髋臼方形区倾斜角的数字化测量及其在骨折术后影像学评价中的初步研究

发布时间：2020-04-12 22:31

【摘要】：背景由于近几年我国经济的快速发展,人们生活水平的提高和生活节奏的加快,因受到高能量损伤引起的髋臼骨折患者越来越多。除了单纯髋臼前壁和后壁骨折外,其它绝大多数髋臼骨折均波及方形区。诸多学者研究表明,通过髋臼方形区骨折切开复位内固定术来恢复髋关节的头臼匹配关系,关节面的平整,可以使患者术后获得较好的髋关节功能恢复。由于引起外伤的能量较高,累及髋臼方形区的骨折通常为粉碎性骨折,而且骨折块多向盆腔内移位,暴力强大者甚至引起股骨头中心性脱位,另外方形区骨质较薄、解剖关系复杂、邻近重要神经血管,导致术中暴露及复位较为困难。此外,方形区进行内固定放置相当困难,对于合并股骨头中心性脱位,由于股骨头向上、向内的挤压力,导致髋臼方形区骨折的良好复位及维持难度相当大。因此,髋臼方形区骨折的治疗一直困扰着创伤骨科医生。临床上应用单一入路治疗髋臼方形区骨折,且进行有效稳定的内固定是骨科医师追求的目标。近些年来,我院骨科蔡贤华教授等首次提出并使用动力化前路方形区钛板螺钉系统(Dynamic Anterior Plate-screw System for Quadrilateral area,DAPSQ),经髂腹股沟单一入路沿“骶髂关节前缘-弓状线-耻骨上支”放置钢板治疗涉及方形区的髋臼骨折,由于在方形区采用了独特的部分经骨表面的多点弹性内固定方式,该内固定系统安全性极高,无螺钉进入髋关节腔之虞且内固定可靠,经随访患者术后疗效满意。吴咏德等就该内固定系统治疗髋臼方形区骨折的稳定性进行了相关的生物力学研究,实验证明与其它内固定系统相比,DAPSQ内固定系统具备较好的生物力学稳定性。髋臼形态结构是髋关节保持稳定、发挥正常运动功能的基础。对于髋臼骨折,解剖复位是髋关节功能恢复的基础,目前临床上使用的髋臼骨折术后影像学评价为Matta评价标准,此评价标准利用骨折残存移位距离来判定优、良、差,由于该评价标准仅涉及骨折对位,未考虑骨折旋转移位,存在着明显的缺陷,而方形区旋转移位同样会造成髋臼骨折失去解剖复位,影响头臼匹配关系,将来患侧髋关节乃至膝关节退行性改变加快。临床常常可以见到,Matta标准评价复位质量优良的患者髋关节功能不一定满意,这进一步说明评估骨折术后对线情况是必须考虑的问题,但目前尚无相关针对方形区旋转移位的评价标准。出于临床需要,找出能对髋臼骨折术后方形区发生旋转情况进行评估的指标非常重要,进一步完善髋臼骨折术后影像学评价。为此,我们在Matta标准的基础上,选取于我院行CT扫描的成人完整骨盆原始图像,借助数字医学软件建立骨盆三维模型对髋臼方形区进行解剖学测量研究并观察髋臼方形区倾斜角及其变化并收集本院随访病例,应用髋臼方形区骨折术后骨盆CT三维重建从临床疗效方面对Matta评价标准和改良Matta评价标准进行分析对比,前者从对位角度评价复位质量,后者从对位对线角度评价复位质量,结合两组患者末次随访评定髋关节功能的分布对Matta评价标准和改良Matta评价标准进行研究对比分析,用以证明改良Matta评价标准的优越性。第一部分髋臼方形区倾斜角的数字化测量及其临床意义目的通过数字化测量和统计分析,研究正常成人髋臼方形区倾斜角,为探索其在骨折术后影像学评价中的作用、评价术后髋臼方形区旋转移位奠定基础,为改良Matta标准提供理论依据。方法收集于我院行CT三维重建检查的成人正常骨盆DICOM格式文件(男女各20例,平均年龄44.2岁),将收集的数据以DICOM格式导人Mimics 10.01软件,利用该软件进行三维重建,去除周围软组织及双侧股骨,建立完整的三维数字化骨盆模型,“3线”分区法将髋臼方形区进行分区,根据骨盆相关骨性标志定位方形区前、中、后部倾斜角,利用Mimics软件的角度测量功能进行测量,并进行男女同名方形区倾斜角比较。结果:方形区存在倾斜角;方形区前部倾斜角,男:97.11°±2.59。,女:90.63°±2.09°;方形区中部倾斜角,男:105.57°±1.93°,女:100.64°±2.46°;方形区后部倾斜角,男:112.62°±2.54°,女:106.37°±2.53°;男女同名方形区倾斜角数据对比差异有统计学意义(P0.05),同性方形区前、中、后部倾斜角之间亦有差别且从前到后逐渐增大。结论:方形区存在倾斜角,可用于观察方形区骨折术后对线质量,且存在性别差异,方形区前、中、后倾斜角之间从前到后逐渐增大,方形区倾斜角能为评估髋臼骨折术后方形区旋转移位提供基础,可能弥补Matta评价标准之不足。