定量CT探討老年轉(zhuǎn)子間骨折髓內(nèi)固定時(shí)頭釘?shù)暮侠砦恢?/h1>
2018-07-30 00:55:38韓大成王嘉龍龍安華張志鵬張亞奎陳學(xué)明高艷
實(shí)用骨科雜志 2018年7期
韓大成，王嘉龍，龍安華，張志鵬，張亞奎*，陳學(xué)明，高艷
(1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，北京 101149；2首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院放射科，北京 101149；3首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教研室，北京 100069)
基金項(xiàng)目：本研究由首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)臨床合作課題(16JL87)；北京市通州區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目(KJ2016CX034-04)；*本文通訊作者：張亞奎 韓大成，王嘉龍，龍安華，等.定量CT探討老年轉(zhuǎn)子間骨折髓內(nèi)固定時(shí)頭釘?shù)暮侠砦恢肹J].實(shí)用骨科雜志，2018，24(7)：613-616；624.
隨著全球人口老齡化的進(jìn)程，老年髖部骨折的發(fā)病率逐年遞增。在美國，預(yù)計(jì)到2050年，在65歲以上的人群中每年會(huì)有50～100萬名髖關(guān)節(jié)周圍骨折的患者[1]。而在中國，由于人口基數(shù)的原因，髖部骨折患者的數(shù)量更加龐大。鑒于保守治療效果不佳，且會(huì)導(dǎo)致相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率的增加，使得病死率明顯增高，目前臨床治療此類骨折多建議采用手術(shù)治療[2]。經(jīng)典的手術(shù)方式為髓內(nèi)固定，有多種原因易導(dǎo)致內(nèi)固定失效，如不良的復(fù)位、錯(cuò)誤的內(nèi)固定選擇、不合理的置入位置、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松等都將給臨床骨科醫(yī)師帶來挑戰(zhàn)[3]。尤其在骨質(zhì)疏松情況下，隨著股骨近端骨密度的降低和骨小梁結(jié)構(gòu)的改變，原有的力學(xué)支撐結(jié)構(gòu)效能降低，發(fā)生骨折后如何通過合理的內(nèi)置物放置，來達(dá)到更有效的力學(xué)支撐，降低內(nèi)固定失效風(fēng)險(xiǎn)，成為了股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定手術(shù)技術(shù)的研究重點(diǎn)。
定量計(jì)算機(jī)斷層掃描(quantitative computed tomography，QCT)系統(tǒng)的分辨率高，能夠通過CT掃描較完整的顯示骨組織內(nèi)部骨小梁的結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)[5]。相較于目前臨床常用的骨密度測量方法，如雙能X線吸收骨密度檢查及計(jì)算機(jī)體層X線骨密度檢查系統(tǒng)等，定量CT檢查不僅能準(zhǔn)確測量骨密度，同時(shí)能夠描述骨小梁結(jié)構(gòu)的變化[6-7]。因此，本研究將通過定量CT系統(tǒng)對(duì)股骨頭內(nèi)部骨密度進(jìn)行定向并定量的研究，為老年股骨轉(zhuǎn)子間骨折使用髓內(nèi)固定系統(tǒng)治療時(shí)能夠在股骨頭內(nèi)得到更有效的固定效果，為術(shù)前內(nèi)固定物置入提供方案，為術(shù)后內(nèi)固定失效的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更準(zhǔn)確的評(píng)估，提供臨床理論依據(jù)。
1 資料與方法
1.1 研究對(duì)象 8具老年尸體雙側(cè)髖關(guān)節(jié)，由首都醫(yī)科大學(xué)解剖學(xué)系人體解剖教研室提供。3例男性尸體(72～81歲)，5例女性尸體(69～88歲)。對(duì)髖關(guān)節(jié)進(jìn)行解構(gòu)操作，只保留股骨近段部分。排除標(biāo)準(zhǔn)：a)尸源生前患有影響骨量代謝的疾病；b)尸源生前存在髖部骨折病史。本研究已經(jīng)過首都醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)實(shí)施。
