本文原载于《中华创伤杂志》年第1期
随着人口老龄化和预期寿命的提高,股骨近端骨折发生率也在不断增加[1]。股骨颈骨折是常见的股骨近端骨折之一,好发于老年女性,约占股骨近端骨折的53%,占全部骨折的3.58%[2]。Garden分型[3]目前应用最为广泛,其中Ⅰ型和Ⅱ型为无移位型骨折,Ⅲ型和Ⅳ型为移位型骨折。尽管Garden分型普遍应用于临床,但对于同一股骨颈骨折X线片,不同观察者的一致性较低[4]。近年来,有学者提出股骨颈骨折股骨头的空间偏移是影响术后再手术率及股骨头坏死的重要因素[5],但目前尚无一种科学、客观的方法来定量描述股骨头的空间移位情况。当今,股骨颈的治疗原则尚存争议,这主要取决于患者年龄、骨折类型及移位程度、骨密度、伴随疾病等[6,7,8,9]。移位型骨折多采用闭合复位内固定或关节置换等手术治疗,但是术后出现骨折不愈合、股骨头坏死、置入物断裂、脱位等并发症并不少见[10,11]。许多学者致力于移位型骨折采取何种手术方式能降低并发症发生率的研究,但仍无定论。
笔者基于计算机三维重建及数字化测量技术,对股骨颈骨折后股骨头的空间移位参数进行测量和分析,评估正侧位X线片观察股骨头偏移程度的局限性及Garden分型在诊断股骨颈骨折方面的缺陷,为术前股骨颈骨折的明确诊断及治疗方案的正确选择提供更为合理的思路。
1临床资料与方法1.1 样本资料
选取年1月–年1医院创伤骨科收治的80例移位型股骨颈骨折患者(入选样本均须排除同侧股骨干骨折、双侧骨折、陈旧性骨折、先天畸形、肿瘤、病理性骨折等),其中男36例,女44例;年龄39~80岁,平均71.5岁。右侧38例,左侧42例。摔伤69例,交通伤11例。入院后患者均摄髋关节正侧位X线片,然后由2名创伤骨科主治医师及2名影像科主治医师根据Garden分型标准分别独立阅片后进行分型,如果意见不一致,则再由1名创伤骨科专家及1名影像科专家共同进行最后讨论并决定分型。所有患者术前还需进行多层螺旋CT扫描:扫描范围自双侧股骨头上30mm至小转子中点平面下50mm,扫描层厚度0.75mm。
1.2 研究方法
收集患者的螺旋CT扫描数据(DICOM格式)并将其导入Mimics10.01软件((比利时Materialise公司),经过定位图像,阈值分割,填充和编辑图像,动态区域增长,去除伪影和处理冗繁数据等,通过三维计算生成双侧股骨近端三维模型。因为前期研究表明正常成人双侧股骨存在一定的对称性,且变异较小[12],所以通过镜像功能在健侧生成骨折侧的镜像三维模型,并与健侧模型进行配准,将配准后的镜像模型和健侧模型在CT横截面图像上生成新的蒙罩,分别在蒙罩上标记股骨头小凹点(股骨头小凹最深点)、股骨头中心点(将模型的股骨头分离出来生成一个多义线的集合,再次三维计算多义线并将球体与之进行最大拟合,该球体的球心近似为股骨头中心点)等关键点。通过Mimics10.01软件三维测量功能,计算股骨头空间移位的2个参数:股骨头小凹最深点移位距离d1、股骨头中心移位距离d2,并分别将健侧和镜像侧的股骨头中心点与小凹最深点生成一条直线,两直线的空间夹角记为α,α即为股骨头在空间内的偏移角度。见图1,图2。
1.3 统计学分析
应用SPSS17.0统计软件,数据以X±s表示,采用方差分析,P0.05为差异有统计学意义。
2结果三维重建及空间移位测量耗时(23.5±5.4)min。80例移位型股骨颈骨折患者中,18%(7/40)GardenⅢ型患者在X线片上未发现有旋转移位,25%(10/40)GardenⅣ型患者在X线片上未发现有旋转移位,但通过三维重建发现所有患者骨折近端均发生旋转移位,并可以明确地显示股骨头旋转方向。其中,15%(6/40)GardenⅢ型患者存在X线片上无法显示的完全移位,而通过三维重建发现完全移位;13%(5/40)GardenⅣ型患者存在X线片上无法显示或确定的股骨颈内后方的游离骨折片,而通过三维重建发现其股骨颈后方有游离骨折片。同时,通过对80例患者的CT数据进行三维重建及测量得到:GardenⅢ型患者股骨头小凹最深点的移位为(23.7±10.0)mm,GardenⅣ型患者股骨头小凹最深点的位移为(30.2±9.0)mm;GardenⅢ型患者股骨头中心的移位为(14.4±5.6)mm,GardenⅣ型患者股骨头中心的移位为(18.8±5.5)mm;GardenⅢ型患者股骨头空间位移的角度为(29.2±15.7)°,GardenⅣ型患者股骨头空间位移的角度为(39.1±17.1)°。GardenⅣ型组空间移位d1、d2及空间角度改变α与GardenⅢ型组比较,差异均有统计学意义(P0.05)。见图3、图4、图5。
