利用EOS X線影像系統(tǒng)評(píng)估前交叉韌帶損傷患者的脛骨平臺(tái)后傾角

佟志忠 蔣雯 程曉光 張輝

導(dǎo)致前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷的原因很多，包括外源性因素和內(nèi)源性因素。外源性因素包括運(yùn)動(dòng)、環(huán)境和天氣等[1-4]；內(nèi)源性因素包括患者的膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)、激素水平、性別和神經(jīng)肌肉對(duì)肢體的控制能力等[5-10]。近期研究結(jié)果顯示，下肢解剖因素，尤其是脛骨平臺(tái)后傾角(posterior tibial slope， PTS)過(guò)大，是非接觸性ACL損傷的危險(xiǎn)因素[6]。減小PTS有助于保護(hù)重建的ACL，尤其是在進(jìn)行ACL翻修手術(shù)治療時(shí)，減小PTS有助于降低ACL再損傷風(fēng)險(xiǎn)[11]。測(cè)量PTS的方法很多，分別利用膝關(guān)節(jié)X線、磁共振和下肢全長(zhǎng)X線等不同影像。采用不同的測(cè)量方法得到的結(jié)果存在較大差異，所測(cè)得的PTS閾值范圍不同，這可能影響手術(shù)方案的決策[6，11-13]。目前尚未見(jiàn)通過(guò)下肢全長(zhǎng)X線側(cè)位像測(cè)量ACL損傷患者PTS的相關(guān)報(bào)道。本研究通過(guò)采用EOS X線影像系統(tǒng)攝取站立位下肢全長(zhǎng)側(cè)位像，測(cè)量ACL損傷患者的PTS，對(duì)患側(cè)與健側(cè)PTS的差異以及PTS與性別的相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估，以期對(duì)ACL損傷臨床治療方案的制定提供依據(jù)。

資料與方法

一、資料

1.病例納入與排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)病例納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床診斷為ACL損傷并接受ACL重建；術(shù)前接受負(fù)重位下肢全長(zhǎng)側(cè)位X線檢查。(2)病例排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有脛骨平臺(tái)骨折或下肢骨折史；多發(fā)韌帶損傷；骨骺未閉合；合并嚴(yán)重骨性關(guān)節(jié)炎。

2.一般臨床資料：回顧分析2019年1月至7月于北京積水潭醫(yī)院接受EOS X線影像采集系統(tǒng)攝雙下肢全長(zhǎng)側(cè)位像的ACL損傷并接受ACL重建患者38例的臨床資料。其中男29例，女9例，平均年齡27.6(14～47)歲。

二、方法

1.患者雙下肢全長(zhǎng)側(cè)位像攝取：采用EOS X線影像系統(tǒng)(EOS Imaging,法國(guó))攝雙下肢全長(zhǎng)側(cè)位像。患者去除下肢衣物，檢查側(cè)單腿站立并完全負(fù)重。跟骨位于EOS基準(zhǔn)點(diǎn)中心位置，足尖外旋30°，另一側(cè)肢體屈膝抬起，腳踩在置于患者前方的塑料小凳上。如果患者不能穩(wěn)定單腿站立，可雙手扶持欄桿以防摔倒。首先使患者主動(dòng)屈膝，驗(yàn)證髕骨朝向前方，對(duì)足尖位置進(jìn)行微調(diào)，以確?；颊邌瓮茸匀徽玖r(shí)髕骨可維持朝向正前方(圖1)。調(diào)整照射區(qū)上、下部界限標(biāo)尺和水平視準(zhǔn)，確認(rèn)被檢查下肢位于冠狀面和矢狀面中心位置。確認(rèn)患者信息后，確認(rèn)基準(zhǔn)圖并點(diǎn)擊OK鍵。如參考面不在基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)鼠標(biāo)在操作區(qū)域內(nèi)移動(dòng)參考面，使參考面位于基準(zhǔn)點(diǎn)中心。選擇側(cè)位探測(cè)器進(jìn)行掃描，首先進(jìn)行預(yù)掃，再次確認(rèn)照射野和中心線的準(zhǔn)確性。根據(jù)患者身體胖瘦和強(qiáng)壯程度調(diào)整曝光條件，以提高圖像質(zhì)量。由于曝光時(shí)間較長(zhǎng)，為了獲得質(zhì)量更好的圖像，囑患者在X線曝光時(shí)患側(cè)肢體不能移動(dòng)。

2.PTS測(cè)量：將獲得圖像上傳至影像歸檔和通信系統(tǒng)(picture archiving and communication systems,PACS)。在PACS系統(tǒng)中，將DICOM格式文件導(dǎo)出并保存為JPEG格式文件。由1名高年資骨科醫(yī)生使用Adobe Photoshop CS5軟件對(duì)已獲得的患者下肢全長(zhǎng)X線像進(jìn)行測(cè)量。首先在脛骨結(jié)節(jié)下方1 cm處畫(huà)圓，使之與脛骨前后方皮質(zhì)相切；在脛骨遠(yuǎn)端距離踝關(guān)節(jié)間隙約3 cm處畫(huà)圓，使之與脛骨遠(yuǎn)端前后方皮質(zhì)相切；2個(gè)圓心的連線即為脛骨側(cè)位機(jī)械軸。在脛骨平臺(tái)水平畫(huà)脛骨機(jī)械軸的垂線，標(biāo)記脛骨平臺(tái)前后緣最高點(diǎn)，其連線與脛骨機(jī)械軸垂線的夾角，即為PTS(圖2)。

