多层螺旋CT导航定位测量复杂性胫骨平台骨折的置钉位置

1、www.CRTER.org徐红卫，等. 多层螺旋CT导航定位测量复杂性胫骨平台骨折的置钉位置多层螺旋CT导航定位测量复杂性胫骨平台骨折的置钉位置徐红卫1，吴卫国2(1郑州大学第五附属医院放射影像科，河南省郑州市 450052；2河南省人民医院，河南省郑州市 450003)引用本文：徐红卫，吴卫国. 多层螺旋CT导航定位测量复杂性胫骨平台骨折的置钉位置J.中国组织工程研究，2016，20(48): 7239-7244.DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.48.014 ORCID: 0000-0002-0470-705X(徐红卫)文章快速阅读：螺旋CT导航定位测量

2、复杂性胫骨平台骨折患者的置钉位置徐红卫，男，1968年生，河南省滑县人，汉族，郑州大学医学院毕业，硕士，副主任医师，主要从事骨肌影像诊断研究。中图分类号:R318文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)48-07239-06稿件接受：2016-08-26X射线组(n=40)采用X射线置钉导航定位。80例复杂性胫骨平台骨折患者结果提示，多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉中效果理想。比较2组患者的置钉效果。螺旋CT组(n=40)采用多层螺旋CT重建影像置钉导航定位。文题释义：胫骨平台骨折：胫骨平台是机体膝关节最为重要的部位，其承受的负荷相对较大，骨折多为关节内骨折，患者发病

3、后受到的力也相对复杂，如轴向力、侧向力或者不同力的混合。同时，胫骨平台骨折相对复杂，临床表现也不尽相同，并且与膝关节受伤所处的位置，如伸直、外翻、内翻等关系密切。多层螺旋CT：它融合了计算机技术、图像处理技术、医学物理等学科与医学的交叉融合，其目的是利用各种医学影像数据，采用多平面重组、容积再现等三维图像重建方法，能为医生提供极具真实感和沉浸感的虚拟影像资料，清晰的显示骨折位置，了解不同骨关节之间的相互联系，从而能更加清晰、准确的了解置钉的具体位置。摘要背景：目前胫骨平台骨折治疗过程中置钉时缺乏理想的导航定位方法。相关研究显示，多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉导航定位中效果理想，但

4、是尚未得到证实。目的：探讨多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉导航定位中的应用效果。方法：选择郑州大学第五附属医院2014年11月至2015年12月收治的80例复杂性胫骨平台骨折患者资料进行研究，均采用空心钉结合髓内钉内固定治疗，随机分为2组，每组40例。X射线组采用X射线置钉导航定位，螺旋CT组采用多层螺旋CT重建影像置钉导航定位。通过比较2组患者的骨折修复效果评估多层螺旋CT重建影像的置钉导航定位作用。结果与结论：螺旋CT组骨折部位、骨折粉碎程度、骨折移位情况以及骨缺损程度的满意度评分均显著高于X射线组(P 0.05)；螺旋CT组患者采用多层螺旋CT定位导航过程中的手术时间、出血量

5、、术后引流量均显著少于X射线组(P 0.05)；螺旋CT组一次螺置钉成功率显著高于X射线组(P 0.05)；螺旋CT组置钉2次以上者显著少于X射线组(P 0.05)；螺旋CT组手术后并发症发生率为8%，显著低于对照组的18%(P 0.05)；结果提示，多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉中导航效果理想，能确定置钉的准确位置并进行导航，从而准确置入螺钉，提高治愈率，促进复杂性胫骨平台骨折的早期恢复。关键词：骨科植入物；骨植入物；复杂性胫骨平台骨折；手术治疗；多层螺旋CT重建影像；导航定位；治愈率主题词：胫骨骨折；膝关节；X线；组织工程基金资助：河南省科学技术厅科技发展项目(A201404

6、08)3 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 kf23385083Multislice spiral CT navigation of screw placement after complex tibial plateau fractureXu Hong-wei1, Wu Wei-guo2 (1Department of Radiology and Imaging, Fifth Affiliated Hospital, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, Henan Province, China; 2Henan Provin

7、cial Peoples Hospital, Zhengzhou 450003, Henan Province, China)AbstractBACKGROUND: At present, it lacks the ideal pedicle screws navigation method during screw placement for tibial plateau fractures. Related research showed that: multislice spiral CT reconstruction image has desired effect in naviga

