占宇　邱偉健　王馭愷　羅從風

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·臨床研究·

脛骨平臺后外側(cè)骨折理想透視角度研究

占宇邱偉健王馭愷羅從風

目的探討脛骨平臺后外側(cè)骨折的理想透視角度。方法采集24例膝關(guān)節(jié)周圍損傷患者膝關(guān)節(jié)術(shù)中三維CT原始數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括可旋轉(zhuǎn)的同心透視二維圖像集，基于該圖像集，在0°～90°之間每隔固定幀數(shù)測量脛骨平臺后外側(cè)的實際成像寬度，結(jié)合脛骨平臺形態(tài)的幾何分析，計算出相應(yīng)透視角度下來自脛骨平臺其他部分影像的干擾，利用成像寬度減去干擾寬度所得到的差值來評估透視的綜合效應(yīng)，尋找成像寬度大而干擾程度小的理想透視角度。結(jié)果透視角度為0°～34°時，脛骨平臺后外側(cè)成像寬度緩慢遞減，然后遞減開始加速，在42°附近遞減速度最大；透視角度為0°～90°時，脛骨平臺后外側(cè)影像受到的干擾呈持續(xù)遞減；透視角度為34°時，脛骨平臺后外側(cè)成像寬度與干擾寬度的差值最大。結(jié)論透視角度為34°時脛骨平臺后外側(cè)成像相對孤立，有助于術(shù)中判斷脛骨平臺后外側(cè)骨折塊、塌陷的復位質(zhì)量和固定情況，因此34°是綜合效應(yīng)最佳的理想透視角度。

后外側(cè)脛骨平臺；術(shù)中透視；透視角度

脛骨平臺后外側(cè)骨折是近年來研究的熱點，其形態(tài)學[1-4]及手術(shù)入路[5-11]、內(nèi)固定方法[12]等多有報道。盡管有關(guān)研究不斷深入，但其手術(shù)治療原則仍是解剖復位和堅強固定。因此，術(shù)前清晰攝片有利于脛骨平臺后外側(cè)骨折診斷和形態(tài)評估，而術(shù)中透視的質(zhì)量將直接影響骨折復位程度的判斷。

術(shù)中三維CT掃描能充分評估關(guān)節(jié)面的復位情況，是最佳成像手段，但1次完整的術(shù)中三維CT掃描加上醫(yī)生閱片平均耗時9 min，因此它無法成為需在術(shù)中頻繁使用的常規(guī)透視技術(shù)[13-14]。有鑒于此，二維透視仍是骨科手術(shù)中普遍采用的常規(guī)透視手段。但根據(jù)常用的膝關(guān)節(jié)正側(cè)位透視(0°、90°)圖像不能對脛骨平臺后外側(cè)骨折形態(tài)作出充分評估[15]，術(shù)中需額外進行45°斜位透視作為補充。然而，45°斜位僅僅是臨床習慣的透視位置，其實際應(yīng)用效果如何，尚缺乏評估和比較研究。本研究擬利用三維CT掃描獲得的影像對不同透視角度下脛骨平臺后外側(cè)的成像寬度(PLW)和干擾寬度(EIW)進行測量和評估，從中尋求顯示脛骨平臺后外側(cè)部成像寬而干擾小的理想透視角度。

1　 資料與方法

1.1一般資料

膝關(guān)節(jié)周圍損傷患者透視圖像的納入標準為CT掃描時脛骨平臺外側(cè)沒有放置鋼板(不存在鋼板對測量的干擾，便于測量脛骨平臺外側(cè)寬度)。排除標準為接受CT掃描時脛骨平臺外側(cè)已置入鋼板(鋼板金屬影使脛骨平臺后外側(cè)測量受到的干擾過大)。

本研究共納入24例膝關(guān)節(jié)周圍損傷患者，其中男性12例，女性12例，平均年齡42.4歲。左側(cè)膝關(guān)節(jié)周圍損傷女性7例，男性6例；右側(cè)膝關(guān)節(jié)損傷女性5例，男性6例?；颊吣挲g和腿側(cè)分布經(jīng)卡方檢驗無顯著性差異(P>0.05)。術(shù)中均使用擁有190°同心旋轉(zhuǎn)角的移動式C形臂X射線機Arcadis Orbic 3D(西門子醫(yī)療集團, 德國)進行三維CT掃描，同時采集圍繞膝關(guān)節(jié)的同心二維透視圖像，共計100幀。瀏覽二維透視圖像集時，快速切換會在視覺上呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的效果。這100幀透視圖像覆蓋了190°的旋轉(zhuǎn)范圍，因此每旋轉(zhuǎn)1幀，實際旋轉(zhuǎn)角度為1.92°[計算公式：190/(100-1)]。本研究對這些二維透視圖像集的測量得到了醫(yī)院倫理委員會的批準。

