基于CT三維重建技術(shù)的下脛腓聯(lián)合基底解剖軸走向、內(nèi)固定螺釘安置方向及位置觀測(cè)

孫和軍，李楠，田崢巍，田孟強(qiáng)，張東亮，趙文軍，趙成禮，孫振輝

1天津市人民醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，天津 300121；2天津市天津醫(yī)院足踝外科；3天津市西青醫(yī)院骨科

下脛腓聯(lián)合（TFS）是維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)，外展或外旋暴力均會(huì)導(dǎo)致下脛腓聯(lián)合損傷（TF‐SI）［1］；踝關(guān)節(jié)骨折中25%的患者伴有TFSI，其中Weber B型50%、C型100%［2］。TFS解剖復(fù)位、復(fù)位鉗臨時(shí)固定以及安置TFS位置螺釘（TFSPS）可有效恢復(fù)TFS穩(wěn)定，避免踝穴復(fù)位不良［3］和創(chuàng)傷性踝關(guān)節(jié)炎等并發(fā)癥［4］。然而，TFS三維空間的特殊解剖和運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)使得外踝精確復(fù)位比較困難，同時(shí)臨時(shí)固定和TFSPS安置不當(dāng)可導(dǎo)致醫(yī)源性TFS復(fù)位不良［5-6］。踝骨折術(shù)后TFS復(fù)位不良發(fā)生率高，原因在于臨床缺乏可靠的復(fù)位和固定標(biāo)志。臨時(shí)固定（鉗夾復(fù)位）和最終固定（TFSPS植入）時(shí)，甚至導(dǎo)致復(fù)位良好的TFS醫(yī)源性復(fù)位不良。目前臨床和文獻(xiàn)均缺乏相關(guān)定位標(biāo)志，依靠脛骨、腓骨中心或者依靠TFS切線的方法，僅能用于術(shù)后評(píng)價(jià)，術(shù)中無(wú)法尋找（肉眼無(wú)法解決空間視野）［5］。傳統(tǒng)AO學(xué)會(huì)推薦踝關(guān)節(jié)線上方1.5～3 cm自后外至前內(nèi)傾斜25～30°置入TFSPS，然而術(shù)中踝不同位置擺放導(dǎo)致傾斜25～30°確定困難。PUTNAM等［7］提出踝關(guān)節(jié)線上方10 mm經(jīng)脛骨腓側(cè)切跡中垂線做為復(fù)位鉗安置和螺釘植入方向。TFS僅基底部位存在直接接觸區(qū)（TFCZ），TF‐CZ是TFS復(fù)位的重要解剖標(biāo)志；同時(shí)踝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)時(shí)腓骨在該部位存在接觸及旋轉(zhuǎn)，因此參照TFCZ和腓骨旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)確定的TFS基底解剖軸可做為TFS復(fù)位及固定的理想軸線［8-9］。本研究對(duì)70例足踝損傷患者的踝CT掃描結(jié)果進(jìn)行了分析，明確TFS基底解剖軸走向及踝關(guān)節(jié)線上方10 mm部位TFSPS安置方向及位置，旨在為TFSI患者手術(shù)中精準(zhǔn)安置TF‐SPS提供解剖學(xué)參數(shù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2016年1—4月行踝CT掃描的足踝損傷患者70例（70踝），男44例，女26例；年齡為18～77（42.5±14.7歲）；右踝31例（44.3%），左踝39例（55.7%）。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～60歲，單側(cè)足踝損傷、健側(cè)踝無(wú)損傷病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：健側(cè)踝關(guān)節(jié)周圍骨折、畸形、退變、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腫瘤、結(jié)核、感染、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松等病變，平足或高弓足畸形，既往足踝骨折或矯形手術(shù)。本研究獲得天津市西青醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 TFS基底解剖軸走向、內(nèi)固定螺釘安置方向及位置觀測(cè) 所有患者均行足踝CT掃描，層厚1 mm。健側(cè)踝關(guān)節(jié)CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS 17.0軟件，建立踝3D模型后調(diào)整模型方向至標(biāo)準(zhǔn)正位，然后分別于脛骨軟骨下骨平面和踝關(guān)節(jié)線上10mm平面進(jìn)行切割。①TFS基底解剖軸走向觀測(cè)：軸位視窗確定脛骨軟骨下骨平面，參考ELGAFY等［9］報(bào)道的TFS基底內(nèi)外踝相接觸的外踝骨間點(diǎn)和內(nèi)側(cè)點(diǎn)，插入匹配TFCZ最佳的圓（圓心位于腓骨側(cè)），腓骨和圓相切部位確定為前點(diǎn)（A）和后點(diǎn)（B），AB中垂線與腓骨交點(diǎn)為C點(diǎn)，與脛骨內(nèi)側(cè)皮質(zhì)交點(diǎn)為D點(diǎn)，CD線確定為TFS基底解剖軸（見(jiàn)圖1）。測(cè)量TFS基底解剖軸與Kennedy軸［10］成角（相對(duì)Kennedy軸前傾為正值）、與Putnam線［7］成角（向前成角為正值）；測(cè)量腓骨外側(cè)最高點(diǎn)至CD線距離（FD）、D點(diǎn)至內(nèi)踝前緣垂直距離（TD），計(jì)算D點(diǎn)占內(nèi)踝前后徑比值：TD/內(nèi)踝前后徑。②TFSPS安置方向及位置測(cè)量：以AB線為底邊，插入平面（TFS軸投射線）至踝關(guān)節(jié)線上方10 mm：觀察其與腓骨相交位置（E點(diǎn)）與腓骨最高點(diǎn)距離，腓骨最高點(diǎn)位于TFS軸前方時(shí)距離為正值，反之為負(fù)值。測(cè)量脛骨內(nèi)側(cè)皮質(zhì)交點(diǎn)（F點(diǎn)）至內(nèi)踝前緣距離和內(nèi)踝前后徑，計(jì)算F點(diǎn)位占內(nèi)踝前后徑比值（見(jiàn)圖2）。影像學(xué)測(cè)量均由1名熟悉踝關(guān)節(jié)影像學(xué)測(cè)量的足踝主治醫(yī)師單獨(dú)完成，2個(gè)月后進(jìn)行復(fù)測(cè)，重復(fù)測(cè)量差異ICC>0.85。

