基于磁共振成像外踝韌帶修復術腓骨內釘道角度測量

邱佳明, 王 毅, 李 微, 胡海威, 危一飛, 溫冠楠, 程 桯,2

1.中國中醫科學院望京醫院 骨關節二科,北京 100102;2.中醫正骨技術北京市重點實驗室,北京 100102

慢性踝關節不穩是繼發于反復踝扭傷后的關節功能不全,患病率高達25%［1］。其中,85%受累于外側韌帶損傷［2］,即慢性踝關節外側不穩(chronic lateral ankle instability,CLAI)。CLAI不僅損害踝關節功能,誘發關節炎,還會影響膝、髖關節［3-6］。《慢性踝關節外側不穩手術治療專家共識》［7］建議,保守治療無效者應通過手術恢復關節穩定性,改良的外踝韌帶修復術(Brostrom-Gould術)是其優選術式。目前,帶線錨釘已得到廣泛應用,但臨床對于釘道的角度選擇尚無統一標準。Yoshimura等［8］研究發現,釘道角度異常可能導致并發癥,因此,該研究基于CT掃描對釘道角度的安全范圍進行探索,但研究未納入術后影像進行驗證。磁共振成像是臨床影像學評估韌帶軟組織損傷程度的“金標準”［9］,且《慢性踝關節外側不穩手術治療專家共識》［7］推薦術后給予磁共振成像評估修復的有效性。但基于磁共振成像測量釘道角度的研究少見報道。本研究基于CLAI患者術后磁共振成像,旨在探索外踝韌帶修復術釘道角度的分布規律。現報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析自2018年3月至2023年1月于中國中醫科學院望京醫院骨關節二科接受外踝韌帶修復術的52例CLAI患者的臨床資料。納入標準:符合CLAI診斷標準［10］及外踝韌帶修復手術適應證［7］;行關節鏡輔助Brostrom-Gould術,使用LUPINE縫合錨系統(DePuy Synthes,強生公司,美國)進行韌帶修復;年齡18～50歲;術后12周復查術側踝關節磁共振。排除標準:出現畸形、力線不正、骨折、骨質缺損等情況;接受其他手術治療導致正常骨骼軟組織結構改變;錨釘拔出、斷裂等導致釘道結構改變、手術失效的情況;磁共振成像不清晰、結構邊緣難以辨認或出現偽影、比例異常等妨礙測量的情況。其中,男性17例,女性35例;平均年齡(41.17±12.23)歲;左踝31例,右踝21例。

1.2 研究方法

1.2.1 影像測量方法 將患者患側踝關節術后磁共振成像以Dicom格式導出,導入MicroDicom DICOM viewer(MicroDicom Ltd,Bulgarian)。選擇pd_tse_fs_tra(橫軸位快速自旋回波質子密度加權抑脂序列)及t1_tse_tra(橫軸位快速自旋回波T1W序列),通過記錄定位點的空間坐標進行測量。

1.2.2 定位點 (1)腓骨近端中心點(圖1);(2)腓骨尖中心點(圖2);(3)釘道近端中心點(圖3);(4)釘道遠端中心點(圖4);(5)距骨滑車外側面前緣、后緣(圖5);(6)釘道與腓骨內側面距離最近點(圖6)。

圖1 確定腓骨近端中心點,測量坐標(733,457,1) 圖2 確定腓骨尖中心點,測量坐標(710,500,13) 圖3 確定2枚錨釘釘道近端中心點,測量坐標(750,453,8)/(732,489,8) 圖4 確定2枚錨釘釘道遠端中心點,測量坐標(727,449,12)/(710,483,12) 圖5 確定距骨滑車前緣與后緣,測量坐標(756,370,9)/(795,502,9) 圖6 確定2枚錨釘釘道與腓骨內側面最短距離(1.61 mm/6.46 mm)

1.2.3 計算方法 以腓骨近端及腓骨尖中心點確定腓骨長軸,其向量即兩點空間坐標差;以釘道近端及釘道遠端中心點確定釘道長軸,其向量即兩點空間坐標差;通過距骨滑車外側面前緣與后緣確定通過距骨外側面的直線［8］,其向量即兩點空間坐標差,再與腓骨長軸向量形成平面,設為距骨外側面即矢狀面,計算矢狀面的法向量。通過向量余弦計算公式計算釘道與腓骨長軸的余弦值,獲得釘道與腓骨長軸夾角(軸角),通過計算釘道與矢狀面法向量的正弦值獲得釘道與矢狀面夾角(面角),通過這兩個角度描述釘道的三維姿態［11］。在磁共振矢狀位影像上測量釘道與長軸成角,與向量法結果比較,計算組內相關系數(interclass correlation coefficient,ICC),評估數據可靠性,ICC>0.81為優秀,0.61～0.80為好,0.41～0.60為中等,ICC<0.40為差［8］。最后測量釘道距離腓骨內側面的最小距離,評估釘道的安全性。