8、tion and positioning of pedicle screws after complex tibial plateau fractures, but has not yet been confirmed.OBJECTIVE: To study the application effects of multislice spiral CT imaging in navigation and positioning of pedicle screws after complex tibial plateau fractures. METHODS: Eighty cases of c

9、omplex tibial plateau fractures were selected from the Fifth Affiliated Hospital of Zhengzhou University from November 2014 to December 2015. All patients were treated with internal fixation with hollow nail and intramedullary nail. All patients were randomly divided into two groups, with 40 in each

10、 group. In the X-ray group, X-ray was used for screw navigation. In the spiral CT group, multislice spiral CT was used for screw navigation. The navigation effect of multislice spiral CT was assessed by comparing the repair effects between the two groups. RESULTS AND CONCLUSION: (1) In the spiral CT

11、 group, fracture site, the degree of comminution, bone fracture displacement, and impairment score were significantly higher than in the X-ray group (P 0.05). (2) Surgery time, blood loss, and postoperative drainage were significantly less in the spiral CT group than in the X-ray group (P 0.05). (3)

12、 Success rate of pedicle screws at the first time was significantly higher in the spiral CT group than in the X-ray group (P 0.05). The success rate of pedicle screws at least twice was significantly less in the spiral CT group than in the X-ray group (P 0.05). (4) Complication rate was significantl

13、y lower in the spiral CT group (8%) than in the control group (18%) (P 0.05). (5) These findings suggested that spiral CT image reconstruction of complex tibial plateau fractures pedicle screw showed the desired effect, could determine the exact location and navigation of pedicle screws. The screws

14、can be placed accurately, improve the cure rate, and promote early recovery of complex tibial plateau fracture.Subject headings: Tibial Fractures; Knee Joint; X-Rays; Tissue EngineeringFunding: the Science and Technology Development Project of Department of Science and Technology of Henan Province,

15、No. A20140408Cite this article: Xu HW, Wu WG. Multislice spiral CT navigation of screw placement after complex tibial plateau fracture. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(48):7239-7244.Xu Hong-wei, Master, Associate chief physician, Department of Radiology and Imaging, Fifth Affiliated Hospita

16、l, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, Henan Province, China7241ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH0 引言 Introduction胫骨平台骨折又称为胫骨踝部骨折，在中老年人群中比较普遍1。同时，膝关节解剖结构特殊，当机体膝部外伤时容易造成不同形式的骨折，影响患者生活和工作2-3。患者骨折后如果不采取积极有效的方法治疗，将会引起骨性关节炎症、骨性僵直等并发症，影响患者健康4-5。目前，临床上对于胫骨平台骨折主要以置钉内固定治疗为主，该方法能帮助患者改善骨折部位，减轻患者痛苦。

17、但是，部分患者置钉固定时由于位置不佳，从而难以达到预期的治疗效果，患者治疗后并发症发生率较高，预后较差。相关学者提出采用X射线片导航定位确定复杂性胫骨平台骨折置钉位置，并将复杂性胫骨骨折分为6种类型，即型、型、型、型、型及型，患者根据不同分型制定不同的手术入路、内固定方法，使得患者的治疗更具针对性，从而能提高临床疗效6-7。但是，X射线虽然能帮助患者诊断、治疗，但是对于细小的骨折、重叠部位的骨折显示不是很准确，对于胫骨平台塌陷程度以及骨折片移位的观察并不理想，导致患者预后较差8-9。近年来，随着医疗技术的飞速发展，多层螺旋CT在部分复杂性胫骨平台骨折患者中得到应用，它融合了计算机技术、图像处理

18、技术、医学物理等学科与医学的交叉融合，其目的是利用各种医学影像数据，采用多平面重组、容积再现等三维图像重建方法，能为医生提供极具真实感和沉浸感的虚拟影像资料，清晰的显示骨折位置，了解不同骨关节之间的相互联系，从而能更加清晰、准确了解置钉的具体位置10-11。但是，临床上对于多层螺旋CT在复杂性胫骨平台骨折患者中的效果尚缺乏报道，导致临床使用率相对较低。相关学者进行了实验，实验中建立了骨科虚拟手术系统基础平台，结合临床在系统中实现了三维重建、三维切割、三维测量等功能，使得系统具备良好的交互性、便捷性和扩展性12。但是，临床上对于多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉导航定位中的具体效果尚缺