圖1 脛骨軟骨下骨平面TFS基底解剖軸走向CT測(cè)量圖

圖2 踝關(guān)節(jié)線上方10 mm平面TFSPS安置方向及位置CT測(cè)量圖

2 結(jié)果

2.1 下脛腓聯(lián)合基底解剖軸走向 TFS基底解剖軸相對(duì)Kennedy軸成角-13.21°～13.70°（-0.49°±3.67°），相對(duì)Putnam線成角1.12°～3.73°（2.43°±5.49°）。TFS基底解剖軸與外踝外緣最高點(diǎn)距離（-0.78±1.51）mm、與內(nèi)踝前點(diǎn)距離（8.48±2.62）mm，該交點(diǎn)占內(nèi)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基底解剖軸，并垂直脛骨機(jī)械軸安置。安置位置：螺釘入口距離外踝最高點(diǎn)（-0.25±1.55）mm，出 口 距 離 內(nèi) 踝 前 點(diǎn) 距 離（18.05±3.31）mm，出口位置占內(nèi)踝前后徑51.86%±7.11%。TFS基底解剖軸與外踝交點(diǎn)位于外踝最高點(diǎn)±2.5 mm范 圍 內(nèi) 共63例（90.00%），7踝（10.00%）超出此范圍。與內(nèi)踝交點(diǎn)位于內(nèi)踝前后徑40%～60%共59例（84.29%），11踝（15.71%）超出此范圍。