第二部分髋臼方形区倾斜角在髋臼方形区骨折术后复位质量评价中的初步应用目的通过Matta评价标准与改良Matta评价标准(即Matta评价标准+方形区倾斜角)评价髋臼方形区骨折复位质量以对比其各自术后髋关节功能活动优、良、一般与差的分布,探讨髋臼方形区倾斜角用于髋臼方形区骨折术后复位质量评价可行性。方法回顾性研究2009年6月～2018年3月我院125例髋臼方形区骨折患者,其中男74例,女51例;年龄22～71岁,平均45.6岁。车祸伤82例,高处坠落伤39例,重物压砸伤4例。依据Letournel-Judet分类:简单骨折81例,复杂骨折44例;均属于闭合性骨折。均采用标准的髂腹股沟入路切开复位内固定术,所有髋臼方形区骨折患者术后评价均应用术后骨盆CT三维重建,本研究先对125例病例进行Matta标准评价,对不同等级的评价结果进行方形区前、中、后部倾斜角的测量,完善对方形区骨折术后对线的评价,测量方法参照第一部分,对Matta标准进行分析,评价Matta标准的可靠性。然后再根据上述结果,即根据改良Matta评价标准对本组病例重新进行整理分析,得出新的优、良、差三个等级,以正确判断方形区骨折复位后的真实状态。如对Matta评价为优的病例的方形区前半部分和后半部分进行评价,方形区前、中、后部倾斜角均在正常范围内,则说明方形区前半部分和后半部分均对线良好,则方形区倾斜角评价为优;如果中部倾斜角在正常范围,前部倾斜角也在正常范围,则说明方形区前半部分对线正常;如同时后部倾斜角异常,则后半部分对线异常。反之,为方形区前半部分对线异常,后半部分对线正常。这两种情况评价为良;若方形区前、中、后部倾斜角均不在正常范围内或仅中部倾斜角不正常,则说明方形区前半部分和后半部分均对线差,则评价为差。其它等级(包括良、差)也按此类方法进行评价。然后根据方形区倾斜角结果对Matta评价结果进行重新分类(即改良Matta评价标准),即将两项均为优者定为优,Matta与倾斜角仅一项为优或两项为良者或一项为优而另一项为差者为良,一项或两项均为差者定为差。髋关节功能评价比较:先根据Matta评价的病例进行Harris评分,然后根据改良Matta评价标准进行功能评价,比较两者之间是否存在差异。结果1.Matta评价标准中优101例,其中存在方形区倾斜角优37例,良34例,差30;良18例,其中存在方形区倾斜角优6例,良5例,差7;差6例,其中存在方形区倾斜角优1例,良2例,差3例。而加入方形区倾斜角后的改良Matta评价标准则优37例,良76例,差12例。2.髋关节功能评价比较:Matta评价标准中倾斜角优101例,其中髋关节功能评价存在优51例,良20例,一般19例,差11例;良18例,其中髋关节功能评价存在优7例,良4例,一般4例,差3例;差6例,其中髋关节功能评价存在优1例,良2例,一般1例,差2例。而加入倾斜角后的改良Matta评价标准则优37例,其中髋关节功能评价存在优24例,良5例,一般4例,差4例;良76例,其中髋关节功能评价存在优29例,良27例,一般11例,差9例;差12例,其中髋关节功能评价存在优2例,良1例,一般2例,差7例。Matta评价为优、良的病例中髋关节功能优良率分别为70.3%、61.1%,Matta评价为差的病例中髋关节功能欠佳率为50%,改良Matta评价为优、良的病例中髋关节功能优良率分别为78.4%、73.7%,改良Matta评价为差的病例中髋关节功能欠佳率为75%。通过对上述数据的比较分析得知:髋关节功能优良率在Matta评价的优、良、差病例中散在分布,而在改良Matta评价中优良率集中分布在复位质量评价为优和良的病例;髋关节功能评价为差的病例在Matta评价的优、良、差病例中散在分布,而在改良Matta评价为差的病例却集中分布。两者差异有统计学意义(P0.05),应用加入倾斜角后的改良Matta评价标准评价的髋臼方形区骨折患者术后髋关节功能活动的优、良、一般与差的分布较Matta标准评价组更加准确。结论髋臼方形区倾斜角的存在是其结构特殊的重要标志之一,用于评价髋臼方形区骨折术后可明显提高现广泛使用的Matta评价标准准确率,更接近术后复位的真实状态。在髋臼方形区骨折术后应用CT三维重建进行复位质量评价中,改良Matta评价标准优于Matta评价标准,不仅考虑骨折中的对位还进一步考虑骨折对线,弥补了 Matta评价标准的不足。
【图文】：

