基于CT三维重建技术的下胫腓联合基底解剖轴走向、内固定螺钉安置方向及位置观测

孙和军，李楠，田峥巍，田孟强，张东亮，赵文军，赵成礼，孙振辉

1天津市人民医院关节外科，天津 300121；2天津市天津医院足踝外科；3天津市西青医院骨科

下胫腓联合（TFS）是维持踝关节稳定的重要结构，外展或外旋暴力均会导致下胫腓联合损伤（TF‐SI）［1］；踝关节骨折中25%的患者伴有TFSI，其中Weber B型50%、C型100%［2］。TFS解剖复位、复位钳临时固定以及安置TFS位置螺钉（TFSPS）可有效恢复TFS稳定，避免踝穴复位不良［3］和创伤性踝关节炎等并发症［4］。然而，TFS三维空间的特殊解剖和运动结构使得外踝精确复位比较困难，同时临时固定和TFSPS安置不当可导致医源性TFS复位不良［5-6］。踝骨折术后TFS复位不良发生率高，原因在于临床缺乏可靠的复位和固定标志。临时固定（钳夹复位）和最终固定（TFSPS植入）时，甚至导致复位良好的TFS医源性复位不良。目前临床和文献均缺乏相关定位标志，依靠胫骨、腓骨中心或者依靠TFS切线的方法，仅能用于术后评价，术中无法寻找（肉眼无法解决空间视野）［5］。传统AO学会推荐踝关节线上方1.5～3 cm自后外至前内倾斜25～30°置入TFSPS，然而术中踝不同位置摆放导致倾斜25～30°确定困难。PUTNAM等［7］提出踝关节线上方10 mm经胫骨腓侧切迹中垂线做为复位钳安置和螺钉植入方向。TFS仅基底部位存在直接接触区（TFCZ），TF‐CZ是TFS复位的重要解剖标志；同时踝关节屈伸活动时腓骨在该部位存在接触及旋转，因此参照TFCZ和腓骨旋转特点确定的TFS基底解剖轴可做为TFS复位及固定的理想轴线［8-9］。本研究对70例足踝损伤患者的踝CT扫描结果进行了分析，明确TFS基底解剖轴走向及踝关节线上方10 mm部位TFSPS安置方向及位置，旨在为TFSI患者手术中精准安置TF‐SPS提供解剖学参数。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2016年1—4月行踝CT扫描的足踝损伤患者70例（70踝），男44例，女26例；年龄为18～77（42.5±14.7岁）；右踝31例（44.3%），左踝39例（55.7%）。纳入标准：年龄18～60岁，单侧足踝损伤、健侧踝无损伤病史。排除标准：健侧踝关节周围骨折、畸形、退变、类风湿性关节炎、肿瘤、结核、感染、严重骨质疏松等病变，平足或高弓足畸形，既往足踝骨折或矫形手术。本研究获得天津市西青医院伦理委员会批准。

1.2 TFS基底解剖轴走向、内固定螺钉安置方向及位置观测 所有患者均行足踝CT扫描，层厚1 mm。健侧踝关节CT数据导入MIMICS 17.0软件，建立踝3D模型后调整模型方向至标准正位，然后分别于胫骨软骨下骨平面和踝关节线上10mm平面进行切割。①TFS基底解剖轴走向观测：轴位视窗确定胫骨软骨下骨平面，参考ELGAFY等［9］报道的TFS基底内外踝相接触的外踝骨间点和内侧点，插入匹配TFCZ最佳的圆（圆心位于腓骨侧），腓骨和圆相切部位确定为前点（A）和后点（B），AB中垂线与腓骨交点为C点，与胫骨内侧皮质交点为D点，CD线确定为TFS基底解剖轴（见图1）。测量TFS基底解剖轴与Kennedy轴［10］成角（相对Kennedy轴前倾为正值）、与Putnam线［7］成角（向前成角为正值）；测量腓骨外侧最高点至CD线距离（FD）、D点至内踝前缘垂直距离（TD），计算D点占内踝前后径比值：TD/内踝前后径。②TFSPS安置方向及位置测量：以AB线为底边，插入平面（TFS轴投射线）至踝关节线上方10 mm：观察其与腓骨相交位置（E点）与腓骨最高点距离，腓骨最高点位于TFS轴前方时距离为正值，反之为负值。测量胫骨内侧皮质交点（F点）至内踝前缘距离和内踝前后径，计算F点位占内踝前后径比值（见图2）。影像学测量均由1名熟悉踝关节影像学测量的足踝主治医师单独完成，2个月后进行复测，重复测量差异ICC>0.85。

图1 胫骨软骨下骨平面TFS基底解剖轴走向CT测量图

图2 踝关节线上方10 mm平面TFSPS安置方向及位置CT测量图

2 结果

2.1 下胫腓联合基底解剖轴走向 TFS基底解剖轴相对Kennedy轴成角-13.21°～13.70°（-0.49°±3.67°），相对Putnam线成角1.12°～3.73°（2.43°±5.49°）。TFS基底解剖轴与外踝外缘最高点距离（-0.78±1.51）mm、与内踝前点距离（8.48±2.62）mm，该交点占内踝前后0.34%±0.11%。

2.2 TFSPS安置方向及位置 TFSPS安置方向平行于TFS基底解剖轴，并垂直胫骨机械轴安置。安置位置：螺钉入口距离外踝最高点（-0.25±1.55）mm，出 口 距 离 内 踝 前 点 距 离（18.05±3.31）mm，出口位置占内踝前后径51.86%±7.11%。TFS基底解剖轴与外踝交点位于外踝最高点±2.5 mm范 围 内 共63例（90.00%），7踝（10.00%）超出此范围。与内踝交点位于内踝前后径40%～60%共59例（84.29%），11踝（15.71%）超出此范围。

