胫骨平台骨折重建过程中64层CT的定位导航方法

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.26.019

摘要/Abstract

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文题释义：

CT三维重建：是借助计算机对生物组织结构影像的连续图像进行后处理，获得三维图像并能进行定量测量的一项形态学研究新技术与新方法，在骨科疾病的诊断中应用广泛，如重叠因素较多的脊柱病变、髋臼骨折、胫骨平台骨折等，可以立体、多角度地显示骨骼与其相邻结构的解剖关系，指导手术方案，模拟手术切除，预测手术的可能性。同时，CT三维重建技术分辨率较高，通过对图像采取多项操作可以获得更加全面的无干扰视角，避免定位导航过程中的盲点。

胫骨平台骨折内固定：临床上对于胫骨平台骨折更多的以内固定手术治疗为主，该方法能有效改善骨折创面，促进骨折部位的早期愈合。但是，患者手术过程中更多的依赖于医师的专业技能，凭借多年的临床经验等进行定位导航，该定位导航方法虽然能满足手术需要，但是随意性相对较大，对患者的创伤也比较大，不利于患者预后康复。近年来，64层CT重建技术在胫骨平台骨折定位导航中得到应用且效果理想。

摘要

背景：64层CT重建技术在胫骨平台骨折中得到应用且效果理想，该技术能够立体的、多方位的重建骨折的三维空间关系，为医师治疗提供更加科学的定位导航标准，提高临床治愈率。但临床上对于64层CT重建技术在胫骨平台骨折中的定位导航方法缺乏统一标准。

目的：研究胫骨平台骨折中64层CT重建的定位导航方法及效果。

方法：纳入44例胫骨平台骨折患者，其中男27例，女17例，年龄21-74岁，随机分为2组，每组22例，对照组依据医师经验进行定位导航固定治疗，试验组依据64层CT重建结果进行定位导航固定治疗。比较两组两组骨折愈合时间、完全负重时间、治疗后1年膝关节活动度、治疗后1年膝关节功能恢复及不良反应情况。

结果与结论：①两组完全负重时间、治疗后1年膝关节活动度比较差异无显著性意义(P > 0.05)，试验组骨折愈合时间显著短于对照组(P < 0.05)；②试验组治疗后1年膝关节功能优良率为100%，显著高于对照组的81%(P < 0.05)；③试验组治疗后并发症发生率为8%，显著低于对照组的18%(P < 0.05)；④结果表明：64层CT重建在胫骨平台骨折定位导航中效果理想，能够清晰模拟置钉内固定通道，清晰显示胫骨平台骨折解剖形态学特点，提高内固定技术精度，提高修复效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

ORCID: 0000-0002-0470-705X(徐红卫)

关键词: 骨科植入物, 骨植入物, 定位导航, 64层CT重建技术, 胫骨平台骨折, 手术成功率, 手术方法, 膝关节功能, 并发症, 解剖形态学, 修复效果

Abstract:

BACKGROUND: 64-slice CT reconstruction technique for tibial plateau fractures has obtained satisfactory results. This technology can reconstruct three-dimensional fracture relations, provide more scientific positioning and navigation standards for physicians, and improve the clinical cure rate. However, in the clinic, navigation method of 64-slice CT reconstruction techniques for tibial plateau fractures lacks a unified standard.

OBJECTIVE: To study the navigation method and effect of 64-slice CT reconstruction in tibial plateau fractures.

METHODS: A total of 44 patients with tibial plateau fractures were enrolled in this study, including 27 males and 17 females, at the age between 21 and 74 years old. These patients were randomly divided into two groups (n=22). The control group underwent navigation method according to physician’s experience. The test group underwent navigation method according to 64-slice spiral CT scan results. Healing time, full weight-bearing time, knee motion range at 1 year postoperatively, the recovery of knee function at 1 year postoperatively and adverse reaction were compared between the two groups.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) No significant differences in full weight-bearing time and knee motion range at 1 year postoperatively were detected between the two groups (P > 0.05). Healing time was significantly shorter in the test group than in the control group (P < 0.05). (2) The excellent and good rate of knee joint was 100% at 1 year postoperatively in the test group, which was significantly higher than the control group (81%) (P < 0.05). (3) The complication rate was significantly lower in the test group (8%) than in the control group (18%) (P < 0.05). (4) These results indicate that the effect of 64-slice CT reconstruction for navigation in tibial plateau fractures was ideal, could clearly simulate the pedicle screw fixation channel, visibly display anatomic characteristics of tibial plateau fractures, improve internal fixation accuracy, and improve repair effect.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Tibial Fractures, Intra-Articular Fractures, Cicatrix, Hypertrophic, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

徐红卫. 胫骨平台骨折重建过程中64层CT的定位导航方法[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(26): 3923-3928.

