后Pilon骨折影像形態(tài)學(xué)研究

王馭愷 王建偉 羅從風(fēng) 姚凌

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·臨床研究·

后Pilon骨折影像形態(tài)學(xué)研究

王馭愷 王建偉 羅從風(fēng) 姚凌

目的 探討后Pilon骨折在CT三維重建圖像上的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)。方法 將踝關(guān)節(jié)X線上“雙廓征”與“臺階征”作為確診后Pilon骨折的標(biāo)準(zhǔn)。在CT橫斷面圖像上，分別測量后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線與雙踝連線的夾角(α、β角)、骨折塊前后徑與脛骨遠(yuǎn)端前后徑比值、骨折塊面積與脛骨遠(yuǎn)端總面積比值；在CT矢狀面圖像上，測量骨折塊最大高度及骨折線與脛骨解剖軸的夾角(γ、θ角)。結(jié)果 36例后Pilon骨折中有28例發(fā)生距骨脫位或半脫位，26例骨折線累及內(nèi)踝。在影像歸檔和通信系統(tǒng)(PACS)上完成測量，α、β角正負(fù)不同，表明骨折線方向不同。后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨折塊前后徑與脛骨遠(yuǎn)端前后徑比值存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，分別為29.8%±4.6%和24.3%±5.2%；后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨折塊面積與脛骨遠(yuǎn)端總面積比值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.65)；后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨折塊最大高度分別為(24.6±6.2)mm與(21.9±8.4)mm，兩者有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)；后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線相對于后外側(cè)骨塊骨折線更加垂直水平面 (P<0.05)。結(jié)論 符合X線診斷標(biāo)準(zhǔn)的后Pilon骨折發(fā)生距骨脫位概率較高。后Pilon后內(nèi)側(cè)、后外側(cè)骨折塊在骨折線方向、前后徑與脛骨遠(yuǎn)端前后徑比值及最大高度方面存在一定差異。

后Pilon骨折；組織形態(tài)學(xué)；踝關(guān)節(jié)骨折

目前臨床上對累及后踝的脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)內(nèi)骨折診斷和治療尚存在爭議[1-7]。Hansen[8]早于2000年就將此特殊類型的骨折定義成后Pilon骨折，描述為“嚴(yán)重的三踝骨折，后踝骨折主要分為深、淺2塊”。Weber[1]提出這類骨折形態(tài)的特別之處為具有不同于三踝骨折中Volkman骨折塊的后內(nèi)側(cè)骨折塊。Amorosa等[4]進(jìn)一步總結(jié)后Pilon骨折的特點(diǎn)，認(rèn)為其受傷能量介于低能量旋轉(zhuǎn)暴力與高能量垂直暴力之間，損傷機(jī)制無法用Lauge-Hansen分型解釋，骨折塊向近端移位形成臺階，可伴有距骨半脫位。Haraguchi等[3]研究后踝骨折的病理解剖特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)Ⅱ型后踝骨折(即后踝骨折的骨折線位于冠狀面，可延伸至內(nèi)踝前丘)類似于后Pilon骨折的描述。近年來，后Pilon臨床研究為了明確定義，都采用正位X線片上“雙廓征”與側(cè)X線片上“臺階征”作為診斷后Pilon的標(biāo)準(zhǔn)[1,6,9]。因此，無論是損傷機(jī)制還是骨折形態(tài)描述，后Pilon骨折與傳統(tǒng)三踝骨折、Pilon骨折均存在差異。

目前臨床上后Pilon骨折的治療方法尚缺乏統(tǒng)一意見，易被錯誤地當(dāng)作三踝骨折來處理[10-12]。根據(jù)后踝骨折的治療經(jīng)驗(yàn)，臨床醫(yī)師通常依據(jù)后踝骨折塊大小決定是否采取固定術(shù)及是采用螺釘固定還是支撐鋼板固定[3,13]?，F(xiàn)有的后踝骨折CT形態(tài)學(xué)研究及其分型有助于術(shù)前計(jì)劃制定，而后Pilon骨折形態(tài)學(xué)研究報(bào)道相對較少，這可能成為后Pilon骨折治療策略發(fā)展的掣肘。本研究的目的是分析后Pilon骨折形態(tài)，以期為手術(shù)入路與內(nèi)固定方式選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院2009年1月至 2012年1月收治的脛骨遠(yuǎn)端骨折病例。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前踝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線檢查或CT平掃和重建資料不全；年齡小于18歲；踝關(guān)節(jié)有先天性畸形；有踝關(guān)節(jié)周圍相關(guān)手術(shù)史。將同時具備踝關(guān)節(jié)正位X線片上“雙廓征”與側(cè)位X線片上“臺階征”作為診斷后Pilon骨折及入組標(biāo)準(zhǔn)[1,6,9]。符合以上要求且資料完整的后Pilon骨折共計(jì)36例(圖1)，其中男11例，女25例；平均年齡51.8歲；患側(cè)為左側(cè)15例，右側(cè)21例。

