EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)側(cè)壁參數(shù)對(duì)比研究

王志燾，朱長松，劉濤，牛國旗

股骨轉(zhuǎn)子間骨折為老年患者常見的髖部損傷之一，保守治療易導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥及較高的致死率[1]，目前多推薦手術(shù)治療，骨折分型(粉碎程度)是影響骨折術(shù)后穩(wěn)定性的重要因素[2]。股骨轉(zhuǎn)子間骨折Evans分型可以較好地預(yù)測(cè)骨折的穩(wěn)定性，指導(dǎo)手術(shù)固定方式。其中EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折為四部分骨折，除股骨干部和骨頭頸部外，還包含大、小轉(zhuǎn)子骨塊，是最復(fù)雜和極度不穩(wěn)定的骨折[3]。股骨內(nèi)側(cè)壁(小轉(zhuǎn)子)骨塊的支撐作用是區(qū)分股骨轉(zhuǎn)子間骨折是否穩(wěn)定的關(guān)鍵因素和依據(jù)，歷來是學(xué)者研究的熱點(diǎn)[4-5]。

既往對(duì)EvansⅣ 股骨轉(zhuǎn)子間骨折常局限于通過三維螺旋CT來評(píng)估骨折形態(tài)，雖然三維CT較之X片能夠提高醫(yī)師對(duì)于骨折特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)及很好地指導(dǎo)手術(shù)，但三維CT有其自身缺點(diǎn)，相互之間存在遮擋及失真，醫(yī)師不能直觀了解，需要借助空間想象能力來認(rèn)識(shí)骨折特點(diǎn),還需要長久的經(jīng)驗(yàn)積累[6]。3D打印技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于骨科病損臨床診治中，在評(píng)估病情、模擬手術(shù)、術(shù)中導(dǎo)航及術(shù)后評(píng)估等多方面均有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)[7]。3D打印技術(shù)避免了三維CT的缺點(diǎn)，使醫(yī)師能夠更加直觀、準(zhǔn)確及多角度了解骨折特點(diǎn)。為此，本研究選取20例EvansⅣ股骨轉(zhuǎn)子間骨折影像資料，對(duì)其進(jìn)行三維CT平掃重建及3D打印，并對(duì)內(nèi)側(cè)壁骨塊進(jìn)行解剖學(xué)參數(shù)測(cè)量，比較2者評(píng)估內(nèi)側(cè)壁骨塊解剖學(xué)形態(tài)的精準(zhǔn)性，以提高對(duì)EvansⅣ股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)側(cè)壁骨塊的認(rèn)識(shí)。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集皖北某市某三甲醫(yī)院2018年1月—2021年12月收治的股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者臨床資料，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)納入研究。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)影像學(xué)檢查確診為股骨轉(zhuǎn)子間骨折；(2)年齡≥60歲的患者；(3)初次骨折患者；(4)患者髖關(guān)節(jié)正側(cè)位X片及CT平掃三維重建影像資料齊全。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡<60歲的股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者；(2)影像學(xué)資料及病案信息數(shù)據(jù)不充分的患者；(3)復(fù)查及二次骨折患者；(4)嚴(yán)重的骨性關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕或類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、病理性骨折、陳舊性骨折及假體周圍骨折等；(5)合并有骨質(zhì)疏松癥以外的其他代謝性骨病(骨軟化癥、腎性骨萎縮、Paget骨病)。選取符合研究條件的EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折20例，均獲得患側(cè)髖關(guān)節(jié)正側(cè)位X片及CT平掃三維重建資料。其中男9例，女11例；左側(cè)11例，右側(cè)9例；年齡68～82(73.73±8.52)歲。

1.2 方法

1.2.1 CT測(cè)量 將納入研究的20例EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折患側(cè)髖關(guān)節(jié)CT平掃三維重建資料通過Image-Pro Plus6.0軟件測(cè)量CT橫斷面及冠狀面骨折塊面積，并選擇測(cè)量值最大的CT斷面作為研究層面，分別測(cè)量以下指標(biāo)(1)厚度：CT斷面骨折線至內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)的最大距離，取橫斷面和冠狀面測(cè)量較大值;(2)長度：冠狀面骨塊上下緣皮質(zhì)的最大距離；(3)寬度：橫斷面骨塊前后緣皮質(zhì)的最大距離；(4)基底面積：CT橫斷面和冠狀面上骨折塊面積測(cè)量較大值。見圖1。

1A 冠狀面內(nèi)側(cè)壁骨塊長度和高度 1B 橫斷面內(nèi)側(cè)壁骨塊寬度和高度 1C 冠狀面內(nèi)側(cè)壁骨塊面積圖1 EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)側(cè)壁骨塊CT測(cè)量示意圖

