道口中心點并標記。在X 線上和3D-CT 上分別測定股骨、脛骨兩端兩點的空間三維坐標，計算三維空間內兩點間長度、冠狀位夾角、矢狀位夾角。所有患者均進行12 個月隨訪，按照Lysholm 評分將預后分為優良組71 例(Lysholm 評分≥80 分)與 不 良組29 例(Lysholm 評分＜80 分)，對比兩組患者3D-CT 顯示的脛骨和股骨骨道內口位置及移植物情況。

1.3 統計學方法 應用SPSS18.0 軟件進行數據統計學分析，計量資料符合正態分布，以均數±標準差()表示，組間比較采用t 檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3D-CT 和X 線骨道內口相對位置測量結果比較 3D-CT 測量對脛骨骨道內口位置大于X 線，對股骨骨道內口位置小于X 線，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表1。

表1 3D-CT和X線骨道內口相對位置測量結果比較(，%)

表1 3D-CT和X線骨道內口相對位置測量結果比較(，%)

檢查方法3D-CT X線t值P值例數100 100脛骨骨道內口位置46.83±2.15 40.18±3.39 16.566 0.001股骨骨道內口位置37.95±2.17 43.75±3.02 15.597 0.001

2.2 兩組患者3D-CT顯示脛骨和股骨骨道內口位置比較 優良組與不良組患者的股骨骨道內口位置比較差異無統計學意義(P＞0.05)；但不良組患者的脛骨骨道內口位置明顯大于優良組，差異有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者經3D-CT顯示脛骨和股骨骨道內口位置比較(，%)

表2 兩組患者經3D-CT顯示脛骨和股骨骨道內口位置比較(，%)

組別優良組不良組t值P值例數71 29脛骨骨道內口位置45.19±2.01 50.85±2.49 11.901 0.001股骨骨道內口位置38.09±2.19 37.61±2.12 1.004 0.318

2.3 兩組患者3D-CT顯示移植物情況比較 不良組患者的移植物長度短于優良組，矢狀位夾角小于優良組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，但兩組患者的冠狀位夾角比較差異無統計學意義(P＞0.05)，見表3。

表3 兩組患者3D-CT顯示移植物情況分析()

表3 兩組患者3D-CT顯示移植物情況分析()

組別優良組不良組t值P值例數71 29移植物長度(mm)32.19±3.84 27.68±2.67 5.772 0.001冠狀位夾角(°)68.03±6.11 67.15±5.93 0.659 0.511矢狀位夾角(°)56.01±5.82 52.37±5.11 2.936 0.004

2.4 術后三維CT 影像學表現 單束ACL 解剖重建患者術后三維CT影像學表現見圖1。

圖1 術后三維CT影像結果

3 討論

ACL損傷為膝關節的常見損傷，ACL有限制脛骨內旋、外翻、過伸、前移等多種作用，ACL 損傷后可明顯影響膝關節穩定性，繼發半月板損傷和軟骨退變，并可導致機體感覺功能障礙，加重膝關節損傷。目前臨床有關ACL的重建修復已達成共識，盡管傳統ACL單束重建術可取得不錯的效果，但仍有部分患者的隨訪結果欠佳[6]。ACL雙束重建的效果雖優于既往單束重建技術，但其操作難度大，且不適用于髁間窩較小者。臨床研究認為，單束ACL解剖重建的韌帶更符合機體力學特性，能夠最大程度的恢復膝關節組織完整性、功能穩定性，提高ACL 的手術效果[7]。谷軍等[8]研究也表明，單束ACL 解剖重建術與雙束ACL 重建術后的旋轉和前后向穩定性相似。

關節鏡下單束ACL解剖重建術的創傷相對較小，術后恢復快，近年來已成為ACL損傷治療的最常用方法。骨隧道定點為單束ACL解剖重建術的重要步驟，難度較大，是影響患者手術效果和術后康復的重要因素[9]。相關研究報道，股骨定位偏前可引起韌帶不等長，脛骨骨髓道偏前則對患者膝關節伸直功能有影響，并可導致膝關節屈曲攣縮、移植物黏連等繼發癥狀[10]。既往研究已表明，單束ACL重建術后的止點應與ACL解剖止點接近，最大程度的減小膝關節屈伸活動對移植肌腱產生的張力，為移植物的再血管化、滑膜覆蓋提供有利條件，促進移植物的韌帶化[11]。但患者膝關節伸直角度和髁間頂角度存在個體差異，且兩者無明顯相關性，導致不同膝關節的脛骨隧道位置在矢狀位上有差異。目前有關單束ACL 解剖重建術中股骨骨隧道定位主要在關節鏡下進行，易受到術中視野、操作者對解剖結構認知程度和經驗等因素的影響。影像學檢查在單束ACL 解剖重建術后評價中有重要作用，能夠直觀的查看股骨和脛骨內外骨隧道、移植物固定等情況，指導術中定位，且可為患者預后評價提供更直觀、客觀的支持。

X 線是ACL 解剖重建術后影像學評價的主要方法之一，但X線檢查無法顯示韌帶、肌肉等軟組織，且存在密度分辨率低、影像重疊等不足。另外普通X線平片照射易受到靶片距、膝關節定位等因素的影響，準確性定，且有一定片面性[12]。MRI在軟組織顯影上有一定優勢，能夠進行多參數、多序列采集，清晰反映韌帶走行，在ACL損傷診斷上有較高的準確性、特異性和敏感性，但金屬固定物對圖像質量有嚴重影響[13]。有研究發現，3D-CT 對ACL 重建術的評價效果優于MRI[14]。3D-CT 存在窗寬、窗位及各向同性技術，得到的容積數據能夠進行任意角度、方向的成像，甚至曲面成像，以查看解剖結構和病變全貌[15]。3D-CT重建技術可清晰呈現膝關節全貌，反映ACL 重建后骨隧道的定點、定位情況。3D-CT通過任意角度的旋轉圖像可清晰、直觀的反映骨性解剖標志和骨隧道口的關系[16-17]。3D-CT重建圖像能夠去除骨性障礙物的影響，更好的顯示感興趣部分[18]。3D-CT 重建成像能夠避免重疊，盡可能的降低人為測量存在的誤差。本研究中，X 線與3D-CT 顯示的脛骨骨道內口位置及股骨骨道內口位置均有差異。同時本研究數據顯示，預后優良組與不良組股骨隧道口中心點比較無顯著差異，但預后不良組脛骨骨道位置大于優良組，提示3D-CT重建技術能夠反映單束ACL 解剖重建術后骨道建立和預后情況。另外本研究發現，預后不良組移植物長度明顯短于優良組，不良組矢狀位夾角明顯小于優良組，提示3D-CT 重建技術能夠反映單束ACL 解剖重建術后移植物情況，臨床通過3D-CT測定患者單束ACL解剖重建術后骨髓道和移植物情況，能夠一定程度的反映患者預后情況。

綜上所述，3D-CT重建術可清晰顯示單束ACL解剖重建術后骨隧道和ACL移植物情況，從而回顧性指導關節鏡的術中骨道定位。