目的 总结踝关节骨折CT表现及特点,分析CT图像与常用踝关节骨折分型之间的关系。方法 回顾性调查369例成人踝关节骨折,分析踝穴上1 cm水平横断面CT图像及其特点,进行踝关节骨折X线分型,分析CT图像与骨折X线分型之间的关系。结果 踝穴上1 cm水平横断面CT图像共有8种表现形式,以a、b、c分别指代腓骨骨折、后踝骨折和骨间韧带(interosseous tibiofibular ligament,IOL)断裂,369例踝关节骨折CT图像包括:0度(腓骨、后踝、IOL均完整)40例;Ⅰa度(腓骨骨折、后踝完整、IOL完整)60例,Ⅰb度(腓骨完整、后踝骨折、IOL完整)3例,Ⅰc度(腓骨完整、后踝完整、IOL断裂)26例;Ⅱab度(腓骨骨折、后踝骨折、IOL断裂)163例,Ⅱac度(腓骨骨折、后踝完整、IOL断裂)6例,Ⅱbc度(腓骨完整、后踝骨折、IOL断裂)61例;Ⅲ度(腓骨骨折、后踝骨折、IOL断裂)10例。根据Danis-Weber骨折分型:A型骨折18例,B型骨折238例,C型骨折94例,腓骨无骨折19例。分析CT图像,A、B、C型骨折IOL断裂的发生率分别为0、5.9%、88.3%;CT图像与Danis-Weber分型之间存在相关性,IOL断裂的发生率随Danis-Weber分型严重程度而改变,经秩相关检验,差异有统计学意义(Spearman R=0.781, P<0.001)。CT图像能发现X线骨折分型无法判断的IOL断裂,其发生率是5.9%。结论 踝穴上1 cm水平横断面CT图像在术前能够清楚判断下胫腓联合IOL损伤情况,与Danis-Weber骨折分型存在良好的相关性,并能发现某些X线片中无法判断的IOL断裂情况。
Objective: To summarize the CT features of ankle fracture and to analyze the relationship between the CT images and the most commonly used ankle fracture classification.Methods: With 369 cases of adult ankle fractures analyzed retrospectively, the CT images 1 cm above the ankle joint and its characteristics, the Danis-Weber classification of ankle fracture were studied, and so was the relationship between CT images and the fracture classification.Results: There were 8 forms of CT images. With a, b, and c referred to the fibular fracture, posterior malleolar fracture and interosseous tibiofibular ligament (IOL) rupture respectively. 369 CT imges had 40 cases of 0 degree injury (fibula, posterior malleolus, IOL all intact); 60 cases of Ⅰa degree injury (fibular fracture, posterior malleolus and IOL intact), 3 cases of Ⅰb degree injury (fibula intact, posterior malleolus fracture, IOL intact), 26 cases of Ⅰc degree injury (fibula and posterior malleolus intact, IOL rupture); 163 cases of Ⅱab degree injury (fibula and posterior malleolus fractures, IOL intact), 6 cases of Ⅱac degree injury (fibular fracture, posterior malleolus intact, IOL rupture), 61 cases of Ⅱbc degree injury (fibula intact, posterior malleollar fracture, IOL rupture); 10 cases of Ⅲ degree injury (fibular fracture, posterior malleollar fracture and IOL rupture). According to the Danis-Weber classification, there were 18 cases of type A, 238 cases of type B, 94 cases of type C, and 19 cases without fibular fracture. The prevalence of IOL rupture were 0, 5.9%, and 88.3% in types A, B, and C respectively. There was a correlation between the CT image and Danis-Weber classification, the incidence of IOL rupture was changed with the severity of Danis-Weber classification, and the difference was statistically significant after the rank correlation test (Spearman R=0.781, P<0.001). IOL rupture not determined by the fracture classification was found with the CT images and the incidence was 5.9%.Conclusion: Cross-sectional CT images 1 cm above the ankle joint can clearly determine the IOL injury pre-operatively with a good correlation with the Danis-Weber fracture classification, IOL rupture unrecognized with the fracture classification can also be noticed with the CT image.