Xu Hong-wei. Navigation method of 64-slice CT reconstruction in tibial plateau fractures[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(26): 3923-3928.

图/表（结果） 2

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引言

胫骨位于小腿的内侧，对支持体质量起重要作用，为小腿骨中主要承重骨，胫骨近端关节面和干骺端之间的接触面，临床上称之为胫骨平台^[1]。人体下肢膝关节构成相对复杂，包括股骨下端和胫骨上端，而胫骨平台处于二者的接触面，其承受的力比较复杂，更加容易受到创伤，其损伤后对膝关节功能及患者的日常生活均会产生不良影响^[2-3]。目前，临床上对于胫骨平台骨折更多的以复位内固定手术治疗为主，该方法能够有效改善骨折损伤，促进机体恢复^[4-5]。但是，患者复位内固定治疗过程中传统的定位导航方法主要依赖于医师的临床经验、手感等进行，这些方法在定位导航过程中对于医师的专业技能要求较高，一般难以推广^[6-7]。

近年来，64层CT重建技术在胫骨平台骨折的定位导航中得到应用且效果理想^[8]。64层CT重建技术主要立足于CT，通过三维重建技术对关节部位进行直观、立体观察，进一步明确胫骨平台骨折损伤程度，帮助医生了解骨折及损伤部位，提高手术治疗成功率^[9-10]。相关学者进行了一次试验，试验中采用CT三维重建技术对胫骨平台骨折患者进行定位导航，结果显示，CT三维重建技术能够提高骨折端的立体表现，对临床治疗中的定位导航具有重要意义^[11-13]。同时，CT三维重建技术分辨率较高，通过对图像采取多项操作可以获得更加全面的无干扰视角，避免定位导航过程中的盲点。但是，临床上对于64层CT重建技术在胫骨平台骨折中的定位导航方法尚缺乏报道^[14-15]。

试验选择2014年12月至2015年12月郑州大学第五附属医院收治的44例胫骨平台骨折患者的资料进行分析，研究64层CT重建技术在胫骨平台骨折中的定位导航方法及效果，为提高手术成功率提供依据。

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材料方法

1.1 设计 回顾性病例分析。

1.2 时间及地点 试验于2014年12月至2015年12月郑州大学第五附属医院完成。

1.3 对象 选择2014年12月至2015年12月郑州大学第五附属医院收治的44例胫骨平台骨折患者的资料进行分析，将患者采用随机数字方法分为对照组和试验组，每组22例。入选患者均符合胫骨平台骨折临床诊断标准，且均经过X射线、CT等确定。受伤原因：19例车祸伤，15例撞伤，6例跌伤，4例其他；4例患者伴有交叉韧带断裂，2例合并半月板撕裂；HOHI分型：12例Ⅰ型，9例Ⅱ型，14例Ⅲ型，4例Ⅳ型，4例Ⅴ型，1例Ⅵ型。

纳入标准：①入选患者均符合胫骨平台骨折临床诊断标准，且患者入院后局部存在明显的压痛感；②胫骨平台骨折到入院时间为0-7 d；③患者及家属对治疗方案、定位导航方法等知情同意其具备知情权，且试验经医院伦理会批准。

排除标准：①不符合临床诊断标准及纳入标准者；②合并血管神经等相关严重并发症者；③合并自身免疫系统疾病或严重脏器功能衰竭征象者。

1.4 方法

术前检查：患者入院后均给予常规方法处理，对患者行膝关节X射线正侧位片、CT三维重建检查。同时，患者治疗前给予石膏制动，冰袋外敷，根据检查结果确定手术治疗方案^[16-20]。

对照组治疗方法：将入选患者根据术前检查结果以及确定的治疗方法进行内固定技术治疗，凭借医师的临床经验、手感以及患者的临床表现等进行定位导航，患者内固定完毕后在C臂X射线下观察内固定的位置和方法，待满意后缝合切口^[21-22]。

试验组治疗方法：①64层CT重建：患者内固定手术治疗前采用64层CT重建技术进行重建，扫描过程中应保持扫描基线与病变椎管横径的平行，根据扫描范围，设置扫描参数：120 kV、95-110 mA、5 s、矩阵512×512，扫描时间为1s，床台移动速度为1-5 s，层厚0.625-1.25 mm，三维重建距离为1 mm，CT阈值下限为140-300，上限为2 000-2 048，间隔为0.5-2.0。将获得的网络图像传输到计算机工作台中，根据配套软件对骨折部位运用骨重建算法进行重建，并在图像上标注定位导航的坐标^[23-24]。根据手术需要参考人体解剖坐标轴进行标注，获取相应的图像。获得胫骨平台CT重建图像后，由手术医师和放射医师共同阅片，制定手术治疗方案^[25]。手术过程中根据重建骨折损伤模型，依据64层CT重建结果进行定位导航固定治疗，定位导航过程中依据模型进行手术，提高治疗精度和成功率，见图1。由此看出，利用64层CT重建技术能清晰显示骨折位置，能为定位导航提供坐标。

