多层螺旋CT三维重建技术在踝关节骨折诊断和术后评估中的应用价值

朱培杨+周玮+李建有

[摘要] 目的 探讨多层螺旋CT三维重建技术在踝关节骨折诊断和术后评估中的应用价值。方法 分别采用X线DR和多层螺旋CT三维重建技术对踝关节骨折患者进行术前检查并分型，术后进行复查观察复位质量和内固定置入质量。结果 术前DR分型与术中所见结果比较，PAB、PER、SAB SER型Kappa值分别为0.76、0.80、0.77、0.75，一致性较好。术前CT三维重建与术中所见结果比较，PAB、PER、SAB SER型Kappa值分别为1、0.92、0.90、0.90，一致性优秀，CT三维重建分型与术中所见结果的一致性，灵敏度、特异度远优于DR。术后DR与CT三位重建对PAB、PER、SER型复位质量比较均有显著性差异（P<0.05），CT三维重建PER、SER型内固定置入质量比较均有显著性差异（P<0.05）。结论 多层螺旋CT三维重建对踝关节骨折术前分型及术后复位治疗、内固定置入质量更准确、可靠，应用价值较高。

[关键词] 体层摄影术；三维重建；X线计算机；踝关节骨折；骨折分型；复位；内固定

[中图分类号] R816.8 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2014）30-034-03

踝关节解剖结构和生物力学结构均较为复杂，骨折常由于间接外力作用导致，发生韧带损伤、骨折移位、关节面塌陷、关节腔结构受损等骨折类型复杂，而由于空间结构狭小紧密联系，常规X线及轴位CT影像学检查易发生重叠而难于评估骨折类型，部分隐匿型骨折易漏诊[1]。多层螺旋CT三维重建技术（下文简称CT三维重建）可提供更全面清晰的骨折信息，有助于术前制定手术方案及术后复查评估骨折复位和内固定质量，从而提高治疗效果促进患者踝关节功能恢复。本研究对比分析2011年1月～2013年12月我院收治的踝关节骨折患者87例X线DR和CT三维重建在术前和术后的评估结果，探讨多层螺旋CT三维重建技术在踝关节骨折诊断和术后评估中的应用价值。

1资料与方法

1.1一般资料

纳入标准：①2011年1月～2013年12月我院收治的踝关节骨折患者；②性别不限，年龄18～70岁；③单侧闭合性骨折，拟择期手术治疗。排除标准：①多发骨折或多发伤；②病理性骨折；③严重内科疾病，不耐受手术治疗；④既往踝关节骨折或手术史。共纳入87例，男49例，女38例，年龄23～69岁，平均（41.23±7.55）岁，右侧52例，左侧35例，致伤原因：扭伤31例，跌倒33例，交通事故13例，坠落伤10例，术前及术后均行X线正侧位扫描，多层螺旋CT扫描及三维重建。

1.2仪器与方法

常规踝关节正侧位DR扫描。飞利浦briliance ct 16 slice螺旋 CT机，患者取仰卧位，由足部远端向近端进行扫描；范围：胫骨下段约1/3至足部轴位至少包括骨折线上、下2 cm；扫描条件：120 kV，100～180 mA，层厚1 mm，螺距1，重建间距1 mm，原始数据进行计算机三维图像重建，包括冠状位和失状位多平面重建（MPR）、表面遮盖成像（SSD）、容积再现三维成像（VRT）。X线正侧位扫描，多层螺旋CT三维图像重建图像由两名资深放射科医生进行独立判读经商议得出影像学诊断。术后进行复查判断复位质量和内固定质量。

