3946 doi: 10.13241/j.cnki.pmb.2015.20.041 双源 CT 测量前交叉韧带单束重建术后隧道位置的临床研究 * 赵 阳 丁 明 杜天舒 徐 虎 王迎春 张春礼 第四军医大学西京骨科医院运动损伤科 陕西 西安 710032 摘要 目的 应用双源 CT Dual-source computer tomography DSCT 测量前交叉韧带 (Anterior cruciate ligament ACL)单束重建术 并对隧道位置进行评价 方法 对 2013 年 1 月至 2014 年 6 月我科收治的 92 例 男 例 女 例 平均 后胫骨 股骨隧道位置 年龄 31.2 岁 ACL 单束重建患者术后膝关节进行双源 CT 三维重建 应用 Adobe Photoshop CS6 软件圈画隧道中心并采用 Lorenz 法测量胫骨隧道中心点相对位置百分比 Tx,Ty,采用 Bernard 四格表法测量股骨隧道中心点相对位置百分比 Fx,Fy 结果 Tx 平均为 54.54± 3. % Ty 平均为 39.58± 6.72 % Fx 平均为.98± 6.51 % Fy 平均为.04± 8.70 % 男 女性及左 右膝之 三维显示 ACL 术后隧道 可以用来评估隧道位置 为 间 Tx Ty Fx Fy 的差异均无统计学意义 P>0.05 结论 双源 CT 能够清晰 改进前交叉韧带损伤后的手术方式及个体化解剖重建提供帮助 关键词 双源 CT 前交叉韧带 隧道位置 中图分类号 R687.2 文献标识码 A 文章编号 1673-6273 2015 20-3946-05 Measurement of Tunnel Location with Dual-source CT Following Single-bundle Reconstruction of Anterior Cruciate Ligament* To measure and analyze the tibia and femur location after single-bundle reconstruction of anterior cruciate ligament using dual-source CT. DSCT scanning of the knee joint was performed in the 92 patients who underwent single-bundle ACL reconstruction from January 2013 to June 2014. These patients included men and women, with an average of 31.2 years. The centers of bone s were marked with Adobe Photoshop CS6. The tibial center was measured with Lorenz method (relative position represented with Tx\Ty in percentage) and femoral center was measured with Bernard method(relative position represented with Fx\Fy in percentage). The average Tx and Ty were (54.54± 3.)% and (39.58± 6.72)%, while the average Fx and Fy were (.98± 6.51)% and (.04± 8.70)%. There was no significant difference between and fe, left and right knee(p>0.05). Dual-source CT can clearly, three-dimensional display the operative of anterior cruciate ligament. It also can be used to evaluate location, help improve operation method and provide individualized anatomic reconstruction for the injury of anterior cruciate ligament. Dual-source CT; Anterior cruciate ligament; Tunnel location 这其中 隧道的准确定位是保证手术成功的关键 经过大量的 前言 解剖学 影像学及功能学的研究 目前国内外学者较为倾向于 随着膝关节镜技术在我国的广泛开展 关节镜下前交叉韧 采用解剖重建以更好的恢复膝关节功能[1] 本研究旨在采用双 带重建术已成为 ACL Anterior