所有標(biāo)本離體后行大體視覺檢視，除外骨質(zhì)缺損及外部形態(tài)破壞因素。所有標(biāo)本均行普通X線DR檢查，除外骨質(zhì)內(nèi)部存在腫瘤或骨破壞等因素。
1.2 儀器與方法 采用Philips Brilliance 64 slice CT掃描機(jī)進(jìn)行樣本掃描，掃描時(shí)以Mindways五樣體固體體模作為參照模體。CT掃描的基本參數(shù)條件為：Kvp：120；掃描床高：86；層間隔：1 mm；SFOV：500。掃描結(jié)果采用Mindways QCT PRO Version 4.2.3軟件進(jìn)行測量，采用New 3D Spine exam Analysis進(jìn)行骨密度分析。掃描方向及范圍見下文。
1.3 三維空間構(gòu)建及圖像分析 采用QCTPROCTXA軟件對(duì)股骨近端數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并生成二維平面圖像[8]。使用骨結(jié)構(gòu)研究系統(tǒng)軟件(bone investigational toolkit，BIT 2.0)定位股骨頸長軸，以股骨頭幾何中心點(diǎn)為原點(diǎn)，股骨頸長軸為X軸，經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在冠狀位上垂直于X軸的為Y軸，經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在斜矢狀位上垂直于X軸的為Z軸，三軸互相垂直通過原點(diǎn)，形成三維立體空間結(jié)構(gòu)。X軸、Y軸和Z軸的設(shè)定方法見圖1。分別依X、Y、Z軸方向進(jìn)行QCT掃描，以3 mm為間隔進(jìn)行測定，并對(duì)不同截面的骨密度平均值進(jìn)行測量，得出股骨頭內(nèi)部內(nèi)骨密度的分布曲線。結(jié)合臨床工作，沿X軸方向測定中心點(diǎn)至股骨頭頂點(diǎn)范圍，Y軸和Z軸均測量整體股骨頭范圍。
a 冠狀位截面 b 斜水平位截面
圖1 空間三維定位示意圖
2 結(jié) 果
2.1 QCT測量值 通過對(duì)X、Y、Z軸方向的截面進(jìn)行QCT掃描，可得到不同截面的骨密度平均值(見表1)，并得出股骨頭內(nèi)部三個(gè)軸線上骨密度的分布曲線。
表1 不同空間方向內(nèi)的骨密度數(shù)值±s)
2.2 在不同軸線上骨密度變化曲線
2.2.1 X軸平面的截取 是以股骨頭幾何中心點(diǎn)為原點(diǎn)，股骨頸長軸為X軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面(見圖2)，并對(duì)本軸線上的QCT進(jìn)行測量及繪制分布曲線(見圖3)，但數(shù)據(jù)只保留了股骨頭幾何中心點(diǎn)以近端的區(qū)域，因其遠(yuǎn)端屬于Ward三角區(qū)，老年人骨小梁分布極少，為股骨近端的脆弱區(qū)域，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。且臨床上只能將頭釘置入近端區(qū)域內(nèi)才能取得較好的臨床效果。根據(jù)圖表可得出，在通過股骨頸軸線的截面上，股骨頭幾何中心點(diǎn)以近端的區(qū)域內(nèi)，經(jīng)過股骨頭幾何中心點(diǎn)后約0.9～1.5 cm的區(qū)域內(nèi)，平均骨密度較高(P<0.05)。
2.2.2 Y軸平面的截取 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在冠狀位上垂直于X軸的為Y軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面(見圖4)，并對(duì)本軸線上的QCT進(jìn)行測量及繪制分布曲線(見圖5)。根據(jù)圖表可看出，在股骨頭內(nèi)部由股骨近端至遠(yuǎn)端的不同截面上，中段約1/3區(qū)域內(nèi)平均骨密度較高，即股骨頸軸線上下約0.9 cm范圍內(nèi)(P<0.05)。
2.2.3 Z軸平面的截取 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在斜矢狀位上垂直于X軸的為Z軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面(見圖6)，并對(duì)本軸線上的QCT進(jìn)行測量及繪制分布曲線(見圖7)。根據(jù)圖表可看出，在股骨頭內(nèi)部由股骨前方至后方的不同截面上，中段約1/3區(qū)域內(nèi)平均骨密度較高(P<0.05)，即股骨頸軸線前后約0.6 cm范圍內(nèi)。