19、乏报道。文章选取郑州大学第五附属医院2014年11月至2015年12月收治的80例复杂性胫骨平台骨折患者的资料进行研究，观察复杂性胫骨平台骨折的修复效果，探讨多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉导航定位中的应用效果。1 对象和方法 Subjects and methods 1.1 设计 随机对照试验。1.2 时间及地点 于2014年11月至2015年12月在郑州大学第五附属医院完成。1.3 材料 空心钉结合髓内钉由郑州大学第五附属医院提供，属于胫骨平台骨折中常用的内置螺钉，该螺钉主要由不锈钢制成，主要用于股骨远端骨折和踝上骨折内固定，该内固定系统具有较好的组织相容性，在人体不会被腐蚀且

20、不会产生毒副反应，比如致癌性、致畸等，较高的强度使置入椎体内的螺钉不容易疲劳断裂。 1.4 对象 选择郑州大学第五附属医院2014年11月至2015年12月收治的80例复杂性胫骨平台骨折患者，采用随机数字方法分为X射线组和螺旋CT组，每组40例。X射线组40例中23例交通事故，8例高处坠落，4例摔伤，4例砸伤，1例其他。螺旋CT组40例中21例交通事故，10例高处坠落，5例摔伤，3例砸伤，1例其他。纳入标准：符合复杂性胫骨平台骨折临床诊断标准；符合固定手术适应证；患者对手术治疗方案、术中置钉时的导航定位方法具有知情权，且试验经医院伦理会批准13-14。排除标准：不符合临床诊断标准者；不符合手术

21、适应证者；严重心、肝、肾功能异常者；患其他疾病、不能顺利完成试验者或拒绝参加本次研究者。1.5 方法 入院后给予患者石膏固定，冰袋外敷，并将骨折部位抬高，根据患者情况给予止血、脱水等基础处理。根据患者状态、肢体肿胀程度X射线组采用X射线置钉导航定位方法：采用西门子R200 X射线机，胶片采用德国Agfa胶片，确定患者治疗方案，医师在X射线下进行置钉导航。螺旋CT组采用多层螺旋CT重建影像置钉导航定位方法：患者保持仰卧姿势，脚先进，下肢尽量伸直，扫描野以膝关节间隙为中心，范围依据平片。设置扫描条件：层厚0.625 mm、间隔0.625 mm，将薄层重建后的数据传送到影像工作站对骨折部位进行影像重

22、建。为了保证关节面清洗，多层螺旋CT重建时选择冠状位、矢状位15-16。2组患者均行腰硬联合麻醉，根据骨折分型选择相应的切口，患者置钉过程中X射线组根据X射线片进行导航定位，螺旋CT组根据多层螺旋CT重建影像进行导航置钉。对于术中合并严重韧带损伤和骨折者给予石膏外固定17-18。术后处理。对于石膏固定者，术后第2天开始进行功能锻炼，待外固定去除后进行主功能锻炼；未行石膏固定者，第2天进行膝关节屈伸功能锻炼，40 d后拄拐行走19-20。1.6 主要观察指标 2组患者治疗后进行胫骨平台骨折显示满意度评分。采用自拟问卷调查表对2组患者骨折显示满意度进行评分，评分内容包括骨折部位、骨折粉碎程度、骨折

23、移位情况及骨缺损程度。总分100分，得分 90分满意；得分在70-90分一般；得分 70分不满意；观察2组患者治疗过程中手术相关指标，如手术时间、出血量、术后引流量；观察2组患者一次置钉成功率；观察2组患者术后并发症发生率。1.7 统计学分析 采集数据采用SPSS 18.0处理，计数资料采用n/%表示，行卡方检验；计量资料采用s表示，行t 检验，P 0.05)，见表1。2.3 两组患者治疗后胫骨平台骨折显示满意度评分比较 螺旋CT组骨折部位、骨折粉碎程度、骨折移位情况以及骨缺损程度评分均显著高于X射线组(P 0.05)，见表2。2.4 两组患者治疗过程中手术相关指标比较 螺旋CT组患者采用多层