cruciate ligament, ACL 损伤的 DSCT 三维重建 ACL 术后膝关节 计 源 CT dual-source CT 常规治疗方法 ACL 重建术的术后疗效取决于很多方面 主要 算并评价胫骨 股骨隧道位置 以期为改进手术方式及实现个 包括隧道定位 移植物的选择与固定方式 术后功能锻炼等等 体化解剖重建提供帮助 * 基金项目 陕西省科学技术研究发展计划项目(2014K12-14) 作者简介 赵阳 1988- 男 硕士 住院医师 主要从事运动医学及膝关节生物力学研究 E-mail:zy881027@126.com 通讯作者 zhangcl816@sohu.com 男 博士 教授 主要研究方向 运动损伤 E-mail 张春礼 (收稿日期 2015-02-16 接受日期 2015-03-10)
1 资料与方法 1.1 研究对象 3947 将保存的图片导入 Adobe Photoshop CS6 软件 图像放大 后手动圈画隧道中心 股骨隧道位置采用 Bernard 四格表法[3]测量 具体方法为 本组为 2013 年 1 月至 2014 年 6 月在第四军医大学西京 定义股骨隧道中心点为 K 点 股骨外髁沿 Blumensaat 线的总 骨科医院运动损伤科行 ACL 单束重建的 92 例患者 其中 男 K 矢状径长度为 t 垂直于 Blumensaat 线髁间窝最大高度为 h 性 例 女性 例 年龄 14-56 岁 平均 31.2 岁 左膝 例 点距离股骨髁间窝顶切线的距离为 a K 点距离 Blumensaat 线 右膝 例 92 例患者均经体格检查 前抽屉试验及 Lachman 的距离为 b a/t 的百分比 Fx 用来表示股骨隧道在 X 轴上的位 试验 MRI 及关节镜检查确诊为 ACL 断裂 移植物均选择自 b/h 的百分比 Fy 表示在 Y 轴上的位置 将此数据分别记录 置 体腘绳肌腱 所有患者的手术由两名高年资主任医师完成 如图 1 1.2 手术方法 采用腰硬联合麻醉 麻醉后患者取仰卧位 常规消毒铺防 水手术单 取胫骨结节内侧斜切口约 3 cm 取腱器套取半腱肌 腱 若半腱肌腱长度小于 24 cm 或直径过细继续取股薄肌腱 由助手修整肌腱 尾端 baseball-running 缝合后制备成四股双 环 测量移植物直径 工作台上预拉伸后备用 取关节镜手术常 规前内 前外侧入路 常规处理半月板损伤等合并伤 胫骨隧道定位方法 胫骨端采用髁间窝定位法 具体方法 如下 用射频电刀刀头 Eliminator,ArthroCare 2000 USA 抵住 ACL 残端印迹 由助手伸直膝关节 判断此定位点位置及是否 可能发生撞击 以外侧半月板前角游离缘及距离后交叉韧带距 离辅助定位 调整后电刀标记 [2] ACL 胫骨导向器 Acufex director drill guide,smith&nephew 辅助下经胫骨结节内侧切口 以 45 - 仰角钻入导针 根据移植物直径沿导针钻取隧道 股骨隧道定位方法 清理并显露股骨外髁内侧壁 若 ACL 残端存在则选择印迹中纤维束集中的点以此作为标记 若无明 根据肌腱直径使用 6-7 mm 偏心股骨导向器 确 ACL 残端印迹 图 1 胫骨隧道位置测量 Smith& Nephew 屈 膝 endoscopic femoral guide system Fig. 1 Measurement of tibial position 120 下导向器经髌下前内侧入路插入 勾住 O 点 即股骨远 端与股骨外髁后外侧壁皮质相交点 因屈膝时此点位置较高 关节镜下常见有气泡存留 调整导向器角度 右膝选择 10 点 钟位置 左膝选择 2 点钟位置 钻入导针 根据移植物直径及长 度钻取股骨隧道 将 移 植 物 经 胫 骨 隧 道 拉 入 股 骨 端 采 用 Endobutton 胫骨隧道位置采用 Lorenz 法[4]测量 具体方法如下 在胫 骨平台面上分别测量隧道中心点 P 至平台外缘的距离与胫骨 平台最大冠状面直径的相对百分比 Tx 隧道中心至胫骨平台 前缘切线的距离与该胫骨平台矢状面最大直径的相对百分比 Ty 将数据分别记录 如图 2 (Smith Nephew Endoscopy)固定 胫骨端选择 Washer(Aesculap,Tuttingen,Germany)或者可吸收界面螺钉固定 放置引流管 缝合加压包扎 1.3 双源 CT 膝关节三维重建 所有患者均于术后第二天拔出引流管后在我院 CT 室行 DSCT SOMATOM Definition Flash,Siemens,Germany 检查 患 者取平卧膝关节伸直位 扫描参数 A,B 球管电压分别为 140 kv 和 80 kv 电流均为 300 ma 采集方式 1 0.6 mm 层厚 0.75 mm 间距 0.7 mm, CT 扫描数据以 DICOM 格式刻录光盘 保存 将刻录的双源 CT 扫描原始数据导入 CT 三维重建工作 站(Volume Share 2 GE) 通过工作站中的三维重建功能建立骨 性三维立体模型 对此模型进行图像分割 去除胫骨 经髁间窝 顶点沿矢状面去除股骨内髁 旋转并调整角度后暴露股骨外髁 的内侧壁以显示股骨隧道定位 去除股骨 旋转图像显示完整 的胫骨平台以显示胫骨隧道定位 将上述两张图片以 DICOM 格式保存 刻盘 1.4 隧道位置计算及分析 图 2 股骨隧道位置测量 Fig. 2 Measurement of femoral position