3 討 論
在臨床工作中我們發(fā)現(xiàn)，一些高齡患者罹患髖部骨折后，治療過程很順利，但治療效果卻并不如意。此類患者的共同特點(diǎn)是存在不同程度的骨質(zhì)疏松或骨量減少。同樣的治療方式在不同的患者身上，因其不同的骨骼結(jié)構(gòu)和骨密度的差異而出現(xiàn)了不同的治療效果。內(nèi)固定材料放置在相同的位置上，而把持力卻出現(xiàn)異常。因此，有必要對(duì)股骨近端骨結(jié)構(gòu)，包括大體測量數(shù)據(jù)、微觀骨小梁分布、骨皮質(zhì)厚度的差異以及不同部位骨密度的變化及分布與生物力學(xué)的關(guān)系等進(jìn)行深入的研究，以明確股骨近端骨結(jié)構(gòu)及骨密度對(duì)內(nèi)置物放置位置的影響，為臨床提高高齡患者髖部骨折尤其是股骨轉(zhuǎn)子間骨折的治療效果提供可靠的理論依據(jù)。本研究選用的為老年尸體的髖部組織，最大限度地貼近臨床實(shí)際，同時(shí)在掃描時(shí)，我們對(duì)尸體髖關(guān)節(jié)進(jìn)行離斷處理，只保留股骨近段部分，可以避免臨床實(shí)際QCT掃描時(shí)髖臼骨組織對(duì)股骨頭帶來的影響。
圖2 以股骨頭幾何中心點(diǎn)為原點(diǎn)，股骨頸長軸為X軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面 圖3 X軸不同截面骨密度變化曲線
圖4 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在冠狀位上垂直于X軸的為Y軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面 圖5 Y軸不同截面骨密度變化曲線
圖6 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在斜矢狀位上垂直于X軸的為Z軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面 圖7 Z軸不同截面骨密度變化曲線
圖8 X、Y、Z軸峰值骨密度空間分布示意圖
目前臨床上常用于術(shù)后評(píng)價(jià)內(nèi)固定穩(wěn)定性的方法為Baumgaertner等在1995年提出尖頂距(tip apex distance，TAD)這一量化概念[9]，即指在正側(cè)位片上拉力螺釘尖(尖，Tip)至股骨頭-頸軸線與股骨頭關(guān)節(jié)面交點(diǎn)(頂，Apex)的距離之和(距離，Distance)，以毫米為單位并校正放大比率。TAD直接反映拉力螺釘尖端到股骨頭頂點(diǎn)的距離，間接地反映拉力螺釘在股骨頸內(nèi)的位置。偏后、偏前或距離關(guān)節(jié)面太近，均易導(dǎo)致在術(shù)后逐漸負(fù)重過程中，拉力螺釘更容易切出頭外。此方法雖然目前廣泛應(yīng)用于臨床，用于對(duì)股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者進(jìn)行術(shù)后內(nèi)固定位置滿意度的評(píng)價(jià)。但在TAD值合格的情況下，由于股骨近端骨密度減低而出現(xiàn)內(nèi)固定失效的狀況并不少見。本研究對(duì)股骨頭骨密度分布通過QCT的方法進(jìn)行了定向和定量的測量，在臨床工作中可以聯(lián)合TAD對(duì)股骨轉(zhuǎn)子間骨折圍手術(shù)期效果進(jìn)行預(yù)期評(píng)估和術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。
通過本研究的QCT掃描結(jié)果，可見尸體的股骨頭內(nèi)骨密度分別在X、Y、Z軸上呈單峰樣變化，分布存在一致性。X軸骨密度值較高的區(qū)域在經(jīng)過股骨頭中心點(diǎn)后約0.9～1.5 cm的區(qū)域內(nèi)，沿Y軸骨密度峰值區(qū)域出現(xiàn)在以Y軸為軸心線兩側(cè)0.9 cm區(qū)域內(nèi)；沿Z軸骨密度峰值區(qū)域出現(xiàn)在以Z軸為軸心線兩側(cè)0.6 cm區(qū)域內(nèi)。三個(gè)軸線的高骨密度區(qū)域圍成一個(gè)三維空間結(jié)構(gòu)區(qū)域，為股骨頭內(nèi)最佳內(nèi)固定放置區(qū)域(見圖8)。因此，在進(jìn)行股骨轉(zhuǎn)子間骨折髓內(nèi)釘固定手術(shù)的過程中，通過髖關(guān)節(jié)正位、側(cè)位及20°位的透視檢查，判斷頭頸拉力螺釘與該圓柱體高骨密度區(qū)的位置關(guān)系。通過調(diào)整頭頸釘導(dǎo)針的位置，盡可能的將螺釘頭端的螺紋區(qū)域置入該空間范圍內(nèi)，或許能夠獲得更好的把持力及穩(wěn)定性。在后續(xù)的研究中，還需要應(yīng)用更多的臨床數(shù)據(jù)及生物力學(xué)檢測來進(jìn)行驗(yàn)證，包括骨密度具體數(shù)值與生物力學(xué)的相關(guān)性等。