1.2 測量方法

由2位醫(yī)師使用影像歸檔和通信系統(tǒng)(PACS)工作站對所有病例進(jìn)行測量，取平均值。本次所采用的測量方法依據(jù)Haraguchi等[3]、Yao等[13]和謝詩涓[14]的報(bào)道，主要包括以下指標(biāo)。①橫斷面成角為后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨折塊與雙踝連線的夾角，分別記為α、β角。根據(jù)主要骨折線方向定義角度正負(fù)，骨折線從外踝切跡向后內(nèi)側(cè)方向，角度定義為正，骨折線從后側(cè)走向內(nèi)側(cè)，角度定義為負(fù)。②骨折塊前后徑比(FLR)為后Pilon骨折塊前后徑與脛骨遠(yuǎn)端前后徑的比值。作雙踝連線的平行線，分別經(jīng)過脛骨遠(yuǎn)端前唇與后唇，兩線之間的距離即為脛骨遠(yuǎn)端前后徑；同法，后Pilon骨折塊前后緣分別作平行線，兩線之間的距離為骨折塊前后徑。后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨折塊前后徑與脛骨遠(yuǎn)端前后徑比值分別為FLR1、FLR2。③骨折塊面積比(FAR)為后Pilon骨折塊面積與脛骨遠(yuǎn)端面積的比值。后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨折塊及2個骨折塊面積之和與脛骨遠(yuǎn)端面積的比值分別為FAR1、FAR2、FAR3。④骨折塊最大高度(FH)為經(jīng)過后Pilon骨折塊尖端最高點(diǎn)、交于脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面且平行于脛骨解剖軸的線段長度。后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)FH分別記為FH1、FH2。⑤矢狀面成角為后外側(cè)、后內(nèi)側(cè)骨塊主要骨折線與脛骨解剖軸的夾角，分別記作γ、θ角。根據(jù)主要骨折線方向定義角度正負(fù)，從骨折近端起始骨折線朝向距骨前方，角度定義為正，骨折線朝向距骨后方，角度定義為負(fù)。上述α角、β角、FLR 和FAR是選取CT橫斷面圖像上脛骨遠(yuǎn)端橫徑最大所在平面進(jìn)行測量，而FH和γ角、θ角選取CT矢狀面圖像進(jìn)行測量(圖2)。

圖1 后Pilon骨折術(shù)前踝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片及CT三維重建 a、b. 術(shù)前踝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片可見內(nèi)踝附近“雙廓征”和后踝附近“臺階征”，分別用箭頭表示 c、d. 典型的后Pilon骨折CT三維重建像圖像，可見后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨折塊，骨折線位于冠狀面與矢狀面，另伴有外踝骨折

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件統(tǒng)計(jì)分析所有數(shù)據(jù)。采用非參數(shù)K-S檢驗(yàn)所有數(shù)值變量是否服從正態(tài)分布。后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨折塊的數(shù)據(jù)采用配對樣本t檢驗(yàn)及單因素方差分析。FLR與FAR、α角與γ角、β角與θ角采用Pearson相關(guān)性分析。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖2 CT橫斷面與矢狀面圖像上后Pilon骨折形態(tài)學(xué)測量指標(biāo) a. 橫斷面成角 b. FLR，其中FLR1=L后外/(L主+L后外)*100%，F(xiàn)LR2= L后內(nèi)/(L主+L后內(nèi))*100% c. FAR，其中FAR1=S后外/(S主+S后外+S后內(nèi))*100%，F(xiàn)AR2= S后內(nèi)/(S主+S后外+S后內(nèi))*100%，F(xiàn)AR3=FAR1+FAR2 d. FH，其中FH1為后外側(cè)骨折塊矢狀面最高點(diǎn)與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面的距離， FH2為后內(nèi)側(cè)骨折塊矢狀面最高點(diǎn)與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面的距離 e. 矢狀面成角 f. 同一病例的CT三維重建圖像，距骨向后半脫位

