旋后外旋型踝關節骨折脛腓骨遠端CT值分析

李世元，陳前永，李小河，張敏，耿磊，夏克，萬里甫，方鑫，宋飛，符來想，燕磊

旋后外旋型踝關節骨折是常見的踝關節損傷類型，根據病人骨折和韌帶損傷的不同，分為Ⅰ～Ⅳ°，不同的分度代表了關節損傷的嚴重程度。關節損傷最開始下脛腓前韌帶，后可出現外踝骨折，在關節后方可伴有脛腓后韌帶斷裂或后踝骨折，內側可伴有三角韌帶斷裂或內踝骨折。不同的骨折模式所采取的治療方案不同。骨折的發生可能會伴隨有周圍結構骨密度的差異，這種差異可能會影響到治療方案的選擇。人體內某個局部的密度可以用計算機體層攝影（CT）來加以測量，這在人體的很多解剖區域已經得到證實。不同的踝關節損傷模式是否會出現周圍結果骨密度的差異還不清楚。為此，本研究的目的在于利用CT灰度值測量間接評價旋后外旋型踝關節骨折不同損傷類型病人骨密度的差異，從而為疾病的診斷和治療提供指導。

1 資料方法

1.1 一般資料 回顧性分析2016年1月至2018年12月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇一醫院治療的踝關節損傷病例，入選標準：①確診為旋后外旋型骨折；②同時接受了CT掃描和X片攝片；③臨床病例資料完整；④年齡范圍為18～60歲。排除標準：①骨骼發育不全；②除此次外，以往已存在踝關節骨折史；③已存在踝關節植入物。最后共有32例病人入選，其中男13例，女19例，年齡（42.9±10.8）歲，年齡范圍為23～58歲。通過X線和術中結果，最終對全部病人進行分型（圖1），發現單踝骨折5例（僅外踝骨折）、雙踝骨折6例（同時伴有內踝或后踝骨折）、三踝骨折21例（外踝、內踝和后踝同時骨折）。病人及其近親屬知情同意。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求。三種骨折類型病人的性別、年齡、損傷來源、傷口類型和關節脫位情況見表1，差異無統計學意義。

圖1 旋后外旋型踝關節骨折的正位和側位片：A～C為正位X片；D～F為側位X片；A、D為單踝骨折；B、E為雙踝骨折；C、F為三踝骨折

1.2 評價方法 使用西門子雙源CT、GE公司64層螺旋CT進行掃描，普通平掃，掃描厚度3 mm。利用圖像存檔和通信系統，在工作站中測量脛骨和腓骨遠端軸位圖像松質骨的平均CT值（圖2），文獻已經證實在其它解剖區域CT值能夠反應局部的骨密度情況。脛骨遠端CT值的測量平面位于踝關節脛骨下關節面上方1 cm左右處，注意避開骺線和骨折線層面；腓骨遠端CT值的測量平面約位于踝關節腔平面。感興趣區選擇去除皮質骨和骨折區的最大范圍。以上述測量平面為基準，選擇上下3個連續橫斷層進行測量，脛骨和腓骨測量共獲得6組數據，取平均值為該病人脛腓骨遠端的CT值。

1.3 統計學方法 收集的全部數據輸入SPSS 21.0軟件中進行統計學處理，定量資料用x±s表示，多組間的比較采用單因素方差分析，其中兩兩比較采用LSD法；組間定性資料采用Fisher確切概率法進行比較。病例分為兩組行受試者工作特征（ROC）曲線分別計算CT值區分單踝骨折、雙踝骨折和三踝骨折的能力，計算cut-off值（最佳CT值）、靈敏度和特異度。P＜0.05為差異有統計學意義。

圖2 脛骨和腓骨遠端CT值測量平面和測量方法：A、B為脛骨遠端CT值在踝關節腔平面上方約1 cm處測量；C、D為腓骨遠端CT值在踝關節腔平面測量；A、C為冠狀面圖像定位；B、D為感興趣區的選擇

2 結果

單踝、雙踝、三踝骨折病人脛腓骨遠端骨松質CT值分別為（327.30±25.31）HU、（256.42±27.47）HU、（199.36±34.62）HU，單因素方差分析結果顯示組間差異有統計學意義（F=34.083，P＜0.001），LSD法兩兩比較顯示各組間均差異有統計學意義（單踝vs雙踝，P=0.001；單踝vs三踝，P＜0.001；雙踝vs三踝，P=0.001）。