24、螺旋CT定位导航过程中手术时间、出血量、术后引流量均显著少于X射线组(P 0.05)，见表3。从图2可以看出，螺旋CT组经过多层螺旋CT导航定位后产生的创伤更小，更加利于术后恢复，显著优于X射线组(P 0.05)。2.5 两组患者一次置钉成功率比较 螺旋CT组一次螺置钉成功率显著高于X射线组(P 0.05)；螺旋CT组置钉2次以上者显著少于X射线组(P 0.05)，见表4。2.6 两组患者术后并发症发生率比较 螺旋CT组手术螺旋CT组 X射线组螺旋CT组 X射线组膝内翻畸形 切口不愈合 置钉松动 总发生率图2 两组患者术中出血量及术后引流量比较Figure 2 Comparison of in

25、traoperative blood loss and postoperative drainage volume in both groups postoperative drainage volume in both groups 2520151050-51 0008006004002000-200发生率(%)术中出血量(mL) 术后引流量(mL)图3 两组患者术后并发症发生率比较Figure 3 Comparison of postoperative complication rate between the two groups the two groups postoperative

26、 drainage volume in both groups 表2 两组患者治疗后胫骨平台骨折显示满意度评分(s，n=40)Table 2 Tibial plateau fractures show satisfaction score after treatment in both groups treatment in both groups 组别骨折部位骨折粉碎程度骨折移位情况骨缺损程度螺旋CT组24.920.4823.820.5623.920.4823.650.78X射线组21.020.4020.910.4122.220.3820.480.55t18.3520.4419.2421.7

27、4P 0.05 0.05 0.05 0.05年龄(岁)11-7712-78 0.05平均年龄(s，岁)40.51.942.02.0 0.05体质量(kg)43-8342-85 0.05平均体质量(s，kg)67.31.668.82.8 0.05表3 两组患者治疗过程中手术相关指标比较 (s，n=40)Table 3 Comparison of surgery-related indicators during treatment in both groups treatment in both groups 组别手术时间(min)术中出血量(mL)术后引流量(mL)螺旋CT组100.220.3

28、451.297.85612X射线组157.443.6557.3120.58924t25.7319.2520.44P 0.05 0.05 0.05表4 两组患者一次置钉成功率比较 (n=40，n/%)Table 4 Comparison of success rate of pedicle screw placement at the first time in both groups the first time in both groups treatment in both groups 组别一次置钉成功率置钉2次以上螺旋CT组38/952/5X射线组34/856/1525.937.21P

29、 0.05 0.05表5 两组患者术后并发症发生率比较 (n=40，n/%)Table 5 Comparison of postoperative complication rate in both groups treatment in both groups 组别膝内翻畸形切口不愈合置钉松动总发生率螺旋CT组1/32/50/03/8X射线组2/53/82/57/18211.15P 0.05后并发症发生率为8%，显著低于对照组的18%(P 0.05)，见表5。从图3可以看出，螺旋CT组采用多层螺旋CT定位导航后并发症发生率更低，显著低于X射线组(P 0.05)。3 讨论 Discussion

30、胫骨平台是机体膝关节最为重要的部位，其承受的负荷相对较大，骨折多为关节内骨折，且患者多见于车祸、高处坠落伤，患者发病后受到的力也相对复杂，如轴向力、侧向力或者不同力的混合21-22。同时，胫骨平台骨折相对复杂，临床表现也不尽相同，并且与膝关节受伤所处的位置，如伸直、外翻、内翻等关系密切。从胫骨平台骨折的结构来说主要由胫骨近端的内、外侧踝和股骨远端的内、外上踝以及前方的髌骨等组成23，患者骨折后如不及时治疗，将会影响肢体功能24-25。生物力学研究显示，只有螺钉沿着椎弓根轴线置入并达到理想的深度，采能获得最佳稳定性、理想的临床疗效。对于复杂性胫骨平台骨折患者，手术前能指导准确的置钉数，顺利手术，

31、减少置钉失败率。目前，临床上对于胫骨平台骨折更多的以手术治疗为主，该手术能帮助患者快速恢复关节功能，促进骨折部位早期愈合26。部分患者胫骨平台骨折置钉过程中由于缺乏理想的导航定位方法，导致患者治疗预后较差27。常规方法更多的以X射线检查为主，该方法虽然能满足手术需要，但是X射线片不能准确的反映软组织的损伤情况，容易产生伪影，影响患者导航定位效果，增加患者痛苦28-29。同时，X射线检查多数为二维的，对于复杂的胫骨平台置钉时需要三维图像。相关数据结果显示，X射线片在复杂性胫骨平台骨折成功率仅有66%，对于手术前计划的精度受到明显的限制30-31。因此，研究多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折