圖1 采用EOS X線影像系統(tǒng)拍攝站立位下肢全長(zhǎng)側(cè)位像的患者體位

圖2 脛骨平臺(tái)后傾角(PTS)的測(cè)量方法。右膝(患側(cè))PTS為16.0°，左膝(健側(cè))PTS為13.0°

結(jié) 果

測(cè)得38例患者的PTS，患側(cè)為15.47°±3.92°，健側(cè)為14.10°±3.43°，雙側(cè)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002)。男性與女性患者PTS差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

討 論

一、PTS過(guò)大與ACL損傷相關(guān)

既往研究結(jié)果顯示，PTS增大與ACL損傷及ACL重建后失效均有相關(guān)性。ACL重建術(shù)后27.5個(gè)月移植物的松弛度與內(nèi)側(cè)和外側(cè)PTS存在線性相關(guān)關(guān)系；內(nèi)側(cè)或外側(cè)PTS增大可以增加ACL移植物失效的風(fēng)險(xiǎn)[11]。因此，對(duì)于ACL損傷的患者，術(shù)前測(cè)量PTS對(duì)于手術(shù)方式的選擇和預(yù)后具有指導(dǎo)意義。對(duì)于異常增大的PTS，在進(jìn)行ACL重建的同時(shí)，需要進(jìn)行截骨矯正，從而降低ACL術(shù)后失效的風(fēng)險(xiǎn)。

二、利用下肢全長(zhǎng)X線像測(cè)量PTS的優(yōu)勢(shì)

既往文獻(xiàn)報(bào)告的PTS測(cè)量方法很多，多為采用磁共振或者短節(jié)段膝關(guān)節(jié)側(cè)位X線像進(jìn)行測(cè)量，鮮見(jiàn)使用下肢全長(zhǎng)X線像側(cè)位測(cè)量PTS。由于膝關(guān)節(jié)磁共振或者短節(jié)段X線像不包括踝關(guān)節(jié)，因此不能真正標(biāo)記脛骨側(cè)位的機(jī)械軸，導(dǎo)致測(cè)量值存在較大差異。本研究團(tuán)隊(duì)曾利用磁共振測(cè)量ACL損傷患者PTS，測(cè)得內(nèi)外側(cè)PTS分別為4.6°±2.8°和4.2°±3.4°[11]，與本研究結(jié)果存在較大差異。其原因可能是膝關(guān)節(jié)磁共振掃描不能包括脛骨中下段，使得基于磁共振的PTS測(cè)量忽略了由脛骨中下段解剖形態(tài)導(dǎo)致的PTS增加，最終導(dǎo)致基于磁共振的PTS測(cè)量值偏小。本研究結(jié)果顯示，利用下肢全長(zhǎng)側(cè)位X線像測(cè)得的PTS值更接近患者的真實(shí)解剖狀態(tài)。

由于不同測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果存在較大差異，因此既往臨床研究的結(jié)論也存在較大差異。Jaecker等[12]通過(guò)磁共振進(jìn)行測(cè)量，認(rèn)為外側(cè)PTS≥10°是導(dǎo)致ACL重建失效的危險(xiǎn)因素；而Webb等[13]通過(guò)膝關(guān)節(jié)短節(jié)段X線進(jìn)行測(cè)量，認(rèn)為PTS≥12°是ACL重建失效的危險(xiǎn)因素。不一致的臨床研究結(jié)論導(dǎo)致不同文獻(xiàn)報(bào)告的需要截骨矯正的PTS閾值存在較大差異。因此，臨床研究需要統(tǒng)一的影像學(xué)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

三、使用EOS X線影像系統(tǒng)拍攝下肢全長(zhǎng)像測(cè)量PTS的操作技巧

EOS X線影像系統(tǒng)是目前國(guó)際公認(rèn)的先進(jìn)的骨科影像采集設(shè)備，其成像質(zhì)量?jī)?yōu)異，而且放射劑量極低。文獻(xiàn)報(bào)告EOS X線影像系統(tǒng)的輻射劑量?jī)H為標(biāo)準(zhǔn)放射檢查輻射劑量的1/9～1/6，大大降低了因輻射引發(fā)相關(guān)疾患的風(fēng)險(xiǎn)[14]。另外，EOS工作站具有強(qiáng)大的后處理功能，能夠提供大量骨骼相關(guān)病變的臨床參數(shù)，對(duì)臨床醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前診斷、制定手術(shù)方案、評(píng)估治療效果以及相關(guān)科研工作具有極大的幫助。

拍攝下肢全長(zhǎng)側(cè)位X線像，需要拍攝站立位下肢純側(cè)位像，要求受檢患者股骨內(nèi)外髁后緣完全重疊，對(duì)拍攝過(guò)程要求很高。在進(jìn)行膝關(guān)節(jié)伸直位投照時(shí)，很難將患者膝關(guān)節(jié)擺成純側(cè)位，需要首先使患者主動(dòng)屈膝，驗(yàn)證髕骨位置朝向前方，并需要對(duì)患者腳尖位置進(jìn)行微調(diào)，以確保單腿自然站立時(shí)，髕骨保持朝向正前方。擺好患者體位后先進(jìn)行嘗試性曝光，根據(jù)圖像結(jié)果對(duì)足內(nèi)外旋角度進(jìn)行微調(diào)，直至最終獲得膝關(guān)節(jié)純側(cè)位像。本研究采用這種拍攝方法，獲得了38例患者的令人滿意的負(fù)重位下肢全長(zhǎng)純側(cè)位X線像，每側(cè)肢體平均曝光次數(shù)為2.4(1～5)次。這種拍攝方法簡(jiǎn)單易行，可用于精確評(píng)估PTS。

總之，采用EOS X線影像系統(tǒng)攝取的站立位下肢全長(zhǎng)側(cè)位像可用于精確評(píng)估PTS。 ACL損傷患者患側(cè)PTS明顯大于健側(cè)，且PTS大小與性別無(wú)關(guān)。