1.3评价标准

骨折分型采用Lauge-Hansen分型：旋前外展型（PAB）、旋前外旋型（PER）、旋后内收型（SAB）、旋后外旋型（SER），根据损伤程度分度，PAB分为Ⅰ～Ⅲ度，PER分为Ⅰ～Ⅳ度，SAB分为Ⅰ～Ⅱ度，SER分为Ⅰ～Ⅳ度[2]。复位质量：骨折部位恢复正常的解剖关系，对位和对线完全良好或移位、关节面台阶<2 mm为解剖复位；骨折部位解剖关系基本恢复，移位、关节面台阶≥2 mm为非解剖复位[3]。内固定质量：根据具体手术内固定方式，对内固定置入物置入位置和外露长度等进行观察，若置入位置不符合手术要求：钢板偏移手术预定位置超过1 cm或角度偏转超过5°造成骨折固定部位对位不正，螺钉穿入关节腔、损害关节面或外露超过自身长度1/3可视为内固定质量不佳[4]。

1.4统计学处理

采用SPSS 21.0进行统计学处理。两种方式的诊断价值采用一致性检验：以术中所见为金标准，术前分型与术中所见的Kappa值，灵敏度、特异度，Kappa≥0.75为一致性程度好。计数资料采用实际数例和百分比表示，两组间比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 术前分型评价比较

依据术中所见分型结果为，PAB14例，PER19例，SAB25例，SER29例，术前DR分型与术中所见结果比较，各分型Kappa值均≥0.75，一致性较好，其中PER型Kappa值最高，PAB、SER型Kappa值最低，灵敏度PER型最高，SER型最低，特异度PAB、SER型最高，SAB型最低。术前CT三维重建与术中所见结果比较，各分型Kappa值均≥0.75，且均≥0.90，一致性优秀，其中PAB型Kappa值最高为1，PAB型灵敏度、特异度均为1，PER型特异度均为1，PER型灵敏度最低，SAB型特异度最低。CT三维重建分型与术中所见结果的一致性，灵敏度、特异度远优于DR，见表1。CT三维重建、DR图像见封三图1、2。

2.2术后复位质量和内固定置入质量评价比较

术后CT三位重建各分型检出解剖复位率均低于DR，DR与CT三位重建对PAB、PER、SER型复位质量比较，均有显著性差异（P<0.05），CT三位重建各分型检出内固定适宜率均低于DR，PER、SER型内固定置入质量比较，均有显著性差异（P<0.05）。CT三位重建术后复查评估复位和内固定置入质量效果更好，见表2。

3讨论

踝关节是承担全身体重的最大负重屈曲关节，解剖结构及力学机制复杂，各结构间还具强力内在稳定，包括胫距关节、腓距关节、跟距关节、距舟关节等重要的关节机构，关节腔轻薄，接触密切，各组织结构间相互作用使应力分布适宜，但由于周围软组织菲薄，易发生运动性损伤发生骨折[5，6]。研究显示，关节面平整度及移位对关节面应力及韧带弹性平衡影响巨大，1 mm的距骨外移位可能导致胫距关节损失约40%的接触面，旋转角度≥5°则可导致明显关节面损失从而造成踝关节应力分布异常[7-9]。因此，踝关节骨折治疗更强调解剖复位的重要性。手法复位难以获得良好的复位效果，而切开复位内固定是主要的治疗手段，基于踝关节复杂的结构和功能，内固定置入位置、牢固程度对术后恢复都有重要影响。endprint

多层螺旋CT三维重建已被用于骨折尤其是关节骨折的术前诊断，综合多平面重建（MPR）、表面遮盖成像（SSD）、容积再现三维成像（VRT）立体重建踝关节骨骼和周围组织结构，克服了平面扫描易受到重叠骨骼影响难以准确判断的缺点，并可从X、Y、Z轴任意旋转，改变视角从而更全面的了解骨折线走向，骨碎片分布及关节面损害程度为术前评估提供直观、清晰的影像资料，在头颈部多种复杂关节骨折的评估中有显著优势[10，11]。本研究采用Lauge-Hansen分型法进行骨折分型，该分型方法可快速、准确评估踝关节骨折损伤机制及程度，在骨科临床较为常用，有利于术前评估[12，13]。采用CT三维重建与常规的X线DR进行术前术后评估对比，结果显示，术前两种技术对骨折分型评估与术中所见结果均有较好的一致性（Kappa值均≥0.75），均是较为有效的影像学检查方法，但对比两者可见，CT三维重建Kappa值更高，均在0.90以上，一致性优秀，且具有更高的灵敏度和特异度，误诊、漏诊的可能性低。由于骨折复杂程度和图像辨别程度仍存在一定差异，误差仍不可避免，但在本组中CT三维重建对PAB型评估的准确性、灵敏度、特异度均表现优异。