1.2.2 大體測(cè)量 將納入研究的20例EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折病例CT平掃數(shù)據(jù)導(dǎo)出，導(dǎo)入Mimics16.0系統(tǒng)進(jìn)行股骨近端重建和三維觀察，確定重建模型符合要求后導(dǎo)入3D打印機(jī)打印獲得等比例實(shí)體模型，確認(rèn)打印模型無骨折端重要骨塊確如，對(duì)內(nèi)側(cè)壁骨塊解剖學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量指標(biāo)：(1)厚度：骨塊基底部至小轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)骨皮質(zhì)的最大距離；(2)長度：骨塊基底部上下緣皮質(zhì)的最大距離；(3)寬度：骨塊基底部前后緣皮質(zhì)的最大距離；(4)基底面積：骨折塊基底部按照三角形或多邊形進(jìn)行計(jì)算所得的面積。所有數(shù)據(jù)均由同一人完成，每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)三遍取其平均值。

2A 內(nèi)側(cè)壁骨塊長度 2B 內(nèi)側(cè)壁骨塊寬度 2C 內(nèi)側(cè)壁骨塊高度圖2 EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)側(cè)壁骨塊3D打印大體測(cè)量示意圖

2 結(jié)果

納入研究的20例EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折均獲得滿意CT平掃三維重建影像資料和3D打印模型，影像資料清晰完好，打印模型外觀良好，2者相互對(duì)比未見重要結(jié)構(gòu)及骨塊缺失。2者相比，3D打印模型大體測(cè)量結(jié)果較CT平掃三維重建影像測(cè)量結(jié)果數(shù)值均有不同幅度增加，內(nèi)側(cè)壁骨塊長度、寬度、高度和基底面積分別增加6.6、16.23、3.2 mm和1.74 cm2,增加幅度對(duì)比原數(shù)值百分率分別為11.44%、50.58%、12.51%和26.77%，即增幅率均超過10%，其中寬度和基底面積增幅率更達(dá)到了50.58%和26.77%，2者對(duì)比，內(nèi)側(cè)壁骨塊長度、寬度、高度和基底面積P值均小于0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 20例EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者內(nèi)側(cè)壁骨塊CT和大體測(cè)量數(shù)據(jù)比較

3 討論

股骨轉(zhuǎn)子間骨折多發(fā)于老年患者，因其多合并慢性疾病，保守治療易導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥和致殘致死率，故無明顯手術(shù)禁忌時(shí)多選擇手術(shù)治療[8-10]。股骨內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨塊具有重要的解剖學(xué)及生物力學(xué)意義[11-12]，是影響骨折分型、術(shù)后穩(wěn)定及治療效果的主要因素[13-14]，因此一直是學(xué)者研究的熱點(diǎn)。1949年Evans根據(jù)股骨轉(zhuǎn)子間內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)是否完整提出Evans分型[3]，1975年Jensen等[15]指出大轉(zhuǎn)子、小轉(zhuǎn)子(即內(nèi)側(cè)壁骨塊)的支撐作用是區(qū)分股骨轉(zhuǎn)子間骨折是否穩(wěn)定的關(guān)鍵因素和依據(jù)。在股骨近端內(nèi)側(cè)，股骨距與小轉(zhuǎn)子共同組成股骨轉(zhuǎn)子間后內(nèi)側(cè)壁，是股骨轉(zhuǎn)子間內(nèi)側(cè)傳導(dǎo)壓力的最主要骨皮質(zhì)部分[12]，股骨轉(zhuǎn)子間骨折術(shù)后，股骨后內(nèi)側(cè)壁完整與否將直接影響其穩(wěn)定性[16]。股骨小轉(zhuǎn)子骨缺損后，對(duì)側(cè)的張應(yīng)力將會(huì)增加60%，如小轉(zhuǎn)子存在廣泛骨質(zhì)缺損，對(duì)側(cè)的張應(yīng)力甚至?xí)黾拥?70%左右，所以股骨轉(zhuǎn)子間骨折術(shù)后穩(wěn)定性很大程度上取決于后內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)是否完整[17]。

既往學(xué)者[4-5，16]對(duì)于股骨轉(zhuǎn)子間骨折內(nèi)側(cè)壁骨塊的研究多局限于術(shù)后穩(wěn)定性及治療效果，鮮有學(xué)者對(duì)內(nèi)側(cè)壁骨塊解剖學(xué)參數(shù)進(jìn)行研究。王鄭浩等[18]通過對(duì)136例股骨轉(zhuǎn)子間骨折進(jìn)行CT三維重建并測(cè)量其后內(nèi)側(cè)壁骨塊相關(guān)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，后內(nèi)側(cè)壁骨折線高度為(48.76±4.11)mm，骨折寬度為(29.78±3.29)mm，骨折面積為(1468.47±75.26)mm2，其測(cè)量結(jié)果與我們CT測(cè)量結(jié)果較為相近，但由于作者測(cè)量數(shù)據(jù)中納入101例A2型股骨轉(zhuǎn)子間骨折和35例A3型股骨轉(zhuǎn)子間骨折，故其測(cè)量數(shù)據(jù)與我們CT測(cè)量數(shù)據(jù)相比均偏小，原因?yàn)樽髡邷y(cè)量對(duì)象主體為A2型股骨轉(zhuǎn)子間骨折，其小轉(zhuǎn)子骨塊累計(jì)內(nèi)側(cè)壁骨質(zhì)較少，故內(nèi)側(cè)壁骨塊高度、寬度和面積均較本研究所測(cè)量結(jié)果偏小。本研究實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇為EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折，其骨折分型相對(duì)于AO分型更加精準(zhǔn)，EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象精確，減少亞型產(chǎn)生判斷錯(cuò)誤概率，且EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折小轉(zhuǎn)子骨塊累計(jì)內(nèi)側(cè)壁骨質(zhì)更多，對(duì)骨折穩(wěn)定性的影響更大。