2 結果

52例患者均行雙錨釘修復方案,兩組釘道與腓骨長軸成角、下位釘道與矢狀面成角、釘道總體軸角符合正態分布(P>0.05),余數據不符合正態分布(P<0.05)。

2.1 兩組釘道角度分布情況 上位釘道與腓骨長軸成角為(48.35°±12.45°),變異系數25.7%,與矢狀面成角為(9.73°±7.26°),與腓骨內側面最短距離為(2.82±2.70)mm。下位釘道與腓骨長軸成角為(47.41°±12.44°),變異系數26.2%,與矢狀面成角為(9.89°±7.16°),與腓骨內側面最短距離為(3.29±2.25)mm。錨釘釘道平均軸角為(47.88°±12.39°),變異系數26.2%,平均面角為(9.81°±7.17°),與腓骨內側面平均最短距離為(3.05±2.49)mm。

2.2 兩組釘道與標準角度比較 上位錨釘釘道角度與標準角度的45°比較,差異無統計學意義(P>0.05)。下位錨釘釘道角度與標準角度的45°比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

2.3 兩組釘道各角度、距離數據間相關性檢驗結果 釘道軸角與面角、釘道至腓骨內側面最短距離與軸角及面角均無顯著相關性(P>0.05)。見表1。

表1 釘道軸角與面角、釘道至腓骨內側面最短距離與軸角及面角相關性檢驗

2.4 兩組釘道軸角組內相關系數結果 上位錨釘ICC為0.715,下位錨釘ICC為0.685,可靠性均較好(P<0.01)。

2.5 兩組釘道安全性 52例患者傷口均Ⅰ期愈合,無錨釘斷裂、拔出、錨線斷裂、縫合點撕裂等手術失效情況發生;釘道穿透腓骨3例,釘道觸及對側皮質9例,無肌腱摩擦等并發癥發生。

3 討論

改良外踝韌帶修復術是慢性踝關節不穩手術治療的優選術式。隨著帶線錨釘和關節鏡技術的普及,其得到廣泛的應用,但置釘的具體手術技術尚未形成統一標準［8］。Kim等［12］研究認為,錨釘應垂直于腓骨前緣。Vega等［13］研究認為,錨釘應平行于水平面和側面。Matsui等［14］研究認為,錨釘應該與腓骨長軸成45°,并與側面平行。Pereira等［15］研究認為,錨釘應與腓骨長軸成45°～60°,并平行于距骨側面。但這些研究結論未基于解剖學原理進行闡述。金屬錨釘置釘會造成較多骨量丟失,而可吸收錨釘僅需鉆取較小直徑的釘道,近年來在臨床逐漸流行［16］。但釘道長度需求較高是其存在的不足。以常見的LUPINE縫合錨系統(DePuy Synthes,強生公司,美國)為例,說明書顯示釘道長度需達到18 mm,但內踝尖處的腓骨橫徑僅為(16.80±1.45)mm［17］,因此,釘道與腓骨長軸成角過大可能導致鉆頭穿透腓骨。為尋求安全角度的解剖學證據,Yoshimura等［8］在既往研究結果的基礎上,基于CT圖像進行模擬探索:腓骨下緣呈錐形,內側面凹陷,此處腓骨橫截面內緣與距骨外側面成角,腓骨橫徑較小,因此,釘道與長軸成角過大會穿透骨質;當軸角<60°時,與距骨外側面平行的模擬釘道不觸及腓骨內側面;當軸角<45°時,釘道截面高于內側凹陷的最高點,即釘道完全避開凹陷區域,可以排除穿透腓骨的風險。因此,Yoshimura等［8］提出錨釘應與腓骨長軸成角<45°,并且平行于距骨外側面,以盡可能避免釘道穿透腓骨。但研究并未涉及術后影像分析,且未考慮目前常規手持器械可能導致的操作誤差［18］。基于此,本研究針對術后影像進行探索。

本研究磁共振成像提示,雙錨釘方案中上位釘道與下位釘道的平均軸角均<60°,與標準角度45°比較,差異無統計學意義(P>0.05),且呈正態分布,提示其趨近于安全標準。上位釘道軸角的標準差為12.45°,變異系數25.7%;下位釘道軸角的標準差為12.44°,變異系數26.2%,未達到Nakasa等［19］報道的先進水準(釘道角度標準差6.6°)。釘道角度離散分布導致共計11例患者(14枚錨釘)的釘道軸角>60°,共計41例患者(66枚錨釘)的釘道軸角>45°,在一定程度上增加了并發癥的發生風險。以上研究結果證明,手持器械置釘存在一定誤差,其產生原因可能是:(1)術中缺少準確可視的參照物,術者確定相關參考線的位置存在誤差;(2)術中缺少精確的角度控制設備,徒手進行釘道角度控制存在誤差;(3)術中手持器械進行鉆孔操作可能因鉆頭與骨質摩擦而異常晃動,造成誤差。術中距骨滑車外側面被腓骨遮擋,難以廣泛顯露,參考其平面并進行角度控制難以實施。因此,本研究兩組釘道平均面角>9°,未與距骨外側面完全平行,報告了3例釘道穿透腓骨,以及9例釘道觸及對側皮質的情況。這提示,手持器械鉆取釘道存在一定的誤差,無法完全避免術后肌腱摩擦等并發癥的發生風險。

綜上所述,現有手術方案下,釘道角度呈正態分布,與標準角度(45°)無統計學差異,但離散程度較大,存在一定誤差,術中釘道角度控制準確性需要進一步提高;釘道軸角過大或面角過大可能會導致釘道穿透腓骨后側或內側皮質,但其相關性仍需進一步探索。術中鉆取釘道時應控制角度,防止穿透腓骨,誘發并發癥。