术后处理：两组患者手术完成后根据术后情况给予抗生素预防感染，根据患者恢复情况进行骨折部位功能锻炼，40 d后拄拐行走。

1.5 主要观察指标 ①观察两组患者治疗过程中手术相关指标，如手术时间、术中出血量、住院时间。②观察两组患者骨折愈合时间、完全负重时间和治疗后1年膝关节活动度。③两组患者治疗后1年Rasmussen 胫骨髁部骨折膝关节功能评分^[26-27]，包括关节面塌陷、平台增宽、成角畸形(内翻或外翻)3个方面，每个方面最低分为0分(差)，最高分为6分(优)，总分得分越高说明关节功能恢复越好。同时判定临床表现，患者临床症状消失，膝关节活动> 120°，能正常行走，为优；患者临床症状得到改善，膝关节活动在90°-120°，能行走，为良；患者临床症状有所缓解，膝关节活动在60°-90°，不能行走，为可；患者定位导航失败，需要二次手术，为差。④观察两组患者治疗后并发症发生情况。

1.6 统计学分析 采用SPSS 18.0软件对采集到的数据进行分析，其中符合正态分布的数据进行单因素方差分析，存在统计学意义的予以LSD法两两比较。P < 0.05提示经比较两组数据间存在统计学差异。

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讨论

胫骨平台解剖结构相对比较特殊，该位置除了表面外，内容物更多的由具有良好弹性、抗压能力相对较差的骨小梁构成，机体在撞击和冲击状态下容易发生骨折^[28-29]。从空间结构来说，外界细微力作用下均会引起骨折，再加上胫骨平台骨折多数为高强度外力引起，并伴有不同程度的周围组织损伤，影响患者正常生活^[30-31]。目前，临床上对于胫骨平台骨折更多的以内固定手术治疗为主，该方法能有效改善骨折创面，促进骨折部位的早期愈合。但是，患者手术过程中更多的依赖于医师的专业技能，凭借多年的临床经验等进行定位导航，该定位导航方法虽然能满足手术需要，但是随意性相对较大，对患者的创伤也比较大，不利于患者预后康复^[32-33]。

近年来，64层CT重建技术在胫骨平台骨折定位导航中得到应用且效果理想。研究中，两组患者术中出血量比较差异无显著性意义(P > 0.05)，试验组手术时间及住院时间显著少于对照组(P < 0.05)。由此看出，64层CT重建技术的定位导航能够缩短手术时间，促进患者早期恢复。64层CT重建技术能够在术前了解患者骨折线的走形及踝间骨折，术前通过64层CT进行扫描，能获得患者骨折相关资料，并将其输入到相关软件中，对骨折部位进行三维重建，避免了骨质结构的重叠和干扰，能够从不同角度直视清晰地显示胫骨平台骨折的位置、范围及形态，并且能够观察到胫骨平台劈裂位移的方位，对患者骨折类型进行评估，完成相应的定位导航^[34-35]。研究中，两组患者完全负重时间、治疗后1年膝关节活动度比较差异无显著性意义(P > 0.05)，试验组骨折愈合时间显著短于对照组(P < 0.05)。同时，64层CT重建技术的运用能够完成立体三维图像，使得医师能够将64层CT重建技术定位导航与实际相互结合，选择更加合适的手术入路及内固定方法，为患者制定出更加完善的治疗方案^[36-37]。研究中，试验组治疗后1年Rasmussen胫骨髁部骨折膝关节功能优良率为100%，显著高于对照组的81%(P < 0.05)。此外，64层CT重建技术能够保证医师在直视下完成相应的导航、定位步骤，能够避免了手术过程中产生的创伤，更加有利于患者术后恢复，降低了术后并发症发生率，促进患者早期恢复^[38-40]。研究中，试验组术后并发症发生率为8%，显著低于对照组的18%(P < 0.05)。

综上所述，64层CT重建技术在胫骨平台骨折定位导航中效果理想，能够清晰模拟置钉内固定通道，清晰显示胫骨平台骨折的解剖形态学特点，提高内固定置钉治疗精度，提高修复效果，具有较高的临床应用价值。

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