CT图像后处理技术结合磁共振成像对踝关节骨折分型及术后并发症的评估价值

刘明炯，那 蓉，邱芬芬，刘永萍，朱 清

踝关节是人体负重最大的屈戍关节，行走、跳跃活动主要依靠踝关节的背伸、跖屈运动［1］，行走时的负荷值为体质量的5倍。创伤后常造成关节内骨折，早期正确的治疗能有效帮助关节修复，减少严重并发症的发生。影像学对踝关节骨折患者的评估价值显著，CT图像后处理技术及磁共振成像 (MRI)检查作用更为突出，两者有效地结合对踝关节骨折的诊治有十分重要的意义。本研究运用CT图像后处理技术结合MRI检查对踝关节骨折进行准确地分型、分度，并探讨其对术后并发症的评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2011年1月—2013年6月南昌市第二医院收治的踝关节骨折患者51例为研究对象，其中男34例，女17例;年龄13～82岁，平均 38.6岁。均因车祸、剧烈运动等创伤原因入院，临床表现为踝关节疼痛、肿胀、变形等。

1.2 检查方法 采用GE公司的Brightspeed 16层螺旋CT，患者仰卧水平位，扫描条件为120 kV，300 mA，0.8 s，512×512矩阵，采用16排螺旋方式扫描，螺矩为 1.375，层厚 1.25 mm，视野(Fov)20 cm;采用PHILIPS公司Achieva 1.5 T磁共振机，运用足膝关节线圈行T1WI、T2WI及质子加权 (PDWI)序列的矢状、冠状及轴位扫描，层厚为3 mm，层间距为5 mm。扫描范围为胫腓骨下1/3至跟骨水平面。

1.3 图像分析 将CT原始数据传输至ADW 4.5工作站，采用多平面重建(multi － and curved planar reformations，MPR/CPR)、表面容积重建 (shaded surface display，SSD)和容积再现 (volume rendering，VR)法显示踝关节骨折的多平面及三维结构。MRI矢状位、冠状位及轴位的T1WI、T2WI常规及压脂序列图像结合矢状位PDWI图像判断关节韧带及骨质内微小骨折、水肿情况。CT图像后处理技术、MRI检查相结合，按受伤时足所处的位置及所受暴力的方向，根据骨和韧带损伤的程度行Lauge－Hansen分型、分度:旋后 (内翻)外旋型 (SE)分4度，Ⅰ度:下胫腓前韧带的撕裂;Ⅱ度:Ⅰ度伴腓骨下胫腓联合处的斜形或螺旋型骨折;Ⅲ度:Ⅱ度伴后踝骨折或下胫腓后韧带撕裂;Ⅳ度:Ⅲ度伴内踝骨折或三角韧带撕裂。旋前 (外翻)外旋型 (PE)分4度，Ⅰ度:内踝横行骨折或三角韧带撕裂;Ⅱ度:Ⅰ度伴下胫腓前韧带损伤;Ⅲ度:Ⅱ度伴外踝上方螺旋骨折;Ⅳ度:Ⅲ度伴下胫腓后韧带损伤。旋后内收型(SA)分两度，Ⅰ度:外踝撕脱性骨折或外侧副韧带损伤;Ⅱ度:Ⅰ度伴内踝骨折。旋前外展型 (PA)分3度，Ⅰ度:内踝骨折或三角韧带断裂;Ⅱ度:Ⅰ度伴有下胫腓韧带损伤;Ⅲ度:Ⅱ度伴有外踝骨折 (胫距关节平面以上的腓骨远端短斜骨折)。旋前背屈型 (PD)分4度，Ⅰ度:内踝骨折;Ⅱ度:Ⅰ度伴胫下关节面前缘骨折;Ⅲ度:Ⅱ度伴腓骨远端高位骨折;Ⅳ度:Ⅲ度伴胫下关节面后缘骨折。术后疗效评价参照Leeds的X线术后评估标准:好:外踝无内外侧移位，前后移位＜2 mm;内踝无内外侧移位，前后重叠移位＜2 mm;后踝移位＜2 mm;内踝穴间隙正常;下胫腓分离 (胫腓间隙)2.5～4.0 mm。良:外踝内外侧移位＜2 mm，前后移位2～5 mm;内踝无内外侧移位，前后重叠移位2～5 mm;后踝移位2～5 mm;内踝穴间隙增宽＜2 mm;下胫腓分离 (胫腓间隙)4～6 mm。差:外踝内外侧移位＞2 mm，前后移位＞5 mm;内踝有内外侧移位并伴有成角或旋转，前后重叠移位＞5 mm，后踝移位＞5 mm，伴距骨后脱位;内踝穴间隙增宽＞2 mm;下胫腓分离 (胫腓间隙) ＞6 mm。由两位高年资医师做诊断分析。病例数据用统计描述法列表对比。