用ROC曲線比較單踝骨折和雙踝骨折的脛腓骨遠端骨松質CT值的差異，顯示區分單踝和雙踝骨折的最佳CT值282 HU，此時曲線下面積為0.967（P=0.011），靈敏度為100%，特異度為83.33%；ROC曲線比較雙踝關節和三踝關節的脛腓骨遠端骨松質CT值的差異，顯示區分雙踝和三踝骨折的最佳CT值為220 HU，此時曲線下面積為0.889（P=0.004），靈敏度為100%，特異度為66.67%。

3 討論

旋轉型踝關節骨折存在骨和韌帶的不同的損傷模式。Lauge-Hansen從損傷機制的角度描述了踝關節骨折的病理解剖，其把旋后外旋型踝關節骨折的進程分為4期。隨后的研究對于如何準確地應用Lauge-Hansen分類存在一定的疑惑，這種分類方式提出的生物力學角度可能不能解釋所有旋轉踝關節骨折模式。然而，由Lauge-Hansen最初描述的損傷分類方案已在臨床證明是可靠的。

雖然踝關節骨折的分期和特定的損傷模式已經得到了很好地描述，但是為什么一些病人容易發生韌帶或骨的損傷還不清楚。雖然外傷的不同類型影響到骨折模式，但是并不能解釋同樣類型的外傷為什么會表現出不同的骨折模式。本研究顯示踝關節附近的局部CT值與病人骨或韌帶的損傷程度顯著相關，單踝骨折病人的脛腓骨遠端骨松質CT值顯著高于雙踝骨折病人，后者又顯著高于三踝骨折病人，CT值的高低能夠反映病人局部的骨密度情況。通過本研究結果可以推測，對于那些骨密度高的病人，后韌帶和內測韌帶的損傷會發生在骨折之前；相反的，對于骨密度較低的病人，骨折會發生在韌帶損傷之前。

表1 旋后外旋型踝關節骨折32例單踝、雙踝和三踝關節骨折的一般資料對比

其他研究也利用CT值評價了骨密度和其它解剖部位骨折模式之間的潛在相關性。Lee等證明，肱骨頭骨密度降低與骨折粉碎增加有關。同樣，Hey等檢查了髖部骨折病人股骨近端的骨區域密度，并得出結論，髖部骨折模式可能受髖部不同區域骨密度的影響。隨著骨質疏松癥發病率的增加，骨密度對于臨床醫生和外科醫生在治療骨折病人時越來越重要。骨密度對外科治療選擇和植入物強度的選擇具有重要意義。如果知道某個手術病人的骨密度很低，則需要準備一些輔助的固定策略。即使手術固定技術不改變，也提示臨床醫生關注病人的骨代謝變化，了解是否存在其它骨質疏松性骨折的發生。

為了定量分析踝關節骨折模式與脛腓骨CT值之間的關系，我們還用ROC曲線來計算最佳的診斷值，結果顯示，用282 HU區分單踝骨折和雙踝骨折的曲線下面積高達0.967，用222 HU區分雙踝骨折和三踝骨折的曲線下面積同樣高達0.889。因此，通過脛腓骨遠端骨松質CT值的測量，我們能夠初步預測踝關節骨折的模式，避免誤診的發生。值得注意的是，每種型號機器的參數不一樣，導致具體的CT值可能存在區別，這就需要在應用過程中結合自己醫院的情況進行適當的調整。

病人脛腓骨的CT值還受其它因素的影響。年齡是一項重要的影響因素，老年人的骨質疏松會使得CT值降低，兒童的骨質未發育完善，也可能出現CT值的降低。為了避免年齡對結果的干擾，本研究選擇了成年病人、并排除了老年病人作為研究對象。此外，骨折導致的血腫和骨髓水腫也可能干擾CT值的測量，由于血腫或水腫最明顯的區域位于骨折線的周圍，因此本研究的CT值測量平面避開了骨折線所在層面，盡量保證了數據的可靠性。

綜上所述，本研究對于不同類型旋后外旋型踝關節骨折病人的脛腓骨遠端骨松質CT值分析顯示，雙踝或三踝骨折病人踝關節附近的CT值（骨密度）較單踝骨折顯著降低，建議骨科醫生應該根據病人的骨密度情況選擇合適的內固定方法和器具。