目前的研究中，主要體現(xiàn)在應(yīng)用QCT技術(shù)測量股骨近端整體骨密度變化與髖部骨折發(fā)生的關(guān)系上。Orwoll等通過對(duì)老年男性股骨近端部分進(jìn)行QCT掃描，進(jìn)而通過有限元分析得出，基于QCT的有限元生物力學(xué)分析能夠?qū)夏昴行泽y部骨折進(jìn)行預(yù)測[10]。Borggrefe等[11]研究了老年男性患者的QCT并對(duì)其進(jìn)行了三維定位測量，發(fā)現(xiàn)QCT三維數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定與髖部骨折密切相關(guān)，同時(shí)獨(dú)立于雙能X線的骨密度測定成為預(yù)測因素。QCT檢測僅用于測定骨密度和預(yù)測骨折風(fēng)險(xiǎn)，尚缺乏相關(guān)對(duì)髖部骨折圍手術(shù)期及預(yù)后關(guān)系的研究。雖然本研究存在樣本量不大的問題，無法準(zhǔn)確的代表所有老年患者髖部的骨密度分布情況，但QCT可以完整的顯示每一位患者髖部的骨小梁結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)，不僅僅能對(duì)股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者進(jìn)行術(shù)后內(nèi)固定失效風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測，更能夠在術(shù)前通過QCT的檢測，找到合理的內(nèi)固定位置，更精準(zhǔn)的指導(dǎo)臨床治療，降低失效風(fēng)險(xiǎn)。
因此，通過本研究，我們認(rèn)為定量CT能夠通過一次性的CT檢查，完整的顯示每一位患者髖部的骨小梁結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)，為老年股骨轉(zhuǎn)子間骨折髓內(nèi)固定系統(tǒng)如何能夠在股骨近端得到更有效的固定效果提供方案，為更準(zhǔn)確的評(píng)估術(shù)后內(nèi)固定失效的風(fēng)險(xiǎn)提供一定的臨床理論依據(jù)。本研究結(jié)果表明，股骨頭內(nèi)存在如前所述的高骨密度區(qū)域，在股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定手術(shù)中，盡可能的將螺釘頭端的螺紋區(qū)域置入該圓柱體的空間范圍內(nèi)，能夠獲得相對(duì)更好的把持力及穩(wěn)定性。
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隨著全球人口老齡化的進(jìn)程，老年髖部骨折的發(fā)病率逐年遞增。在美國，預(yù)計(jì)到2050年，在65歲以上的人群中每年會(huì)有50～100萬名髖關(guān)節(jié)周圍骨折的患者[1]。而在中國，由于人口基數(shù)的原因，髖部骨折患者的數(shù)量更加龐大。鑒于保守治療效果不佳，且會(huì)導(dǎo)致相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率的增加，使得病死率明顯增高，目前臨床治療此類骨折多建議采用手術(shù)治療[2]。經(jīng)典的手術(shù)方式為髓內(nèi)固定，有多種原因易導(dǎo)致內(nèi)固定失效，如不良的復(fù)位、錯(cuò)誤的內(nèi)固定選擇、不合理的置入位置、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松等都將給臨床骨科醫(yī)師帶來挑戰(zhàn)[3]。尤其在骨質(zhì)疏松情況下，隨著股骨近端骨密度的降低和骨小梁結(jié)構(gòu)的改變，原有的力學(xué)支撐結(jié)構(gòu)效能降低，發(fā)生骨折后如何通過合理的內(nèi)置物放置，來達(dá)到更有效的力學(xué)支撐，降低內(nèi)固定失效風(fēng)險(xiǎn)，成為了股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定手術(shù)技術(shù)的研究重點(diǎn)。