扫描图像,扫描图像,倾斜线

过Ｅ点作闭孔后缘切线的垂线交于Ｇ点，０Ｇ即为方形区前部倾斜线。前、逡逑后部倾斜线分别代表方形区前、后缘，中部倾斜线经过方形区骨表面，故前、逡逑中、后部倾斜线能代表方形区大体趋势。如图１－５：邋０Ｇ与ＡＦ同在近视平面的方逡逑形区上，故０Ｇ与ＡＦ两线之间的区域也近视一个面，记为ａ面。同理，ＰＥ与ＡＦ逡逑两线之间区域也近视一个面，记为Ｐ面。0、Ａ、Ｐ同在弧形骨盆界线上，Ｇ、Ｅ等逡逑高，故ａ面与Ｐ面之间存在角度，因而可以将方形区划分为前半部分和后半部分。逡逑如图１－６：邋Ｇ＼邋Ｅ＼邋Ｆ分别为Ｇ、Ｅ、Ｆ点以骨盆中心为对称轴投影到对侧骨盆上逡逑的点，ＥＥ＇为两侧坐骨棘连线，ＦＦ为两侧坐骨结节连线，ＧＧ１ＤＥＥ＇及ＦＦ平行，，逡逑前、中、后部倾斜角由前、中、后部倾斜线的一边和坐骨结节连线或其平行线逡逑的另一边组成，故方形区前、中、后部倾斜角分别为ＺＯＧＧ＇、ＺＡＦＦ＼邋ＺＰＥＥ＇。逡逑运用Ｍｉｍｉｃｓ软件角度测量功能直接将４０例正常骨盆进行方形区前、中、后部逡逑倾斜角测量。图１－７为侧面观。图１－８为“三线”划分方形区原理图。逡逑为了显得更加立体，利用Ｍｉｍｉｃｓ软件ＣＭＦ／Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ模块的“Ｃｕｔ”功能，逡逑找到各骨性标志点进行“Ｃｕｔ”，并借助“Ｓｐｌｉｔ”功能对切割完成的断面进行逡逑分离

区域增长,涂层,后部,倾斜线

ＷＭｌＳｉ逡逑图１－２涂层编辑及区域增长逦图１－３三维重建原始模型逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｅｄｉｔ邋Ｍａｓｋｓ邋ａｎｄ邋Ｒｅｇｉｏｎ邋Ｇｒｏｗｉｎｇ逦Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｃａｌｃｕｌａｔｅ邋ｏｒｉｇｉｎａｌ邋３Ｄ邋ｍｏｄｅｌ逡逑媝W逡逑图１－４前、中、后部倾斜线；图１－５邋０、Ｇ、Ｆ、Ａ构成方形区前半部分，Ｐ、Ｅ、Ｆ、Ａ构成方逡逑形区后半部分；图１－６前、中、后部倾斜角（ａ：图１－４；邋ｂ：图１－５；邋ｃ：图１－６）逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｆｒｏｎｔ，邋ｍｉｄｄｌｅ邋ａｎｄ邋ｒｅａｒ邋ｓｌｏｐｅ邋ｌｉｎｅｓ邋；Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｏ，邋Ｇ，邋Ｆ？邋ａｎｄ邋Ａ邋ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ邋ｔｈｅ邋ｆｉｒｓｔ邋ｈａｌｆ邋ｏｆ邋ｔｈｅ逡逑ｑｕａｄｒｉｌａｔｅｒａｌ邋ｐｌａｔｅ；ａｎｄ邋Ｐ，邋Ｅ，邋Ｆ，邋ａｎｄ邋Ａ邋ｆｏｒｍ邋ｔｈｅ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ｈａｌｆ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｑｕａｄｒｉｌａｔｅｒａｌ逡逑ｐｌａｔｅ邋；Ｆｉｇ．ｌ－６Ａｎｔｅｖｅｒｓｉｏｎ，ｉｎｔｅｎｎｅｄｉａｔｅ，ｒｅａｒ邋ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ邋ａｎｇｌｅ邋ｏｆ邋ｑｕａｄｒｉｌａｔｅｒａｌ邋ｐｌａｔｅ邋（ａ：邋Ｆｉｇ邋１－４；邋ｂ：逡逑Ｆｉｇ邋１－５；邋ｃ：邋Ｆｉｇ邋１－６）逡逑７逡逑
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R687.3

【参考文献】