3948 1.5 统计学处理 2.1 胫骨隧道位置 应用 SPSS 19.0 中文版软件 计量资料 Fx,Fy,Tx,Ty 首先 如图 3 所示 胫骨隧道在 X 轴上位置平均为 54.54± 采用 Kolmogorov-Smirnov 正态性检验 若符合正态分布用均 3. % 其中最大值 60.60% 最小值 41.98% 胫骨隧道在 Y 轴 数± 标准差 x± s 表示 男性 女性患者及左 右膝之间比较均 上的位置平均为 39.58± 6.72 % 最大值 65.21% 最小值 采用两独立样本 t 检验 P 0.05 认为差异有统计学意义 21.04% 2.2 股骨隧道位置 2 结果 如图 4 所示 股骨隧道在 X 轴上位置平均为.98± 经 Kolmogorov-Smirnov 正态性检验 计量资料 Fx,Fy,Tx, 6.51 % 其中最大值 49.74% 最小值 14.36% 股骨隧道在 Y轴上 Ty 均符合正态分布 的位置平均为.04± 8.70 % 最大值 45.10% 最小值 5.74% 图 3 胫骨隧道位置直方图 Fig. 3 Histogram for position of tibial 图 4 股骨隧道位置直方图 Fig. 3 Histogram for position of femoral 2.3 性别间及左 右膝之间胫骨和股骨隧道位置的比较 从正态分布 男 女性及左 右膝之间采用两独立样本 t 检验 差异均无统计学意义 P>0.05 见表 1 和表 2 经正态性检验 男 女性及左 右膝之间各组隧道位置均服 表 1 男 女性隧道位置比较 Table 1 Comparison of location between and fe X axis of tibial Y axis of tibial X axis of femoral Y axis of femoral Sex N x± s 54.± 3.71 fe 54.80± 2.70 39.36± 6.96 fe 40.08± 6.22.95± 6.41 fe 29.07± 6.83.83± 8.29 fe 26.25± 9.48 P value 0.63 0. 0.93 0.19
现 代 生 物 医 学 进 展 www.shengwuyixue.com ProgressinModernBiomedicine Vol.15 NO.20 JUL.2015 3949 表 2 左 右 膝 隧 道 位 置 比 较 Table2Comparison of location betweenleftand rightknees orkneegroup N x± s Pvalue Xaxisoftibial 54.43± 3.55 54.62± 3.35 0.78 Yaxisoftibial 39.27± 6.34 39.82± 7.06 0.70 Xaxisoffemoral 29.12± 6.93.88± 6.21 0.78 Yaxisoffemoral 27.± 8.98 29.27± 7.87 0.12 3 讨 论 ACL 重 建 手 术 的 隧 道 定 位 对 手 术 的 疗 效 至 关 重 要, 术 后 隧 道 位 置 的 影 像 学 测 量 方 法 目 前 有 很 多 以 往 对 隧 道 位 置 的 测 量 主 要 采 用 MRI 及 X 线 片 术 后 膝 关 节 正 侧 位 片 可 以 初 步 显 示 隧 道 位 置, 但 其 准 确 性 无 法 保 证 MRI 检 查 耗 时 较 长, 金 属 内 固 定 物 的 存 在 可 能 会 影 响 隧 道 的 清 晰 显 示 随 着 双 源 CT 扫 描 技 术 的 出 现 及 发 展, 其 在 骨 科 的 应 用 越 来 越 受 到 重 视 双 源 CT 可 以 立 体 清 晰 的 显 示 隧 道 位 置, 结 合 容 积 再 现 技 术 可 以 直 观 的 显 示 我 们 需 要 的 任 何 方 向 的 隧 道 图 像 [5] 张 强 等 应 用 双 源 CT 对 前 交 叉 韧 带 胫 骨 止 点 印 迹 位 置 研 [6] 究 发 现, 止 点 矢 状 面 相 对 位 置 为 (44.25± 4.97)% Colombet 等 通 过 尸 体 解 剖 及 影 像 学 研 究 测 得 胫 骨 矢 状 面 相 对 位 置 前 内 侧 束 (anteromedial bundle,amb) 为 36%, 后 外 侧 束 (posterolateral bundle,plb) 为 52% Amis 和 Jakob [7] 报 道 止 点 在 矢 状 面 相 对 [8] 位 置 为 43% 徐 雁 等 的 研 究 结 果 表 明, 胫 骨 隧 道 的 位 置 在 不 出 现 撞 击 的 情 况 下 尽 量 偏 前, 较 理 想 的 胫 骨 骨 道 位 置 应 该 是 在 胫 骨 平 台 34% ~ 37% 的 位 置 我 们 的 研 究 中 胫 骨 隧 道 Y 轴 位 置 为 (39.58± 6.72)%, 此 位 置 与 上 述 研 究 中 的 解 剖 位 置 基 本 一 致, 但 数 据 离 散 程 度 较 大 矢 状 面 定 位 时 通 常 采 用 后 交 叉 韧 带 作 为 参 考, 有 研 究 认 为 [9], 胫 骨 止 点 中 心 一 般 位 于 后 交 叉 韧 带 前 缘 前 方 6-7 mm 处, 但 软 组 织 结 构 解 剖 变 异 较 大, 可 能 影 响 定 位 [6] [5] 的 准 确 性 张 强 等 报 道 胫 骨 止 点 印 迹 中 心 冠 状 面 相 对 位 置 为 (49.68± 2.53)%, 本 研 究 中 冠 状 面 相 对 位 置 为 (54.54± 3.)%, 对 比 以 上 解 剖 研 究, 此 位 置 稍 偏 内 侧, 聚 集 程 度 较 好 胫 骨 隧 道 冠 状 面 定 位 可 以 应 用 髁 间 脊 及 外 侧 半 月 板 前 角 游 离 缘 作 为 参 考 标 志, 因 上 述 参 考 标 志 解 剖 位 置 清 楚, 故 胫 骨 隧 道 冠 状 面 定 [4] 位 误 差 相 对 较 小 Lorenz 等 采 用 影 像 学 方 法 测 得 胫 骨 止 点 冠 状 面 相 对 位 置 AMB PLB 分 别 为 (48%-57%± 3%) 和 (46% -55% ± 3%), 胫 骨 止 点 矢 状 面 相 对 位 置 AMB PLB 分 别 为 41% (35%-45% ± 3%) 和 52%(47%-55% ± 3%), 我 们 选 择 冠 状 面 相 对 位 置 46%-57% 和 矢 状 面 相 对 位 置 35%-55% 作 为 解 剖 位 置 参 考, 本 研 究 92 例 患 者 中 52 例 隧 道 位 置 位 于 此 解 剖 区 域 内, 约 占 57%,X 轴 定 位 偏 离 解 剖 位 置 20 例, 其 中 17 例 位 置 偏 内 侧, Y 轴 定 位 偏 离 解 剖 位 置 25 例, 其 中 位 置 偏 前 23 例 我 们 的 研 究 中 胫 骨 隧 道 定 位 采 用 髁 间 窝 定 位 法, 同 时 以 残 端 印 迹, 外 侧 半 月 板 前 角 游 离 缘 及 后 交 叉 韧 带 前 缘 作 为 参 考, 但 仍 有 部 分 病 例 出 现 移 植 物 定 位 偏 差 胫 骨 隧 道 位 置 偏 内 可 以 减 少 移 植 物 与 股 骨 外 髁 发 生 撞 击, 但 同 时 可 能 损 伤 内 侧 平 台 软 骨, 而 位 置 偏 前 可 以 避 免 移 植 物 过 于 垂 直, 影 响 ACL 限 制 胫 骨 前 移 作 用, 但 同 时 可 能 出 现 伸 膝 位 移 植 物 与 髁 间 窝 发 生 撞 击 而 造 成 伸 膝 受 限 及 移 植 物 磨 损, 这 些 都 应 引 起 我 们 重 视, 在 今 后 的 手 术 中 综 合 考 虑 上 述 因 素 Kato 等 [10] 研 究 认 为, 股 骨 隧 道 的 定 位 对 ACL 重 建 手 术 疗 效 更 为 重 要 于 洋 等 [11] 认 为 股 骨 隧 道 的 准 确 定 位 对 术 后 膝 关 节 功 能 的 恢 复 有 促 进 作 用, 不 恰 当 的 股 骨 定 位 容 易 导 致 移 植 物 松 弛 及 膝 关 节 活 动 受 限 Bernard 等 [3] 的 尸 体 研 究 描 述 ACL 股 骨 止 点 位 于 Blumensaat 线 前 后 径 的 后 24.8% 和 高 度 上 的.5%, Lorenz 等 认 为 AMB 股 骨 止 点 中 心 位 置 为 X=21%,Y=22%; PLB 股 骨 止 点 中 心 位 置 为 X=27%,Y=45%,Brian Forsythe 等 [12] 的 研 究 认 为,AMB 和 PLB 股 骨 隧 道 在 X 轴 相 对 位 置 分 别 为 21.7% 和 35.1%,Y 轴 相 对 位 置 分 别 为 33.2% 和 55.3%, 上 述 研 究 中 报 道 的 X 轴 相 对 位 置 基 本 一 致, 而 Y 轴 位 置 存 在 一 定 的 差 别, 我 们 的 研 究 中 股 骨 隧 道 在 X 轴 上 位 置 平 均 为 (.98± 6.51)%, 在 Y 轴 上 的 位 置 平 均 为 (.04± 8.70)%, 与 Bernard 