由于解剖复位和坚强内固定对踝关节术后功能恢复具有重要意义，术后复查评估从而早期预判积极干预有助于提高患者术后康复效果和生活质量。术后复查对手术效果进行评估结果显示，本组未发现严重内固定欠佳，所显示的问题主要为螺钉固定位置、长度等细节，CT三维重建检出解剖复位和内固定适宜率均较X线低，表明CT三维重建能更敏锐发现解剖结构和内固定置入物的细微差异从而早期发现发生畸形或应力异常可能，更有利于进行术后治疗方式的选择[14]；且经图像处理对比发现，X线遗漏的复位、内固定不良状况CT三维重建均可被发现，但CT三维重建遗漏者则X线仍不可发现；其中复位质量评估中，两种方法对PAB、PER、SER型复位质量评估差异显著；内固定质量评估中，两种方法对PER、SER型内固定置入质量评估差异显著，结合术前评估对比结果提示，CT三维重建在PAB、PER型即旋前骨折的术前和术后评估中优势更为明显。

总之，多层螺旋CT三维重建对踝关节骨折术前分型及术后复位治疗、内固定置入质量评估较X线检查准确性更高。为临床治疗方案和康复计划制定提供更可靠的参考依据，有利于提高治疗效果。

[参考文献]

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[10] 王晨，马昕，王旭，等. 外踝骨折后三角韧带完整性对踝关节稳定性影响的CT三维重建研究[J]. 中华骨科杂志，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] 张坤，陈雁西，强敏菲，等. CT三维重建技术在踝关节骨折术后评估中的应用价值[J]. 中华创伤骨科杂志，2013， 15（12）：1024-1028.

（收稿日期：2014-06-05）endprint

多层螺旋CT三维重建已被用于骨折尤其是关节骨折的术前诊断，综合多平面重建（MPR）、表面遮盖成像（SSD）、容积再现三维成像（VRT）立体重建踝关节骨骼和周围组织结构，克服了平面扫描易受到重叠骨骼影响难以准确判断的缺点，并可从X、Y、Z轴任意旋转，改变视角从而更全面的了解骨折线走向，骨碎片分布及关节面损害程度为术前评估提供直观、清晰的影像资料，在头颈部多种复杂关节骨折的评估中有显著优势[10，11]。本研究采用Lauge-Hansen分型法进行骨折分型，该分型方法可快速、准确评估踝关节骨折损伤机制及程度，在骨科临床较为常用，有利于术前评估[12，13]。采用CT三维重建与常规的X线DR进行术前术后评估对比，结果显示，术前两种技术对骨折分型评估与术中所见结果均有较好的一致性（Kappa值均≥0.75），均是较为有效的影像学检查方法，但对比两者可见，CT三维重建Kappa值更高，均在0.90以上，一致性优秀，且具有更高的灵敏度和特异度，误诊、漏诊的可能性低。由于骨折复杂程度和图像辨别程度仍存在一定差异，误差仍不可避免，但在本组中CT三维重建对PAB型评估的准确性、灵敏度、特异度均表现优异。