2 結(jié)果

2.1 一般情況

本研究中車禍傷導(dǎo)致后Pilon骨折僅有10例(27.8%)，其余皆是以跌落及扭傷為主訴的低能量暴力。按照AO/OTA分型，44-B3型26例，44-C2型10例。發(fā)生距骨半脫位或脫位者達(dá)到28例(77.8%)。所有病例脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面骨折塊均至少分成后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)兩大部分，且均伴有外踝骨折。后內(nèi)側(cè)骨塊主要骨折線累及內(nèi)踝26例(72.2%)，存在距骨脫位或半脫位28例(77.8%)。

2.2 后Pilon主要骨折塊之間的測量參數(shù)比較

經(jīng)過非參數(shù)K-S檢驗(yàn)驗(yàn)證，所測量α角、β角、FLR、FAR、FH、γ角、θ角均符合正態(tài)分布。后外側(cè)骨折塊α角與后內(nèi)側(cè)骨折塊β角存在顯著性差異(P<0.01)，分別為17.6°±9.1°和-14.9°±9.3°，且α、β角的正負(fù)不同表明骨塊主要骨折線走行不同，即橫斷面上后外側(cè)骨塊骨折線從腓骨切跡走向后方，而后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線方向相反。FLR1與FLR2存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)，分別為29.8%±4.6%和24.3%±5.2%。而FAR1與FAR2無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.65)，分別為15.8%±3.2%和15.4%±3.8%，F(xiàn)AR3為32.3%±4.3%。經(jīng)Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，無論是后外側(cè)骨折塊還是后內(nèi)側(cè)骨折塊，F(xiàn)LR與FAR均不顯著相關(guān)。后外側(cè)FH顯著大于后內(nèi)側(cè)(P=0.006)，分別為(24.6±6.2)mm和(21.9±8.4)mm。此外，后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨折塊γ、θ角也存在顯著性差異(P=0.001)，分別為14.5°±16.1°和11.2°±13.0°，后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線相對于后外側(cè)骨塊骨折線更加垂直水平面(圖3)。

2.3 分組比較

根據(jù)CT橫斷面圖像上后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線是否累及內(nèi)踝分成累及組(26例)組和未累及組(10例)。兩組無論是α角、β角、γ角、θ角,還是FLR、FAR、FH，變量方差均具有齊性，但未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

根據(jù)是否存在距骨脫位或半脫位分成脫位組(28例)和未脫位組(8例)。同樣，兩組變量方差均具有齊性，除FLR1和β角外，其余變量未見顯著性差異。脫位組FLR1小于未脫位組(P=0.01)，分為為28.5%±4.1%和34.2%±3.4%；脫位組β角為-16.6°±9.7°，未脫位組為-8.8°±3.9°(P=0.035)，雖然兩者總體方向相同，但角度大小存在差異。

圖3 橫斷面與矢狀面成角箱式圖

3 討論

臨床上后Pilon骨折日益受到重視，但無論是損傷機(jī)制還是骨折形態(tài)，仍未明確，從而影響治療方案的確定[10-12,15]。后Pilon骨折損傷能量介于低能量旋轉(zhuǎn)暴力與高能量垂直暴力之間，但目前對于哪種暴力起主導(dǎo)因素存在分歧，甚至有學(xué)者提出將受傷時足的位置結(jié)合受傷暴力方向作為后Pilon骨折的損傷機(jī)制[1,4-5,8]。此外，雖然后Pilon骨折主要骨折線位于冠狀面已達(dá)成共識，但仍缺乏骨折塊大小、位置及FH相關(guān)研究。

目前有許多研究借鑒后踝骨折的研究方法嘗試對后Pilon骨折進(jìn)行分型，包括根據(jù)內(nèi)踝骨折累及范圍分型[5]、根據(jù)橫斷面上后踝骨折線形態(tài)分型[6,10]等。然而，缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)和專門針對后Pilon骨折的形態(tài)學(xué)研究是造成目前難以用理想分型來充分描述后Pilon骨折的可能原因。通過文獻(xiàn)回顧，我們認(rèn)為X線診斷結(jié)合CT分析是研究后Pilon骨折的可行方法。典型的后Pilon骨折可于正側(cè)位X線片上觀察到脛骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)緣典型的“雙廓征”和關(guān)節(jié)內(nèi)骨折“臺階征”[1,6,9]。由于后Pilon骨折主要骨折線分布于冠狀面，容易低估側(cè)位X線片上的骨折塊大小，所以經(jīng)由X線檢查確診后結(jié)合CT三維重建圖像可以進(jìn)一步充分評估后Pilon骨折形態(tài)。