32、置钉中的应用对提高患者置钉准确率具有重要的意义。近年来，多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉中得到应用，且效果理想。本文中螺旋CT组骨折部位、骨折粉碎程度、骨折移位情况以及骨缺损程度评分，显著高于X射线组(P 0.05)。多层螺旋CT和X射线相比优势较多，该方法在患者手术前检查，能够对损伤部位进行重建，且显影主要为横断面，可以清洗的显示整个关节骨折情况、骨折粉碎程度以及关节面塌陷程度，能够更加清晰的显示骨折情况，可以为患者置钉提供导航定位，为提高临床治愈率提供参考32-33。本研究中螺旋CT组患者采用多层螺旋CT定位导航过程中手术时间、出血量、术后引流量，显著少于X射线组(P 0.05

33、)。同时，多层螺旋CT重建影像的应用具有其强大的后处理功能，能够通过三维重建和多平面重建技术对原始的二维CT横切面图像对骨折进行分型，从而能够大幅度提高患者导航定位的准确定，提高置钉一次成功率34-35。本研究中，螺旋CT组一次螺置钉成功率，显著高于X射线组(P 0.05)；螺旋CT组置钉2次以上者，显著少于X射线组(P 0.05)。多层螺旋CT重建影像和X射线片诊断相比能够清晰的显示胫骨平台骨折的位置、骨折线走向以及骨折块的体积、形状和移位方向等情况，对于胫骨平台骨折情况。多层螺旋CT采用优化采用扫描和滤过内插法，实现了围绕X轴、Z轴任意旋转，重建图像，保证任何病灶均能够该处为中心，进行图像

34、重建36-37。同时，该方法在成像时利用立体成像方法，成像过程中利用表面轮廓重建技术能够对原始CT扫描物体表面数据进行重建，形成更加清晰的三维图像，能够保证患者手术治疗过程中置钉精度，并且多层螺旋CT扫描速度更快，对复杂的骨折更加显示其解剖细胞，能够多方位、多轴向、立体的显示胫骨平台骨折及整个膝关节的解剖关系，能够为制定的导航和定位提供依据38。本研究中螺旋CT组手术后并发症发生率为8%，显著低于对照组的18%(P 0.05)。但是临床上对于单一采用多层螺旋CT重建影像定位导航效果不理想者，则可以联合其他方法定位导航，提高临床治愈率。综上所述，多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉中效果

35、理想，能确定置钉的准确位置并进行导航，从而准确置入螺钉，提高治愈率，促进复杂性胫骨平台骨折的早期恢复，具有较高的临床应用价值。作者贡献：徐红卫负责试验实施，吴卫国负责审核。利益冲突：所有作者共同认可文章内容不涉及相关利益冲突。伦理问题：试验方案经郑州大学第五附属医院伦理委员会批准，试验方案已经患者/家属知情同意。文章查重：文章出版前已经过CNKI反剽窃文献检测系统进行3次查重。文章外审：文章经国内小同行外审专家双盲外审，符合本刊发稿宗旨。作者声明：第一作者徐红卫对研究和撰写的论文中出现的不端行为承担责任论文中涉及的原始图片、数据(包括计算机数据库)记录及样本已按照有关规定保存、分享和销毁，可接

36、受核查。文章版权：文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权相关协议。4 参考文献 References1 李林,蒋亦军,邓家仁.锁定钢板内固定治疗复杂胫骨平台骨折临床疗效观察J.海南医学院学报,2012,18(7): 932-934.2 蔡伟斌,胡鸿璇,郭新辉,等.锁定加压钢板与解剖钢板置入内固定治疗复杂胫骨平台骨折J.中国组织工程研究, 2012,16(52):9750-9755.3 楚晓丰,阮洪江,姚束烨.关节镜辅助下微创手术治疗胫骨平台骨折J.中国矫形外科杂志,2012,23(4):374-375.4 Zhu Y,Yang G,Luo CF,et al.Computed tomogra

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