定量計(jì)算機(jī)斷層掃描(quantitative computed tomography，QCT)系統(tǒng)的分辨率高，能夠通過CT掃描較完整的顯示骨組織內(nèi)部骨小梁的結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)[5]。相較于目前臨床常用的骨密度測量方法，如雙能X線吸收骨密度檢查及計(jì)算機(jī)體層X線骨密度檢查系統(tǒng)等，定量CT檢查不僅能準(zhǔn)確測量骨密度，同時(shí)能夠描述骨小梁結(jié)構(gòu)的變化[6-7]。因此，本研究將通過定量CT系統(tǒng)對(duì)股骨頭內(nèi)部骨密度進(jìn)行定向并定量的研究，為老年股骨轉(zhuǎn)子間骨折使用髓內(nèi)固定系統(tǒng)治療時(shí)能夠在股骨頭內(nèi)得到更有效的固定效果，為術(shù)前內(nèi)固定物置入提供方案，為術(shù)后內(nèi)固定失效的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更準(zhǔn)確的評(píng)估，提供臨床理論依據(jù)。
1 資料與方法
1.1 研究對(duì)象 8具老年尸體雙側(cè)髖關(guān)節(jié)，由首都醫(yī)科大學(xué)解剖學(xué)系人體解剖教研室提供。3例男性尸體(72～81歲)，5例女性尸體(69～88歲)。對(duì)髖關(guān)節(jié)進(jìn)行解構(gòu)操作，只保留股骨近段部分。排除標(biāo)準(zhǔn)：a)尸源生前患有影響骨量代謝的疾病；b)尸源生前存在髖部骨折病史。本研究已經(jīng)過首都醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)實(shí)施。
所有標(biāo)本離體后行大體視覺檢視，除外骨質(zhì)缺損及外部形態(tài)破壞因素。所有標(biāo)本均行普通X線DR檢查，除外骨質(zhì)內(nèi)部存在腫瘤或骨破壞等因素。
1.2 儀器與方法 采用Philips Brilliance 64 slice CT掃描機(jī)進(jìn)行樣本掃描，掃描時(shí)以Mindways五樣體固體體模作為參照模體。CT掃描的基本參數(shù)條件為：Kvp：120；掃描床高：86；層間隔：1 mm；SFOV：500。掃描結(jié)果采用Mindways QCT PRO Version 4.2.3軟件進(jìn)行測量，采用New 3D Spine exam Analysis進(jìn)行骨密度分析。掃描方向及范圍見下文。
1.3 三維空間構(gòu)建及圖像分析 采用QCTPROCTXA軟件對(duì)股骨近端數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并生成二維平面圖像[8]。使用骨結(jié)構(gòu)研究系統(tǒng)軟件(bone investigational toolkit，BIT 2.0)定位股骨頸長軸，以股骨頭幾何中心點(diǎn)為原點(diǎn)，股骨頸長軸為X軸，經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在冠狀位上垂直于X軸的為Y軸，經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在斜矢狀位上垂直于X軸的為Z軸，三軸互相垂直通過原點(diǎn)，形成三維立體空間結(jié)構(gòu)。X軸、Y軸和Z軸的設(shè)定方法見圖1。分別依X、Y、Z軸方向進(jìn)行QCT掃描，以3 mm為間隔進(jìn)行測定，并對(duì)不同截面的骨密度平均值進(jìn)行測量，得出股骨頭內(nèi)部內(nèi)骨密度的分布曲線。結(jié)合臨床工作，沿X軸方向測定中心點(diǎn)至股骨頭頂點(diǎn)范圍，Y軸和Z軸均測量整體股骨頭范圍。
a 冠狀位截面 b 斜水平位截面
圖1 空間三維定位示意圖
2 結(jié) 果
2.1 QCT測量值 通過對(duì)X、Y、Z軸方向的截面進(jìn)行QCT掃描，可得到不同截面的骨密度平均值(見表1)，并得出股骨頭內(nèi)部三個(gè)軸線上骨密度的分布曲線。
表1 不同空間方向內(nèi)的骨密度數(shù)值±s)
2.2 在不同軸線上骨密度變化曲線