本研究發(fā)現(xiàn)，符合X線診斷標(biāo)準(zhǔn)的后Pilon骨折均存在脛骨遠(yuǎn)端后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨折塊，因此除了典型的冠狀面骨折線外，后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨折塊之間存在必然的矢狀面骨折線。不同于謝詩涓等[14]提出的后Pilon骨折多種亞型，本研究入組的后Pilon骨折不存在僅有單獨(dú)Volkman骨折塊的類型。采用X線片上“雙廓征”與“臺階征”的診斷標(biāo)準(zhǔn)可能使得診斷的特異性增高，與Haraguchi等[3]描述的Ⅱ型后踝骨折更為類似。CT橫斷面圖像上后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線方向明顯不同，后外側(cè)骨塊骨折線以從腓骨切跡走向脛骨遠(yuǎn)端后方多見，而后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線從脛骨遠(yuǎn)端后方走向內(nèi)踝方向居多。雖然FAR1與FAR2無顯著性差異，但FLR1稍大于FLR2。CT矢狀面圖像上后內(nèi)側(cè)骨塊主要骨折線更垂直于水平面，后外側(cè)FH稍大于后內(nèi)側(cè)。

Pilon骨折FAR可達(dá)30.3%，踝關(guān)節(jié)骨折僅為13.7%，而后Pilon骨折FAR3更接近于Pilon骨折，為32.3%[13-14]。將后Pilon骨折后外側(cè)及后內(nèi)側(cè)骨折塊單獨(dú)作為變量考慮，F(xiàn)AR1和FAR2分別為15.8%和15.4%，更接近于踝關(guān)節(jié)骨折。Pilon骨折FH可達(dá)35 mm，而在后Pilon骨折中，無論是后外側(cè)骨折塊還是后內(nèi)側(cè)骨折塊，其FH均更接近于踝關(guān)節(jié)Volkman骨折(19.3 mm)。由此進(jìn)一步證明，后Pilon骨折在形態(tài)學(xué)上也是介于典型的踝關(guān)節(jié)骨折與Pilon骨折之間[1]。

所有病例中有28例發(fā)生距骨脫位或半脫位，發(fā)生率達(dá)77.8%，與Forberger 等[16]回顧性研究后踝骨折所報(bào)道的73%接近。因此，本研究根據(jù)是否有脫位將病例分成兩組，比較骨折形態(tài)學(xué)差異，發(fā)現(xiàn)脫位組FLR1更大，且兩組CT橫斷面圖像上后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線方向存在差異，脫位組CT橫斷面圖像上后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線走向更偏向內(nèi)踝方向，間接提示距骨向后、向內(nèi)移位的可能。此外，有26例患者后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線累及內(nèi)踝，類似于過去對后踝骨折累及內(nèi)踝后丘的描述[3,5]。Wang等[5]推測，大多數(shù)情況下，后內(nèi)側(cè)骨折塊與內(nèi)踝骨折分離，可能由足跖屈位時受到復(fù)合的旋轉(zhuǎn)和垂直暴力造成，能量相對較低；后內(nèi)側(cè)骨折塊與內(nèi)踝相連的后 Pilon骨折可能由足旋前位時受到外旋和垂直暴力所致，能量較高。這提示術(shù)者在處理后Pilon骨折時需注意內(nèi)踝骨折線情況，避免輕視高能量骨折。