3 討論

TFS是指脛骨遠(yuǎn)端腓切跡和腓骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)面的連接，由脛腓骨遠(yuǎn)端、下脛腓韌帶復(fù)合體及下脛腓遠(yuǎn)端骨間膜組成，可對(duì)抗造成脛腓骨分離的軸向、旋轉(zhuǎn)等應(yīng)力，對(duì)維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定具有重要作用。外展或外旋暴力均會(huì)導(dǎo)致TFSI，從而引發(fā)踝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹并伴有活動(dòng)受限；治療上主要分為保守和手術(shù)，保守治療采取臥床休息、避免負(fù)重、冰敷及石膏固定等，而手術(shù)治療通常采用切開探查、復(fù)位鉗維持復(fù)位、透視確定復(fù)位滿意后采用動(dòng)態(tài)或靜態(tài)固定［11］。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)TFS復(fù)位X線參數(shù)包括下脛腓聯(lián)合間隙、脛腓骨重疊、內(nèi)踝距骨間隙等［12］，然而這些參數(shù)個(gè)體化差異較大，同時(shí)受到肢體旋轉(zhuǎn)、Tillaux結(jié)節(jié)解剖形狀、內(nèi)植物遮擋等因素影響［13］。提高TFSPS植入精準(zhǔn)度首先要影像學(xué)判斷TFS復(fù)位情況，F(xiàn)UTAMURA等［14］推薦應(yīng)用踝穴位X線Weber三參數(shù)（關(guān)節(jié)間隙線、spike征、coin征）提高SI復(fù)位質(zhì)量，CROFT等［12］、DAVIDOVITCH等［15］學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)術(shù)中先進(jìn)的影像監(jiān)測(cè)技術(shù)不能有效降低TFS復(fù)位不良發(fā)生率。此外BEUMER等［16］通過(guò)標(biāo)本研究證實(shí)TFS并不存在精準(zhǔn)的影像學(xué)評(píng)價(jià)參數(shù)。除了缺乏精確的術(shù)中影像學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)之外，TFS為三維動(dòng)態(tài)關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)內(nèi)外旋時(shí)外踝存在3°旋轉(zhuǎn)、1.5 mm前后位移活動(dòng)度［17］；術(shù)中容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、外移畸形糾正不良［18］，文獻(xiàn)報(bào)道12～16%患者TFS切開復(fù)位術(shù)后仍出現(xiàn)復(fù)位不良［4］。FUTAMURA等［14］對(duì)24例TFS固定患者CT掃描后發(fā)現(xiàn)7例復(fù)位不良（29.2%）。盡管SONG等［19］認(rèn)為TFSPS去除后可改善TFS復(fù)位不良，但是TFS畸形狀態(tài)下愈合的韌帶張力會(huì)影響TFS生物力學(xué)功能。RAMSEY等［20］指出70 kg應(yīng)力下距骨外移1 mm脛距關(guān)節(jié)面接觸面積減少42%，外移3 mm接觸面積減少60%，因此TFSI必須有效恢復(fù)其解剖結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)穩(wěn)定。除了缺乏精確的術(shù)中影像學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)之外，TFSPS安置位置和方向也是導(dǎo)致TFS復(fù)位和固定不良的重要原因［5，14］，為此許多學(xué)者試圖尋找有效的術(shù)中解剖和透視定位標(biāo)志。KENNEDY等研究［10］認(rèn)為，踝關(guān)節(jié)線上方15 mm部位腓骨外側(cè)皮質(zhì)最高點(diǎn)（前后2.5 mm范圍）至內(nèi)踝中線前方4.36 mm（ASTR，31.61%）連線可通過(guò)腓骨和脛骨中點(diǎn)，因此推薦該線（Kennedy線）做為TFS復(fù)位和固定標(biāo)志。PUTNAM等［7］認(rèn)為踝關(guān)節(jié)線上方10 mm部位經(jīng)腓骨外側(cè)最高點(diǎn)并垂直脛骨腓側(cè)切跡安置復(fù)位鉗可避免外踝旋轉(zhuǎn)、位移等，并定義該線（Putnam線）與標(biāo)準(zhǔn)側(cè)位X線（距骨內(nèi)外側(cè)穹窿完全重疊）時(shí)投照線成角為TFS角（TSA），TSA前傾12°～30°（21°±5°）。Putnam線踝關(guān)節(jié)線上10 mm部位內(nèi)踝交點(diǎn)ASTR為7%～39%（23%±7%），2 cm為8%～47%（27%±9%）。標(biāo)準(zhǔn)側(cè)位X線踝關(guān)節(jié)線上20 mm該點(diǎn)位于脛骨前緣—腓骨前緣間隙中點(diǎn)，73%位于該間隙中1/3。然而Kennedy線、Putnam線確定部位TFS并沒(méi)有直接接觸，不符合TFS的真實(shí)解剖軸。