3D打印技術(shù)目前在骨科臨床中的應(yīng)用已經(jīng)日益成熟，能夠直觀、準(zhǔn)確和多角度地呈現(xiàn)骨折特點(diǎn)，在術(shù)前評(píng)估病情、模擬手術(shù)、術(shù)中導(dǎo)航及術(shù)后評(píng)估等方面均有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)[6]，越來越受到學(xué)者的重視。但是目前3D打印多用于復(fù)雜骨折術(shù)前評(píng)估模擬及導(dǎo)航技術(shù)[19-20]，尚缺乏股骨轉(zhuǎn)子間骨折3D打印大體標(biāo)本解剖參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)，清楚準(zhǔn)確地顯示股骨轉(zhuǎn)子間骨折骨塊數(shù)量、空間結(jié)構(gòu)和骨折線特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握內(nèi)側(cè)壁骨塊的形態(tài)特點(diǎn)，有利于術(shù)者制定完善的治療計(jì)劃，提高對(duì)復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子間骨折的術(shù)后療效[6，21-22]。我們對(duì)20例EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折CT測(cè)量數(shù)據(jù)與3D打印數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，3D打印大體測(cè)量比CT三維重建測(cè)量更加精準(zhǔn)和直觀，3D打印模型比CT重建顯示EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折骨折端更加粉碎，移位程度更加嚴(yán)重，小轉(zhuǎn)子骨塊累及骨皮質(zhì)范圍也更廣。CT三維平掃重建對(duì)EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折進(jìn)行形態(tài)學(xué)及解剖學(xué)研究具有明顯缺點(diǎn)：CT三維平掃重建均是按照系統(tǒng)內(nèi)置程序完成，平掃有一定厚度，冠狀面和橫斷面重建基本按照標(biāo)準(zhǔn)，而骨折形態(tài)多變，使得切出的骨面不一定沿著骨折塊的縱軸和橫軸，加之層厚存在，可能會(huì)使得影像學(xué)測(cè)量數(shù)值并不是真正意義的最大值，只是相關(guān)層面的最大值而已，相比平均長度，平均寬度增加更加明顯，是因?yàn)槲覀儨y(cè)量平均長度和寬度時(shí)選擇冠狀面橫斷面最大值，而內(nèi)側(cè)壁骨塊一般是前內(nèi)至后外斜型，使得冠狀面和橫斷面一部分骨質(zhì)未能夠完全包含，致使測(cè)量結(jié)果增幅較大[14，22]。而3D打印模型在實(shí)物測(cè)量過程中可以通過旋轉(zhuǎn)模型，尋求最佳測(cè)量位置，并能夠在直視下測(cè)量骨塊縱軸，橫軸及垂直軸兩點(diǎn)間最大值，即為真實(shí)骨塊最大長度、寬度和高度。3D打印模型因真實(shí)模擬骨折實(shí)際情況，且能夠避免測(cè)量過程中選擇錯(cuò)誤，故其測(cè)量結(jié)果更接近于實(shí)體，更為準(zhǔn)確，更具有可信度。

當(dāng)然，本實(shí)驗(yàn)中尚存在一些不足之處：(1)本實(shí)驗(yàn)資料來源于某市某三甲醫(yī)院20例影像資料，數(shù)據(jù)來源不夠廣泛，樣本量偏少，可能會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)影響;(2)所有數(shù)據(jù)均由一人測(cè)量完成，可能會(huì)存在主觀誤差。

綜上所述，對(duì)于EvansⅣ型股骨轉(zhuǎn)子間骨折，3D打印大體模型因等比例真實(shí)還原了骨折復(fù)雜情況，且可以避免CT三維重建影像遮擋和失真，使醫(yī)師可以直觀、準(zhǔn)確地對(duì)內(nèi)側(cè)壁骨塊進(jìn)行觀察、研究和測(cè)量，因此，測(cè)量結(jié)果更接近于真實(shí)骨塊解剖學(xué)參數(shù)，更加準(zhǔn)確，更具有可信度，可在復(fù)雜骨折臨床評(píng)估中應(yīng)用。