目前后Pilon骨折手術(shù)入路仍以為治療后踝骨折設(shè)計(jì)的后外側(cè)入路居多，另有后內(nèi)側(cè)入路和后內(nèi)側(cè)與后外側(cè)聯(lián)合入路[6,9-12,15]。本研究顯示，符合X線診斷標(biāo)準(zhǔn)的后Pilon骨折必然會出現(xiàn)后外側(cè)及后內(nèi)側(cè)兩大主要骨折塊。雖然采用俯臥位的后外側(cè)入路時可在經(jīng)拇長屈肌腱與腓骨長短肌間隙直視下復(fù)位固定后外側(cè)骨折塊，但對后內(nèi)側(cè)骨折塊只能間接背屈踝關(guān)節(jié)復(fù)位，難以直接操作確保解剖復(fù)位。因此，對于存在后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨折塊的后Pilon骨折，推薦采用后內(nèi)側(cè)與后外側(cè)聯(lián)合入路或后內(nèi)側(cè)經(jīng)踝管入路進(jìn)行復(fù)位固定[5,9]，尤其是后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線累及內(nèi)踝(后丘)時，后內(nèi)側(cè)經(jīng)踝管入路在暴露上更具優(yōu)勢，即切開腱鞘后對脛骨后肌腱進(jìn)行半脫位，處理后內(nèi)側(cè)骨折塊，肌腱回納進(jìn)踝管，再固定內(nèi)踝后丘骨折塊。此外，后Pilon骨折形態(tài)學(xué)分析對于內(nèi)固定方式選擇也有指導(dǎo)意義。鑒于后Pilon骨折合并距骨半脫位的發(fā)生率很高，用于后踝骨折的拉力螺釘不適合固定后Pilon骨折塊，因?yàn)閱渭円揽柯葆旊y以有效對抗軸向剪切力，術(shù)后可能需要額外的制動以避免復(fù)位后移位。因此，需從后側(cè)采用堅(jiān)強(qiáng)的支撐鋼板固定，鼓勵早期康復(fù)鍛煉[10-12]。

綜上所述，符合X線診斷標(biāo)準(zhǔn)的后Pilon骨折具有典型的后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)主要骨折塊。CT橫斷面圖像上，后外側(cè)與后內(nèi)側(cè)骨塊骨折線走行方向不同，但矢狀面圖像上骨折線都與關(guān)節(jié)面近似垂直。FLR1與FLR2存在顯著性差異，F(xiàn)LR1稍大，但FAR1與FAR2無顯著性差異。后Pilon骨折發(fā)生距骨半脫位或全脫位的概率較高，提示其損傷能量大小接近于Pilon骨折。臨床上后Pilon骨折一般需要進(jìn)行內(nèi)固定，本研究的結(jié)果對于手術(shù)入路及內(nèi)固定方式選擇具有參考意義。

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(收稿：2016-08-05; 修回：2016-08-21)

(本文編輯：萬文)

Morphological characteristics of posterior Pilon fractures: a CT based study

WANG Yu-kai, WANG Jian-wei, LUO Cong-feng, Yao Ling.

Department of Orthopaedics, the Sixth People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200233, China

WANGJian-weiE-mail:kelvennwang6h@163.com

Objective To explore the morphological characteristics of posterior Pilon fractures based on CT. Methods The cases diagnosed as posterior Pilon fractures, which were included in this retrospective study, were based on the “double contour sign” and “Step-off sign” shown on X-rays. On the transverse CT view, the cross angle α between the posterolateral fragments and the bimalleolar line and the angle β between the posteromedial fragments and the bimalleolar line, fragment length ratio (FLR) of the anteroposterior length of either posterior fragment to that of the anterior plafond, and fragment area ratio (FAR) of the area of either posterior fragment to that of the anterior plafond were measured. On the sagittal CT view, the cross angle γ and θ between the fracture lines and the tibial axis, and the maximal fragment heights (FH) of the posterior fragments were measured in the picture archiving and communication system. Results Based on the diagnosis of posterior Pilon fractures, 36 cases were brought into this study. Both posterolateral and posteromedial fragments were found in these cases, among which 28 had talar subluxation or dislocation, and 26 had fracture lines extending to the medial mallelous. The FLR of posterolateral and posteromedial fragments were 29.8%±4.6% and 24.3%±5.2%, respectively; FH of them were 24.6±6.2 mm and 21.9±8.4 mm, respectively. Both parameters were found significantly different between the posterolateral and posteromedial fragments. But no significant difference was observed in the fragment area ratio between the two fragments. There were significant differences between angle α and β as well as between angle γ and θ (P<0.01). The statistics indicated that the direction of major fracture lines of posteromedial and posterolateral on the axial plane was different, and the sagittal fracture lines of the posteromedial fragments were more vertical than that of the posterolateral fragments. Conclusion Posterior Pilon fractures diagnosed according to the X-ray criteria had a high rate of talar subluxation. The posterolateral and posteromedial fragments were different in the fragment length, height and fracture lines.

Posterior pilon fractures; Morphology; Ankle fractures

200233， 上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院骨科

王建偉 E-mail: kelvennwang6h@163.com

10.3969/j.issn.1673-7083.2016.06.013