2.2.1 X軸平面的截取 是以股骨頭幾何中心點(diǎn)為原點(diǎn)，股骨頸長軸為X軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面(見圖2)，并對(duì)本軸線上的QCT進(jìn)行測量及繪制分布曲線(見圖3)，但數(shù)據(jù)只保留了股骨頭幾何中心點(diǎn)以近端的區(qū)域，因其遠(yuǎn)端屬于Ward三角區(qū)，老年人骨小梁分布極少，為股骨近端的脆弱區(qū)域，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。且臨床上只能將頭釘置入近端區(qū)域內(nèi)才能取得較好的臨床效果。根據(jù)圖表可得出，在通過股骨頸軸線的截面上，股骨頭幾何中心點(diǎn)以近端的區(qū)域內(nèi)，經(jīng)過股骨頭幾何中心點(diǎn)后約0.9～1.5 cm的區(qū)域內(nèi)，平均骨密度較高(P<0.05)。
2.2.2 Y軸平面的截取 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在冠狀位上垂直于X軸的為Y軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面(見圖4)，并對(duì)本軸線上的QCT進(jìn)行測量及繪制分布曲線(見圖5)。根據(jù)圖表可看出，在股骨頭內(nèi)部由股骨近端至遠(yuǎn)端的不同截面上，中段約1/3區(qū)域內(nèi)平均骨密度較高，即股骨頸軸線上下約0.9 cm范圍內(nèi)(P<0.05)。
2.2.3 Z軸平面的截取 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在斜矢狀位上垂直于X軸的為Z軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面(見圖6)，并對(duì)本軸線上的QCT進(jìn)行測量及繪制分布曲線(見圖7)。根據(jù)圖表可看出，在股骨頭內(nèi)部由股骨前方至后方的不同截面上，中段約1/3區(qū)域內(nèi)平均骨密度較高(P<0.05)，即股骨頸軸線前后約0.6 cm范圍內(nèi)。
3 討 論
在臨床工作中我們發(fā)現(xiàn)，一些高齡患者罹患髖部骨折后，治療過程很順利，但治療效果卻并不如意。此類患者的共同特點(diǎn)是存在不同程度的骨質(zhì)疏松或骨量減少。同樣的治療方式在不同的患者身上，因其不同的骨骼結(jié)構(gòu)和骨密度的差異而出現(xiàn)了不同的治療效果。內(nèi)固定材料放置在相同的位置上，而把持力卻出現(xiàn)異常。因此，有必要對(duì)股骨近端骨結(jié)構(gòu)，包括大體測量數(shù)據(jù)、微觀骨小梁分布、骨皮質(zhì)厚度的差異以及不同部位骨密度的變化及分布與生物力學(xué)的關(guān)系等進(jìn)行深入的研究，以明確股骨近端骨結(jié)構(gòu)及骨密度對(duì)內(nèi)置物放置位置的影響，為臨床提高高齡患者髖部骨折尤其是股骨轉(zhuǎn)子間骨折的治療效果提供可靠的理論依據(jù)。本研究選用的為老年尸體的髖部組織，最大限度地貼近臨床實(shí)際，同時(shí)在掃描時(shí)，我們對(duì)尸體髖關(guān)節(jié)進(jìn)行離斷處理，只保留股骨近段部分，可以避免臨床實(shí)際QCT掃描時(shí)髖臼骨組織對(duì)股骨頭帶來的影響。
圖2 以股骨頭幾何中心點(diǎn)為原點(diǎn)，股骨頸長軸為X軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面 圖3 X軸不同截面骨密度變化曲線
圖4 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在冠狀位上垂直于X軸的為Y軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面 圖5 Y軸不同截面骨密度變化曲線
圖6 經(jīng)股骨頭原點(diǎn)且在斜矢狀位上垂直于X軸的為Z軸，厚度為3 mm的類圓柱形截面 圖7 Z軸不同截面骨密度變化曲線
圖8 X、Y、Z軸峰值骨密度空間分布示意圖
目前臨床上常用于術(shù)后評(píng)價(jià)內(nèi)固定穩(wěn)定性的方法為Baumgaertner等在1995年提出尖頂距(tip apex distance，TAD)這一量化概念[9]，即指在正側(cè)位片上拉力螺釘尖(尖，Tip)至股骨頭-頸軸線與股骨頭關(guān)節(jié)面交點(diǎn)(頂，Apex)的距離之和(距離，Distance)，以毫米為單位并校正放大比率。TAD直接反映拉力螺釘尖端到股骨頭頂點(diǎn)的距離，間接地反映拉力螺釘在股骨頸內(nèi)的位置。偏后、偏前或距離關(guān)節(jié)面太近，均易導(dǎo)致在術(shù)后逐漸負(fù)重過程中，拉力螺釘更容易切出頭外。此方法雖然目前廣泛應(yīng)用于臨床，用于對(duì)股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者進(jìn)行術(shù)后內(nèi)固定位置滿意度的評(píng)價(jià)。但在TAD值合格的情況下，由于股骨近端骨密度減低而出現(xiàn)內(nèi)固定失效的狀況并不少見。本研究對(duì)股骨頭骨密度分布通過QCT的方法進(jìn)行了定向和定量的測量，在臨床工作中可以聯(lián)合TAD對(duì)股骨轉(zhuǎn)子間骨折圍手術(shù)期效果進(jìn)行預(yù)期評(píng)估和術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。