3 讨论

TFS是指胫骨远端腓切迹和腓骨远端内侧面的连接，由胫腓骨远端、下胫腓韧带复合体及下胫腓远端骨间膜组成，可对抗造成胫腓骨分离的轴向、旋转等应力，对维持踝关节稳定具有重要作用。外展或外旋暴力均会导致TFSI，从而引发踝关节疼痛、肿胀并伴有活动受限；治疗上主要分为保守和手术，保守治疗采取卧床休息、避免负重、冰敷及石膏固定等，而手术治疗通常采用切开探查、复位钳维持复位、透视确定复位满意后采用动态或静态固定［11］。传统评价TFS复位X线参数包括下胫腓联合间隙、胫腓骨重叠、内踝距骨间隙等［12］，然而这些参数个体化差异较大，同时受到肢体旋转、Tillaux结节解剖形状、内植物遮挡等因素影响［13］。提高TFSPS植入精准度首先要影像学判断TFS复位情况，FUTAMURA等［14］推荐应用踝穴位X线Weber三参数（关节间隙线、spike征、coin征）提高SI复位质量，CROFT等［12］、DAVIDOVITCH等［15］学者研究发现术中先进的影像监测技术不能有效降低TFS复位不良发生率。此外BEUMER等［16］通过标本研究证实TFS并不存在精准的影像学评价参数。除了缺乏精确的术中影像学监测指标之外，TFS为三维动态关节，踝关节内外旋时外踝存在3°旋转、1.5 mm前后位移活动度［17］；术中容易出现旋转、外移畸形纠正不良［18］，文献报道12～16%患者TFS切开复位术后仍出现复位不良［4］。FUTAMURA等［14］对24例TFS固定患者CT扫描后发现7例复位不良（29.2%）。尽管SONG等［19］认为TFSPS去除后可改善TFS复位不良，但是TFS畸形状态下愈合的韧带张力会影响TFS生物力学功能。RAMSEY等［20］指出70 kg应力下距骨外移1 mm胫距关节面接触面积减少42%，外移3 mm接触面积减少60%，因此TFSI必须有效恢复其解剖结构和生物力学稳定。除了缺乏精确的术中影像学监测指标之外，TFSPS安置位置和方向也是导致TFS复位和固定不良的重要原因［5，14］，为此许多学者试图寻找有效的术中解剖和透视定位标志。KENNEDY等研究［10］认为，踝关节线上方15 mm部位腓骨外侧皮质最高点（前后2.5 mm范围）至内踝中线前方4.36 mm（ASTR，31.61%）连线可通过腓骨和胫骨中点，因此推荐该线（Kennedy线）做为TFS复位和固定标志。PUTNAM等［7］认为踝关节线上方10 mm部位经腓骨外侧最高点并垂直胫骨腓侧切迹安置复位钳可避免外踝旋转、位移等，并定义该线（Putnam线）与标准侧位X线（距骨内外侧穹窿完全重叠）时投照线成角为TFS角（TSA），TSA前倾12°～30°（21°±5°）。Putnam线踝关节线上10 mm部位内踝交点ASTR为7%～39%（23%±7%），2 cm为8%～47%（27%±9%）。标准侧位X线踝关节线上20 mm该点位于胫骨前缘—腓骨前缘间隙中点，73%位于该间隙中1/3。然而Kennedy线、Putnam线确定部位TFS并没有直接接触，不符合TFS的真实解剖轴。

文献［8-9］报道，TFS踝关节线平面分为3区：前区，长约5 mm，由纤维脂肪组织填充；TFCZ，长约6 mm，通常覆盖软骨（厚度1 mm）；后区，长约15 mm。TFCZ解剖复位后通过该部位弧线的圆心并垂直其任意切线安置复位钳可避免外踝前后、内外侧及旋转移位，TFCZ是TFS复位的重要解剖标志；TFS仅基底部位存在TFCZ，同时踝关节屈伸活动时腓骨在该部位存在接触及旋转，因此参照TFCZ和腓骨旋转特点确定的TFS基底解剖轴可做为TFSI复位及固定的理想轴线。本研究70踝TFS基底解剖轴相对Kennedy轴成角后倾0.49°±3.67°，相对Putnam线成角向前成角2.43°±5.49°。TFS基底解剖轴与外踝外缘最高点距离（-0.78±1.51）mm，距离内踝前点距离（8.48±2.62）mm，该交点占内踝前后径比值为0.34±0.11。TFS基底解剖轴于踝关节线上方10 mm平面投射线与外踝交点距离外踝最高点（-0.25±1.55）mm，距离内踝前点距离（18.05±3.31）mm，内踝交点占内踝前后径比值0.52±0.07。踝关节线上方10 mm平面TFS基底解剖轴与内外踝交点位置相对恒定，外踝最高点±2.5 mm范围内占比90.00%，外踝定位点和KENNEDY等［10］报道相同，该平面TFS基底解剖轴内踝交点占内踝前后径比值为0.52±0.07，位于内踝前后径40%～60%共59例（84.29%）。

总之，相比Kennedy轴和Putnam线，基于CT三维重建技术观测的TFS基底解剖轴可作为TFSI复位和固定的更精准轴线。TFS基底解剖轴踝关节线上方10 mm投射线与内外踝交点位置相对恒定，临床可参考该平面外踝最高点前后2.5 mm和内踝前后径中点确定TFSPS安置位置和方向。提高TFS复位和固定精准度，降低失误发生率，避免TFS复位不良等并发症，为临床应用提供有益参考。