文獻(xiàn)［8-9］報(bào)道，TFS踝關(guān)節(jié)線平面分為3區(qū)：前區(qū)，長(zhǎng)約5 mm，由纖維脂肪組織填充；TFCZ，長(zhǎng)約6 mm，通常覆蓋軟骨（厚度1 mm）；后區(qū)，長(zhǎng)約15 mm。TFCZ解剖復(fù)位后通過(guò)該部位弧線的圓心并垂直其任意切線安置復(fù)位鉗可避免外踝前后、內(nèi)外側(cè)及旋轉(zhuǎn)移位，TFCZ是TFS復(fù)位的重要解剖標(biāo)志；TFS僅基底部位存在TFCZ，同時(shí)踝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)時(shí)腓骨在該部位存在接觸及旋轉(zhuǎn)，因此參照TFCZ和腓骨旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)確定的TFS基底解剖軸可做為TFSI復(fù)位及固定的理想軸線。本研究70踝TFS基底解剖軸相對(duì)Kennedy軸成角后傾0.49°±3.67°，相對(duì)Putnam線成角向前成角2.43°±5.49°。TFS基底解剖軸與外踝外緣最高點(diǎn)距離（-0.78±1.51）mm，距離內(nèi)踝前點(diǎn)距離（8.48±2.62）mm，該交點(diǎn)占內(nèi)踝前后徑比值為0.34±0.11。TFS基底解剖軸于踝關(guān)節(jié)線上方10 mm平面投射線與外踝交點(diǎn)距離外踝最高點(diǎn)（-0.25±1.55）mm，距離內(nèi)踝前點(diǎn)距離（18.05±3.31）mm，內(nèi)踝交點(diǎn)占內(nèi)踝前后徑比值0.52±0.07。踝關(guān)節(jié)線上方10 mm平面TFS基底解剖軸與內(nèi)外踝交點(diǎn)位置相對(duì)恒定，外踝最高點(diǎn)±2.5 mm范圍內(nèi)占比90.00%，外踝定位點(diǎn)和KENNEDY等［10］報(bào)道相同，該平面TFS基底解剖軸內(nèi)踝交點(diǎn)占內(nèi)踝前后徑比值為0.52±0.07，位于內(nèi)踝前后徑40%～60%共59例（84.29%）。

總之，相比Kennedy軸和Putnam線，基于CT三維重建技術(shù)觀測(cè)的TFS基底解剖軸可作為TFSI復(fù)位和固定的更精準(zhǔn)軸線。TFS基底解剖軸踝關(guān)節(jié)線上方10 mm投射線與內(nèi)外踝交點(diǎn)位置相對(duì)恒定，臨床可參考該平面外踝最高點(diǎn)前后2.5 mm和內(nèi)踝前后徑中點(diǎn)確定TFSPS安置位置和方向。提高TFS復(fù)位和固定精準(zhǔn)度，降低失誤發(fā)生率，避免TFS復(fù)位不良等并發(fā)癥，為臨床應(yīng)用提供有益參考。