法 比 较, 隧 道 位 置 在 X 轴 上 稍 偏 前 方,Y 轴 位 置 基 本 与 其 一 致, 分 析 原 因 可 能 是 为 避 免 钻 取 隧 道 时 打 爆 后 壁 做 的 位 置 调 整 目 前, 股 骨 隧 道 的 制 备 方 法 主 要 有 经 胫 骨 隧 道 技 术 (transtibial technique,tt) 双 切 口 方 法 (double incision technique,di) 和 经 前 内 侧 入 路 技 术 (through anteromedial portal, AM) [13-15] 早 期 的 ACL 重 建 手 术 多 选 择 TT 法 建 立 股 骨 隧 道, 它 的 优 点 是 手 术 操 作 相 对 简 单, 但 是 ACL 陈 旧 损 伤 时 往 往 胫 骨 残 端 消 失,TT 法 定 位 较 困 难, 屈 膝 90 时 经 胫 骨 隧 道 建 立 股 骨 隧 道 容 易 出 现 隧 道 位 置 偏 高, 偏 离 解 剖 位 置, 此 外, 股 骨 隧 道 常 过 于 垂 直, 膝 关 节 前 向 稳 定 性 及 旋 转 稳 定 性 均 较 差 [16,17] DI 法 需 要 建 立 内 侧 辅 助 入 路, 增 加 了 手 术 步 骤 及 创 伤, 隧 道 定 位 主 要 依 靠 术 者 目 测, 可 重 复 性 差,DI 法 目 前 在 临 床 中 的 使 用 相 对 较 少 AM 法 是 屈 膝 120 以 上 时 经 髌 下 前 内 侧 入 路 创 建 股 骨 隧 道 的 方 法,AM 法 的 技 术 优 点 是 不 受 胫 骨 隧 道 位 置 限 制, 隧 道 更 容 易 接 近 解 剖 位 置 在 置 入 移 植 物 长 度 相 同 时,AM 法 制 备 的 股 骨 隧 道 长 度 较 TT 法 短, 减 少 了 蹦 极 效 应 的 出 现 [18,19] [20,21] 有 研 究 报 道, 股 骨 隧 道 定 位 时 可 以 以 住 院 医 师 嵴 及 分 叉 嵴 作 为 标 志, 但 是 我 们 极 少 在 关 节 镜 下 找 到 上 述 标 志 本 研 究 中 我 们 采 用 AM 法 制 备 股 骨 隧 道, 同 时 根 据 移 植 物 直 径 选 择 相 应 的 offset 导 向 器 进 行 定 位, 可 以 实 现 隧 道 与 移 植 物 的 严 格 匹 配, 避 免 了 关 节 液 渗 入 隧 道 内, 减 少 了 雨 刷 效 应 的 出 现
39 现 代 生 物 医 学 进 展 www.shengwuyixue.com ProgressinModernBiomedicine Vol.15 NO.20 JUL.2015 综 上 所 述, 双 源 CT 可 以 三 维 直 观 的 显 示 ACL 重 建 术 后 隧 道, 准 确 测 量 隧 道 位 置, 可 以 帮 助 改 进 手 术 方 式, 为 个 体 化 解 剖 重 建 提 供 理 论 依 据. 髁 间 窝 定 位 法 制 备 胫 骨 隧 道 及 AM 法 制 备 股 骨 隧 道 可 以 基 本 实 现 ACL 解 剖 重 建, 较 好 的 恢 复 膝 关 节 功 能, 减 少 并 发 症 的 发 生 参 考 文 献 (References) [1] 周 敬 滨,ZacharyWorking,Carola FVan Eck, 等. 前 交 叉 韧 带 解 剖 重 建 理 念 与 方 法 [J]. 中 国 运 动 医 学 杂 志,2011,30(6): 511-518 Zhou Jing-bin, Zachary Working, Carola FVan Eck, et al. Anatomic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction:A Surgical Technique More Original than Traditional [J]. Chinese Journal of Sports Medicine,2011,30(6):511-518 [2] 张 春 礼, 徐 虎, 范 宏 斌, 等. 前 交 叉 韧 带 解 剖 双 束 重 建 中 股 骨 隧 道 建 立 路 径 的 比 较 研 究 [J]. 中 华 关 节 外 科 杂 志 ( 电 子 版 ), 2009, 3(2): 16-19 ZhangChun-li,Xu Hu,Fan Hong-bin,et al. Comparative studyon the femoral creation in anatomic double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction [J]. 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