2 结果

2.1 CT图像后处理技术结合MRI对踝关节骨折分型的评估 51例踝关节骨折患者中左踝29例，右踝22例;内踝28例，外踝36例，后踝6例，其中13例为两踝或三踝骨折。Lauge－Hansen分型中，SE 15例，PE 9例，SA 11例，PA 7例，PD 9例。51例踝关节骨折患者的Lauge－Hansen分型、分度情况见表1。

MPR/CPR、SSD和VR技术对踝关节三踝的骨折、周围肌腱形态及损伤显示清晰 (见图1、2)，诊断正确率为100%。对三角韧带、距腓前韧带、距腓后韧带、胫腓前韧带、胫腓后韧带显示率分别为78.4% (40/51)、52.9% (27/51)、52.9% (27/51)、33.3% (17/51)、41.2%(21/51)(见表2)。

表1 51例踝关节骨折患者的Lauge－Hansen分型、分度情况 (例)Table 1 51 patients with ankle fractures Lauge－Hansen parting and indexing statistics

图1 左踝关节CT图像后处理技术能清晰显示外踝骨折Figure 1 Left ankle CT image post－processing technology clearly showing that external ankle fractures

MRI多方位、多序列图像能有效地显示韧带的形态、信号改变，检出韧带损伤45例，检出率为88.2%，以三角韧带及距腓、腓跟韧带最为清晰 (见图3)。51例患者中24例骨折线影显示模糊，其中16例骨髓腔内可见出血、水肿;27例骨折、出血、水肿等影像均能显示。

图2 关节周围肌腱显示清晰，外踝韧带显示模糊Figure 2 Clear joint surrounding tendons and fuzzy external ankle ligament

图3 MRI冠状及轴位均能良好地显示左踝关节外踝距腓前韧带损伤 (白色箭头)、周围关节腔内积液，手术证实距腓前韧带断裂Figure 3 MRI coronal and axial displaying the left ankle external ankle talofibular ligament damage(white arrow)，peripheral articular cavity effusion and confirmed talofibular ligament rupture before surgery

2.2 CT图像后处理技术结合MRI对术后并发症的评估 38例手术患者术后根据CT检查参照Leeds的X线术后评估标准进行分类。好:外踝无内外侧移位，前后移位＜2 mm的6例;内踝无内外侧移位，前后重叠移位＜2 mm的4例;后踝移位＜2 mm的7例;内踝穴间隙正常2例;下胫腓分离 (胫腓间隙)2.5～4.0 mm的1例，共20例。良:外踝内外侧移位＜2 mm，前后移位2～5 mm的4例;内踝无内外侧移位，前后重叠移位2～5 mm的5例;后踝移位2～5 mm;内踝穴间隙增宽＜2 mm的2例;下胫腓分离(胫腓间隙)4～6 mm的2例，共13例。差:三踝间隙＞2 mm的3例，前后移位＞5 mm的0例，胫腓间隙＞6 mm的2例，共5例;另关节间隙内异物清除不全2例，关节软骨明显损伤3例;预测创伤性关节炎发生率为26.3%(10/38)。追踪观察12～18个月，创伤性关节炎的实际发生率为13.2%(5/38)，主要原因:关节面吻合面积过小、踝穴间隙＞2 mm 2例，周围韧带固定不牢、软骨损伤2例，关节面复位不良或清除不全1例。术后切口感染3例，占7.9%。

3 讨论

踝关节创伤性骨折是常见的骨科损伤性疾病，骨折的类型及移位形式复杂多样。常规X线片仅能提供一维图像，对于内外踝骨折显示尚可，对后踝骨折块的大小和移位显示则较为困难。单纯X线片检查难以全面、准确地判断骨折情况，必然会增加患者漏诊率，对需手术治疗的患者，如选择错误的内固定方式，更是极大地制约了患者治愈的效果［2］。磁共振不仅能检查出韧带损伤的具体情况，还能发现其他潜在的损伤，有助于判断韧带究竟是松弛、撕裂、断裂还是撕脱，得出一个相对完整的诊断，对治疗有指导意义［3］，但检查时间较长，需要患者良好的配合;对骨折线的显示不佳;尚不能三维重建，不及 CT直观并富有立体感［4］。国内外医学界中，CT三维成像技术已广泛运用于骨关节疾病的诊断，其对关节炎、先天性畸形、肿块、关节损伤及术后的全面认识是非常有意义的［5－7］。其中MPR可以清晰地显示细微的骨折，SSD显示关节分离及关节面骨折情况，VR准确地显示内、外及后踝的骨折类型及移位情况，并可任意方向地旋转，消除图像重叠;通过阈值的调节显示肌腱及部分韧带形态，结合MRI检查能提供踝穴与距骨的一致性以及软组织结构的情况，提高对复杂骨折分型诊断的正确率，给外科医生提供准确的手术资料［8－9］。