1.2測量脛骨平臺后外側(cè)PLW

PLW是指影像上從髁間棘到脛骨平臺最外側(cè)邊緣的距離(圖1)，可以直接在透視圖像上測量。測量時，首先根據(jù)“髕骨位于股骨遠端的中心，腓骨頭與脛骨髁部分重疊”這一標準，在二維透視圖像集中確定膝關(guān)節(jié)正位片(圖2a)，然后向后外側(cè)脛骨平臺方向逐幀旋轉(zhuǎn)二維圖像集(圖2a～c)。每旋轉(zhuǎn)4幀透視圖像(約7.68°)測量1次PLW直至第47幀(約90.20°)?？紤]到術(shù)中透視圖像比例不準的問題，將術(shù)中正位透視圖像與術(shù)后正位X線片的比例差異作為換算標準，得出術(shù)中PLW的實際數(shù)值(圖2d)。

1.3計算有效EIW

透視影像上，脛骨平臺后外側(cè)影像會與脛骨平臺其他部分影像發(fā)生重疊(圖3a)，其程度可通過EIW進行量化評估。脛骨平臺后外側(cè)EIW是指在特定角度的透視影像上，脛骨平臺后外側(cè)影像與脛骨平臺其他部分影像重疊的寬度(圖3)。

圖1　脛骨平臺后外側(cè)PLW定義

注：PLW0°表示0°透視時脛骨平臺后外側(cè)PLW; PLWX°表示X°透視時脛骨平臺后外側(cè)PLW

圖2脛骨平臺后外側(cè)PLW測量a. 0°透視時脛骨平臺后外側(cè)PLWb. 34°透視時脛骨平臺后外側(cè)PLWc. 90°透視時脛骨平臺后外側(cè)PLWd. 術(shù)后正位X線片

脛骨平臺后外側(cè)影像同時受到來自于前外側(cè)影像和后內(nèi)側(cè)影像的干擾，在0°～90°兩者分別呈現(xiàn)遞減和遞增的趨勢，它們造成的干擾在P°時相等。鑒于PLW隨著透視角度增加而逐漸遞減的趨勢(前一步的測量結(jié)果)，從P°旋轉(zhuǎn)至90°時，透視圖像的PLW將非常小，而其受到的干擾程度卻逐漸遞增，從P°～90°區(qū)間的透視角度不可能成為最理想的透視角度，因此該角度區(qū)間的數(shù)據(jù)我們不予考慮和分析。在0°～P°范圍內(nèi)，由于來自脛骨平臺后內(nèi)側(cè)的EIW小于來自脛骨平臺前外側(cè)的EIW，可以在計算中不考慮來自脛骨平臺后內(nèi)側(cè)的干擾，而僅考慮脛骨平臺前外側(cè)影像對脛骨平臺后外側(cè)影像的干擾，因此僅需計算來自脛骨平臺前外側(cè)影像的干擾數(shù)值即可，評估EIW的公式也可簡化為：EIWX°=ALEIWX°=PLW0°*cosX°(0°

圖3脛骨平臺后外側(cè)EIW計算a. 當透視角度X°P°時，來自脛骨平臺前外側(cè)的EIW小于后內(nèi)側(cè)的EIW

鑒于上述，我們測定的流程為：①測量不同透視角度下脛骨平臺后外側(cè)的PLW，分析其變化趨勢；②將正位透視圖像上的PLW0°及透視角度(X°)代入公式計算得到EIW；③用PLW減去EIW，差值最大時的透視角度為脛骨平臺后外側(cè)最理想的透視角度。

1.4統(tǒng)計學方法

本研究使用SPSS 21.0軟件來進行統(tǒng)計描述并進行統(tǒng)計檢驗，包括PLW、EIW、ALEIW、PLW與EIW差值等，應(yīng)用Origin 9.0軟件來對PLW曲線求導，導數(shù)數(shù)值即為曲線斜率，以此量化分析曲線的變化趨勢。

2　結(jié)果

2.1脛骨平臺后外側(cè)PLW和EIW演變趨勢

比較PLW值(0°～90°每4幀透視圖像測量1次)發(fā)現(xiàn)，隨著透視角度的遞增，PLW呈明顯遞減趨勢 (圖4)，而后外側(cè)脛骨平臺透視影像受到的EIW隨著透視角度的增加(0°～59°)呈遞增趨勢。這意味著并不存在同時擁有最大PLW和最小EIW的絕對最佳透視角度。