3讨论股骨颈骨折有许多分型方法,主要根据骨折的解剖部位、骨折线的方向和骨折的移位程度。每种分类方法与其治疗方法的选择和预后评估密切相关。目前临床上最常用的分型方法是Garden分型[3],为Garden于年提出的按骨折移位程度进行分型(Ⅰ型为不全骨折,包括外展嵌插型骨折;Ⅱ型为完全骨折,但无移位;Ⅲ型为完全骨折,部分移位;Ⅳ型为完全骨折,完全移位)。该分型的递增表明骨折的严重程度也递增,且不愈合率与股骨头缺血坏死率也随之增加。有研究表明,Garden分型对股骨颈预后的判定要比其他分型方法更为科学、更为精确[14]。近年来越来越多的学者对Garden分型提出不同的看法,Chen等[15]通过CT薄扫检查发现不完全骨折并不存在。Du等[16]对无移位型股骨颈骨折进行研究,发现基于正位X线片提出的股骨颈骨折Garden分型具有一定的局限性。马信龙等[17]通过对50例嵌插型骨折的三维重建,发现嵌插型骨折的空间移位角度达到17.17°,进一步质疑Garden分型的临床可信性。基于前期学者对无移位型股骨颈骨折的研究,笔者对移位型股骨颈骨折的CT数据进行三维重建和测量发现15%(6/40)GardenⅢ型(完全骨折部分移位)存在部分X线片无法观察到的骨折移位,而13%(5/40)完全骨折移位的GardenⅣ型中股骨颈的内后方也存在平片上难以发现的游离骨碎片,进一步显示出Garden分型在目前临床诊疗中的缺陷和不足。
临床上股骨颈骨折通常选用的检查为X线片,虽然此法简单、经济,但由于在X线摄片过程中诸如投照位置(中心、角度、距离)不理想、患者由于疼痛改变体位等原因,医师很难获得标准的正侧位髋部X线片。这可能使得医师在诊断时出现偏倚或遗漏[18],尤其是在移位型股骨颈骨折的X线片中可能会存在无法辨别或明确的股骨近端内后方的游离骨折块。通过X线片确定股骨颈骨折的分型及观察股骨颈的移位情况就会产生一定的误差,亦难以评估股骨头的空间移位程度。在基于X线片进行分类的Garden分型中,Ⅰ型和Ⅱ型及Ⅲ型和Ⅳ型之间的区分也较为困难,缺乏客观的标准,易受主观因素影响[19]。Thomsen等[4]对96例股骨颈骨折分别请6名医师进行分型,发现相符率仅为15%,其中GardenⅡ、Ⅲ型之间的争议最大。Beimers等[20]提出将股骨颈骨折分为稳定型和非稳定型,从而代替不可靠的Garden分型。Zlowodzki等[21]对名创伤骨科医师进行调查发现,仅39%的医师认为自己有能力区分Garden分型中的4种骨折类型,96%的医师认为能够区分无移位型和有移位型股骨颈骨折。另外,Garden分型是基于正位X线片提出的,并没有充分考虑骨折的侧位及空间移位情况,因此具有一定的局限性[22]。常规CT扫描也只是呈现出多个二维断面,骨折的空间位置往往靠医师的经验来估计,无法定量评估。
近年来,有学者建议对股骨颈骨折患者进行螺旋CT三维重建,此能准确地显示骨折的类型、移位方向和损伤情况[23,24]。但是通过CT工作平台所进行的三维重建无法单独分离股骨部分,而髋关节处的解剖结构也相对比较复杂,加上部分结构的重叠遮挡,可能造成临床医师无法仔细观察股骨头的移位情况,也就难以准确测量出股骨头的空间移位参数。
笔者通过采用三维重建软件的数字化测量技术对患侧及健侧模型上的关键点进行测量,发现GardenⅣ型组在股骨头小凹最深点移位距离、股骨头中心移位距离及空间位移角度与GardenⅢ型组比较,差异均有统计学意义。这也验证了GardenⅣ型在损伤暴力、损伤姿势以及患者自身因素等方面要比GardenⅢ型更为严重和复杂[7]。进一步明确在X线片上难以区分的GardenⅢ型和Ⅳ型股骨颈骨折的差异。这有助于医师在术前充分了解骨折部位的解剖、骨折的移位程度、内后方是否有游离骨折片及股骨头的偏转程度,从而制订最佳的手术方案,并尽可能地纠正后倾角度恢复前倾角、颈干角,恢复股骨颈处的正常解剖关系从而达到较为理想的预后。基于上述认识,笔者认为要准确诊断分型并判断移位情况,应当在参照正侧位X线片的基础上针对部分患者行螺旋CT及三维重建检查。
但是本研究也存在一些不足之处。首先,通过Mimics软件配准双侧股骨及测量股骨颈骨折空间移位参数具有一定的误差,该软件精确度为0.1mm。其次,三维模型上的3个测量关键点为人工手动添加,存在一定的误差。再次,本研究测量的股骨颈骨折空间移位参数指标较粗略,可以进一步测量股骨颈骨折发生于三个空间坐标轴上的位移及旋转,更加充分地认识股骨颈骨折的空间移位。最后,本研究需要长期的随访,研究股骨颈骨折的空间移位与术后并发症的关系,从而提出能够更好地指导临床治疗方式选择及预后的分型方式。
笔者利用股骨颈骨折CT数据行三维重建、配准、关键点的标记来测量股骨颈骨折的移位程度,重新认识了股骨颈骨折的空间移位及通过X线片观察骨折的不足与局限性,进一步证明Garden分型对于股骨颈骨折认识具有一定的局限性及偏差,经典的Garden分型有待重新认识。
参考文献(略)
(收稿日期:-02-18)
(本文编辑:向勇)
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