通過本研究的QCT掃描結(jié)果，可見尸體的股骨頭內(nèi)骨密度分別在X、Y、Z軸上呈單峰樣變化，分布存在一致性。X軸骨密度值較高的區(qū)域在經(jīng)過股骨頭中心點(diǎn)后約0.9～1.5 cm的區(qū)域內(nèi)，沿Y軸骨密度峰值區(qū)域出現(xiàn)在以Y軸為軸心線兩側(cè)0.9 cm區(qū)域內(nèi)；沿Z軸骨密度峰值區(qū)域出現(xiàn)在以Z軸為軸心線兩側(cè)0.6 cm區(qū)域內(nèi)。三個(gè)軸線的高骨密度區(qū)域圍成一個(gè)三維空間結(jié)構(gòu)區(qū)域，為股骨頭內(nèi)最佳內(nèi)固定放置區(qū)域(見圖8)。因此，在進(jìn)行股骨轉(zhuǎn)子間骨折髓內(nèi)釘固定手術(shù)的過程中，通過髖關(guān)節(jié)正位、側(cè)位及20°位的透視檢查，判斷頭頸拉力螺釘與該圓柱體高骨密度區(qū)的位置關(guān)系。通過調(diào)整頭頸釘導(dǎo)針的位置，盡可能的將螺釘頭端的螺紋區(qū)域置入該空間范圍內(nèi)，或許能夠獲得更好的把持力及穩(wěn)定性。在后續(xù)的研究中，還需要應(yīng)用更多的臨床數(shù)據(jù)及生物力學(xué)檢測來進(jìn)行驗(yàn)證，包括骨密度具體數(shù)值與生物力學(xué)的相關(guān)性等。
目前的研究中，主要體現(xiàn)在應(yīng)用QCT技術(shù)測量股骨近端整體骨密度變化與髖部骨折發(fā)生的關(guān)系上。Orwoll等通過對(duì)老年男性股骨近端部分進(jìn)行QCT掃描，進(jìn)而通過有限元分析得出，基于QCT的有限元生物力學(xué)分析能夠?qū)夏昴行泽y部骨折進(jìn)行預(yù)測[10]。Borggrefe等[11]研究了老年男性患者的QCT并對(duì)其進(jìn)行了三維定位測量，發(fā)現(xiàn)QCT三維數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定與髖部骨折密切相關(guān)，同時(shí)獨(dú)立于雙能X線的骨密度測定成為預(yù)測因素。QCT檢測僅用于測定骨密度和預(yù)測骨折風(fēng)險(xiǎn)，尚缺乏相關(guān)對(duì)髖部骨折圍手術(shù)期及預(yù)后關(guān)系的研究。雖然本研究存在樣本量不大的問題，無法準(zhǔn)確的代表所有老年患者髖部的骨密度分布情況，但QCT可以完整的顯示每一位患者髖部的骨小梁結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)，不僅僅能對(duì)股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者進(jìn)行術(shù)后內(nèi)固定失效風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測，更能夠在術(shù)前通過QCT的檢測，找到合理的內(nèi)固定位置，更精準(zhǔn)的指導(dǎo)臨床治療，降低失效風(fēng)險(xiǎn)。
因此，通過本研究，我們認(rèn)為定量CT能夠通過一次性的CT檢查，完整的顯示每一位患者髖部的骨小梁結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)，為老年股骨轉(zhuǎn)子間骨折髓內(nèi)固定系統(tǒng)如何能夠在股骨近端得到更有效的固定效果提供方案，為更準(zhǔn)確的評(píng)估術(shù)后內(nèi)固定失效的風(fēng)險(xiǎn)提供一定的臨床理論依據(jù)。本研究結(jié)果表明，股骨頭內(nèi)存在如前所述的高骨密度區(qū)域，在股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)固定手術(shù)中，盡可能的將螺釘頭端的螺紋區(qū)域置入該圓柱體的空間范圍內(nèi)，能夠獲得相對(duì)更好的把持力及穩(wěn)定性。
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