脛骨平臺后外側(cè)PLW曲線顯示，透視角度為0°～30°時PLW遞減緩慢，透視角度為30°～61°時PLW遞減迅速，透視角度為61°～90°時雖然PLW遞減也很緩慢，但脛骨平臺后外側(cè)PLW變得很小，不適于用來評估脛骨平臺后外側(cè)。因此，精確評估脛骨平臺后外側(cè)需要進一步細化0°～61°透視角度區(qū)間PLW的測量(圖4)和EIW的計算(圖5)，即從每4幀(約7.68°)測量1次PLW增加到每2幀(3.84°)測量1次。此外，我們對PLW曲線每點進行求導，計算出PLW曲線在各個不同透視角度下的斜率(圖6)。將每次測定的脛骨平臺后外側(cè)PLW減去該透視角度對應(yīng)的EIW，得到一個差值，結(jié)果如下頁圖7所示。

圖4　脛骨平臺后外側(cè)PLW曲線

圖5　脛骨平臺后外側(cè)EIW曲線

圖6　脛骨平臺后外側(cè)PLW導數(shù)曲線

圖7　脛骨平臺后外側(cè)PLW與EIW差值曲線

2.2臨床應(yīng)用

C形臂X射線機軸位旋轉(zhuǎn)可以定量到每5° 1個刻度，因此旋轉(zhuǎn)約7個刻度可以達到34°。一般來說，脛骨平臺后外側(cè)透視時，如果上脛腓聯(lián)合出現(xiàn)“間隙征”，其顯影效果最理想，而且由于脛骨平臺后外側(cè)骨折術(shù)后畸形愈合者脛骨平臺后外側(cè)多呈塌陷形態(tài)，34°透視可以通過減少脛骨平臺前外側(cè)干擾影來展現(xiàn)脛骨平臺畸形最大面。我們?yōu)?0例患者膝關(guān)節(jié)進行術(shù)中34°斜位透視，其中5例仰臥位，4例漂浮體位，1例俯臥位，透視圖像質(zhì)量均較好(圖8)。雖然尚未在側(cè)臥位手術(shù)患者中應(yīng)用，但有理由相信亦可取得較好效果，因為所有體位下的透視原理基本一致。需注意的是，雖然放置鋼板會影響后外側(cè)脛骨平臺的透視(圖9)，但該技術(shù)能在術(shù)中最為重要的復位和臨時固定步驟中發(fā)揮作用。

圖834°透視的優(yōu)勢a. 0°透視時脛骨平臺后外側(cè)異常不明顯b. 34°透視時脛骨平臺前外側(cè)影像干擾減少，脛骨平臺后外側(cè)高度丟失(塌陷)得以明顯展現(xiàn)

圖9脛骨平臺后外側(cè)放置鋼板影響透視效果a. 34°透視b. 0°透視

當然，術(shù)中透視是為手術(shù)服務(wù)的，可根據(jù)需要進行不同角度的透視。正(0°)、側(cè)(90°)位透視可以觀察脛骨平臺高度和后傾角，而34°斜位透視可用于手術(shù)復位和臨時固定過程中脛骨平臺后外側(cè)骨折塊形態(tài)、位置和復位滿意程度的檢查和評估，因為在此角度透視可以獲得脛骨平臺后外側(cè)相對獨立的影像，有助于判斷后外側(cè)骨折塊、塌陷復位質(zhì)量和固定情況，是脛骨平臺后外側(cè)骨折手術(shù)治療最關(guān)鍵步驟的輔助手段。

3　討論

3.1術(shù)中斜位透視的必要性

累及脛骨平臺后側(cè)的骨折占所有脛骨平臺骨折的28.8%，其中35.1%累及脛骨平臺后外側(cè)，19.2%同時累及脛骨平臺后內(nèi)側(cè)和后外側(cè)[16]。術(shù)前CT掃描和重建不僅有助于骨折診斷[17-19]，還能指導骨折的手術(shù)治療[1-2,4]。術(shù)中透視也必不可少，有學者認為術(shù)中透視較術(shù)前影像能提供更多的關(guān)節(jié)內(nèi)情況。然而，從哪個角度透視最有價值、最能準確全面地顯示骨折復位質(zhì)量及固定效果，尚無定論。有研究認為，根據(jù)膝關(guān)節(jié)正側(cè)位透視圖像不足以充分判斷脛骨平臺后外側(cè)的骨折情況，應(yīng)加行45°內(nèi)斜位透視(球管方向)以觀察脛骨平臺后外側(cè)形態(tài)。該結(jié)論得到了Hackl等[17]的支持。理論上，正位透視能顯示脛骨平臺后側(cè)劈裂(多見于后內(nèi)側(cè))和關(guān)節(jié)面塌陷(多見于后外側(cè))，但平臺后側(cè)與前側(cè)的影像完全重疊；側(cè)位透視能顯示劈裂骨折塊和塌陷關(guān)節(jié)面前后相對位置，但平臺后內(nèi)側(cè)與后外側(cè)的影像也彼此重疊。若需要對脛骨平臺后外側(cè)骨折形態(tài)進行準確評估，需加行斜位透視[14]。然而，透視度數(shù)45°只是相對粗糙的中值，并沒有得到實驗的確證。本研究顯示，從0°開始，脛骨平臺后外側(cè)PLW隨透視角度的增加而減少，至34°時遞減趨勢開始加速，到達42°時，PLW曲線斜率最大，透視角度大于42°后，后外側(cè)脛骨平臺PLW將發(fā)生銳減。由此可見，臨床常用的習慣性45°斜位效果欠佳且十分不穩(wěn)定(圖10)，加上術(shù)中C形臂X射線機的操作并非絕對嚴格和精確，采用34°～42°透視角度可能由于操作不精確導致PLW變化較大，因此并非謹慎的選擇。