Lauge－Hansen分型、分度是一种有效的术前评估方法，清晰地表达了踝关节受伤时足的姿势、外力方向及韧带损伤和骨折间的关系，对骨折断端有全面的认识，使医师明确骨折粉碎的程度、骨折断端的移位方向、骨折碎块的位置、关节面移位的程度、关节韧带及周围肌腱的损伤情况，尤其对于后踝，重点了解骨折范围大小和骨折线的方向，找到相对安全的区域进行切口及固定，指导医师制定出详细、周密的治疗方案［10］，为获得良好的疗效打下坚实的基础。本研究利用CT图像后处理技术结合MRI检查，对51例踝关节骨折患者均能进行准确的Lauge－Hansen分型、分度。CT对骨折类型、关节面受累、周围肌腱形态显示率为100%，利用分层剥离软组织及肌腱结构，亦能显示关节韧带，其中三角韧带显示率最高，为78.4%，胫腓前韧带显示率最低，为33.3%，对关节韧带及损伤的显示较低，可能与韧带周围软组织常发生出血、水肿，密度增高有关系，如结合MRI检查，Lauge－Hansen分型、分度准确度明显提高。

踝关节骨折的 Lauge－Hansen分型中，如关节明显错位，踝穴间距2 mm及以上或骨折累及关节面致关节面不平整、关节间隙内有碎骨片或胫腓分离，关节固定不稳等情况均需手术治疗，38例手术患者均出现以上一种或多种手术指征，手术治疗目的在于清除关节间隙内异物、平整关节面，重塑踝穴及加强关节固定，最大限度地恢复踝关节的功能。早期彻底的清创、准确的解剖复位与坚强的内固定有利于肢体早期进行功能锻炼，促进功能恢复［11］，也是增加手术成功率及减少术后严重并发症发生的关键。

创伤性踝关节炎是由创伤引起的以关节软骨的退化变性和继发的软骨增生、骨化为主要病理变化，以关节疼痛、活动功能障碍为主要临床表现的一种疾病，是踝关节骨折患者严重的并发症，手术如解剖复位不良，关节固定不牢，踝穴增宽或变窄，均可发生负重性疼痛或关节不稳，最终导致创伤性关节炎的发生［12］，对关节功能造成严重影响，有作者认为其发生率为30%［13］。本研究对已行手术固定的38例患者预测创伤性关节炎发生率为26.3%，实际发生率为13.2%，关节踝穴间距＞2 mm或/和骨折累及关节面致关节面不平整，间隙间有碎骨片或/和韧带固定不牢等是发生创伤性关节炎的主要原因。术后患者，CT能显示螺丝钉固定的正确位置［14］，了解骨折修复情况，并能重建踝穴的形态，测量关节面的吻合程度，据此来判定踝关节术后的稳定性，并推测并发症的发生及预后，是踝关节骨折研究发展的新方向。

踝关节周围的皮肤弹性及移动性差，皮下软组织较薄，当发生骨折、脱位或韧带损伤时，如果切开复位内固定时的切口设计不合理，过多地剥离及牵拉，就容易出现术后感染、皮缘坏死、浅表和深部感染及骨髓炎［15－17］。以合适的位置、最小的切口、清楚的暴露、最少的剥离及有效的简单内固定结合外固定的方式来完成手术，就可将皮缘坏死及感染降低到最低程度，提高疗效，以获得最好的功能［18］。本组病例发生术后切口感染的共3例，占7.9%，与术中过多的剥离及固定方法选择的不合理有关。

踝关节骨折患者的良好修复有赖于对关节构骨、肌腱、韧带损伤的全面了解，单纯的CT或MRI检查均存在一定缺陷，只有将二者有效地结合，合理分型，选择最佳手术方案，才能早期得到康复，预防严重并发症的发生。对于术后患者，关节整体修复情况可以预测严重并发症的发生，但过多的金属植入物及其与韧带间距离较近等因素均影响韧带及关节面的观察，与实际发生率存在一定差距。

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