由于解剖复位和坚强内固定对踝关节术后功能恢复具有重要意义，术后复查评估从而早期预判积极干预有助于提高患者术后康复效果和生活质量。术后复查对手术效果进行评估结果显示，本组未发现严重内固定欠佳，所显示的问题主要为螺钉固定位置、长度等细节，CT三维重建检出解剖复位和内固定适宜率均较X线低，表明CT三维重建能更敏锐发现解剖结构和内固定置入物的细微差异从而早期发现发生畸形或应力异常可能，更有利于进行术后治疗方式的选择[14]；且经图像处理对比发现，X线遗漏的复位、内固定不良状况CT三维重建均可被发现，但CT三维重建遗漏者则X线仍不可发现；其中复位质量评估中，两种方法对PAB、PER、SER型复位质量评估差异显著；内固定质量评估中，两种方法对PER、SER型内固定置入质量评估差异显著，结合术前评估对比结果提示，CT三维重建在PAB、PER型即旋前骨折的术前和术后评估中优势更为明显。

总之，多层螺旋CT三维重建对踝关节骨折术前分型及术后复位治疗、内固定置入质量评估较X线检查准确性更高。为临床治疗方案和康复计划制定提供更可靠的参考依据，有利于提高治疗效果。

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[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.

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（收稿日期：2014-06-05）endprint

多层螺旋CT三维重建已被用于骨折尤其是关节骨折的术前诊断，综合多平面重建（MPR）、表面遮盖成像（SSD）、容积再现三维成像（VRT）立体重建踝关节骨骼和周围组织结构，克服了平面扫描易受到重叠骨骼影响难以准确判断的缺点，并可从X、Y、Z轴任意旋转，改变视角从而更全面的了解骨折线走向，骨碎片分布及关节面损害程度为术前评估提供直观、清晰的影像资料，在头颈部多种复杂关节骨折的评估中有显著优势[10，11]。本研究采用Lauge-Hansen分型法进行骨折分型，该分型方法可快速、准确评估踝关节骨折损伤机制及程度，在骨科临床较为常用，有利于术前评估[12，13]。采用CT三维重建与常规的X线DR进行术前术后评估对比，结果显示，术前两种技术对骨折分型评估与术中所见结果均有较好的一致性（Kappa值均≥0.75），均是较为有效的影像学检查方法，但对比两者可见，CT三维重建Kappa值更高，均在0.90以上，一致性优秀，且具有更高的灵敏度和特异度，误诊、漏诊的可能性低。由于骨折复杂程度和图像辨别程度仍存在一定差异，误差仍不可避免，但在本组中CT三维重建对PAB型评估的准确性、灵敏度、特异度均表现优异。

由于解剖复位和坚强内固定对踝关节术后功能恢复具有重要意义，术后复查评估从而早期预判积极干预有助于提高患者术后康复效果和生活质量。术后复查对手术效果进行评估结果显示，本组未发现严重内固定欠佳，所显示的问题主要为螺钉固定位置、长度等细节，CT三维重建检出解剖复位和内固定适宜率均较X线低，表明CT三维重建能更敏锐发现解剖结构和内固定置入物的细微差异从而早期发现发生畸形或应力异常可能，更有利于进行术后治疗方式的选择[14]；且经图像处理对比发现，X线遗漏的复位、内固定不良状况CT三维重建均可被发现，但CT三维重建遗漏者则X线仍不可发现；其中复位质量评估中，两种方法对PAB、PER、SER型复位质量评估差异显著；内固定质量评估中，两种方法对PER、SER型内固定置入质量评估差异显著，结合术前评估对比结果提示，CT三维重建在PAB、PER型即旋前骨折的术前和术后评估中优势更为明显。

总之，多层螺旋CT三维重建对踝关节骨折术前分型及术后复位治疗、内固定置入质量评估较X线检查准确性更高。为临床治疗方案和康复计划制定提供更可靠的参考依据，有利于提高治疗效果。

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[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，马昕，王旭，等. 外踝骨折后三角韧带完整性对踝关节稳定性影响的CT三维重建研究[J]. 中华骨科杂志，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.

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