圖10不同透視角度下影像的區(qū)別a. 0°透視b. 34°透視c. 45°透視

注：黑色虛線表示外側(cè)平臺邊緣

3.2術(shù)中斜位透視的理想角度

本研究顯示，當透視角度在0°～34°范圍內(nèi)遞增時，PLW變化很小，而從34°開始隨著透視角度的增加，PLW曲線開始變陡(斜率變大)，PLW曲線最大斜率出現(xiàn)在透視角度42°附近 (距離正位片22幀)。因此，應(yīng)選擇0°～34°的透視角度來獲得相對穩(wěn)定和較寬的成像，由于PLW在這個范圍內(nèi)遞減的趨勢非常緩慢，不同透視角度下細微的PLW差別不足以影響評估，因此為了確定理想的透視角度，還需要同時考慮EIW、PLW與EIW差值等其他變量。

本研究顯示，PLW隨著透視角度的增加而呈逐漸遞減的趨勢，其遞減速度變化較小，而PLW與EIW差值則呈先遞增而后遞減的趨勢，在34°達到峰值，這意味著此時后外側(cè)平臺邊緣部分的影像不受平臺其他部分影像的干擾(圖3a)，從而有利于對脛骨平臺后外側(cè)骨折形態(tài)的評估。因此，透視角度為34°時PLW較大、EIW較小且成像素質(zhì)較穩(wěn)定(34°附近PLW曲線斜率不高)，這使其成為最為理想的斜位透視角度。

本研究還存在一些不足：①透視圖像集的旋轉(zhuǎn)軸可能與脛骨中軸存在偏差；②樣本量較有限；③所有患者均來自中國，應(yīng)用于黃種人以外的其他人種時，可能需要做一些數(shù)據(jù)上的調(diào)整。此外，其他人種的適用性也需要進一步的研究。

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(收稿：2016-03-17；修回：2016-07-11)

(本文編輯：萬文)

Optimal fluoroscopic angle for the evaluation of posterolateral tibial plateau fractures

ZHAN Yu1, QIU Wei-jian2, WANG Yu-kai1, LUO Cong-feng1.

Department of Orthopaedics, the Sixth People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University1, Shanghai 200233, China; the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University2, Zhengzhou 450052, China

LUOCong-fengE-mail:cong_fengl@hotmail.com

ObjectiveTo investigate the optimal fluoroscopic angle to display the posterolateral tibial plateau fractures. Methods Radiographic data concerning the intra-operative three-dimensional CT scans of 24 knees were colleted, including rotatable and concentric two-dimensional images. Based on such images, the reading width of the posterolateral tibial plateau was measured on every slice from 0° to 90° view at a fixed interval. The overlapping effect resulting from other parts of the tibial plateau was calculated by the formula based on the tibial plateau morphologic analysis. The comprehensive effect of the fluoroscopy at different angles was evaluated by the value of width minus overlap value so as to determine the optimal fluoroscopic angle through which an imaging of the poterolateral tibial plateau with greater reading width and smaller overlap could be achieved. Results The reading width of the posterolateral tibial plateau decreased slowly when fluoroscopic angle was increased from 0° to 34°, and the largest ratio of width reduction was observed at 42°. The overlapping value at the posterolateral tibial plateau was reduced gradually from 0° to 90°. So it was at 34° that the difference between the reading width and the overlapping value was most significant. Conclusion The optimal fluoroscopic angle to display the posterolateral tibial plateau with greatest reading width and smallest overlap is 34°. A fluoroscopic imaging at 34° could demonstrate a relatively isolated posterolateral tibial plateau thus to facilitate the evaluation of reduction and fixation of the displaced and/or collapsed articular fragments.

Posterolateral tibial plateau; Intra-operative fluoroscopy; Fluoroscopic angle

國家自然科學基金面上項目(81572118)

200233，上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院骨科(占宇、王馭愷、羅從風)；450052，鄭州大學第一附屬醫(yī)院骨科(邱偉健)

羅從風E-mail: cong_fengl@hotmail.com

10.3969/j.issn.1673-7083.2016.05.012