下胫腓联合是踝关节的静力稳定结构, 该结构的完整性和稳定性是维持踝关节和小腿功能所必需的[1]。在踝关节骨折的术前计划中, 判断下胫腓联合的损伤情况并予以相应的治疗是保证获得良好功能和预后所必需的[2]。
目前在临床工作中, 常用X线片判断下胫腓损伤, 但X线片检查存在如下问题:(1)骨折时踝关节很难放置在标准投照体位拍片, 无法准确测量下胫腓联合[3]; (2)下胫腓联合测量指标缺乏公认的标准[3, 4, 5, 6, 7]; (3)甚至有研究者认为X线片指标几乎无法判断下胫腓损伤[8], 只有磁共振和关节镜才是检查下胫腓韧带损伤最为可靠的方法[8, 9, 10, 11], 但关节镜检查无法帮助术前评估, 而磁共振检查存在费时、昂贵等问题, 现阶段在国内还无法常规应用于临床工作中; (4)以X线片为基础的Danis-Weber骨折分型[12]可以通过腓骨骨折位置预测下胫腓联合损伤与否, 但在临床工作中已经发现, 骨折分型中的腓骨骨折位置并不总与下胫腓联合损伤情况相吻合[13]。
计算机断层扫描(computer tomography, CT)是目前临床应用广泛的检查手段, 能够显示不同水平的下胫腓联合横断面形态, 有助于在术前判断下胫腓联合损伤情况[5, 13, 14, 15, 16, 17]。但目前文献中尚未见关于踝关节骨折CT表现以及这些影像表现与踝关节骨折分型之间关系的报道。本研究通过对大样本踝关节骨折患者CT扫描图像的分析, 研究各种类型踝关节骨折的CT表现特点, 以便在术前更好地判断下胫腓联合损伤情况, 并分析CT图像是否与临床常用的踝关节骨折分型存在一定的相关性。
本研究纳入2011年1月1日至2011年12月31日于北京积水潭医院入院接受手术治疗并在术前进行X线片和CT检查的成年(≥ 14岁)急性踝关节骨折患者369例:其中男性192例(平均年龄38岁), 女性177例(平均年龄46岁), 总样本平均年龄41岁; 右侧192例, 左侧177例。合并其他骨折患者共9例, 包括1例跟骨骨折、2例楔骨骨折、6例跖骨骨折。使用图像处理系统(picture achieve communication system, PACS)调取患者影像学资料, 对X线片和CT图像进行分析。
以踝关节横断面CT图像为分析对象, 选取踝穴近端1 cm水平CT横断面图像, 分析该图像中3个因素— — 腓骨、后踝、骨间韧带(interosseous tibiofibular ligament, IOL)的表现形式。上述3个因素分别表现为完整或损伤两种形式:当腓骨或后踝骨皮质出现断裂时, 定义为腓骨或后踝损伤, 否则为完整; 当腓骨外移造成下胫腓间隙增宽或在腓骨外移同时伴有腓骨外旋时, 定义为IOL断裂, 否则定义为完整(图1)。为便于记录和统计, 分别以a、b、c来指代腓骨骨折、后踝骨折、IOL断裂。记录所有患者CT图像中上述3个因素的表现形式, 并进行统计。
根据临床最为常用的踝关节骨折X线分型系统(Danis-Weber分型)进行骨折分类[12], 该分型系统根据腓骨骨折水平进行分类, 其中A型骨折是腓骨骨折线位于下胫腓联合水平以远的踝关节骨折, B型骨折是腓骨骨折线位于下胫腓联合水平的踝关节骨折, C型骨折是腓骨骨折线水平位于下胫腓联合水平近端的踝关节骨折。对所有患者X线图像进行分型并统计。
对各种CT图像出现数量、Danis-Weber骨折分型各亚型出现数量进行统计, 并对各种CT图像和Danis-Weber骨折分型各亚型之间的关系进行统计学分析, 了解IOL断裂在各亚型中的发生率。
采用SPSS 13.0统计软件(美国SPSS公司)进行统计学分析。正态分布计量资料采用均数和标准差进行描述, 计数资料采用相对数进行描述。无序分类资料采用卡方检验进行统计推断, 有序分类资料采用秩检验或者秩相关进行统计推断。统计推断为双侧检验, 检验水准为P< 0.05。
在CT扫描图像中, 369例踝关节骨折可以归纳为以下8大类表现:当腓骨、后踝、IOL这三个结构均完整时, 统计为0度(腓骨、后踝、IOL均完整); 当a、b、c三处存在单处损伤时, 统计为Ⅰ 度损伤, 分别为Ⅰ a(腓骨骨折、后踝完整、IOL完整)、Ⅰ b(腓骨完整、后踝骨折、IOL完整)、Ⅰ c(腓骨完整、后踝完整、IOL断裂); 当a、b、c三处存在双处损伤时, 统计为Ⅱ 度损伤, 分别为Ⅱ ab(腓骨骨折、后踝骨折、IOL断裂)、Ⅱ ac(腓骨骨折、后踝完整、IOL断裂)、Ⅱ bc(腓骨完整、后踝骨折、IOL断裂); 当a、b、c三处均损伤时, 统计为Ⅲ 度损伤(腓骨骨折、后踝骨折、IOL断裂)(图1)。
根据Danis-Weber骨折分型, A型骨折18例, B型骨折238例, C型骨折94例, 无腓骨骨折19例(表1)。在无腓骨骨折的病例中, 12例CT扫描图像为0度损伤, 1例为Ⅰ b度损伤, 6例为Ⅱ bc度损伤, IOL断裂发生率为31.6%(6/19)。在18例A型骨折中, CT均表现为0度损伤, IOL断裂发生率是0。在238例B型骨折中, 0度损伤4例, Ⅰ a度损伤60例, Ⅱ ab度损伤160例, Ⅱ ac度损伤5例, Ⅱ bc度损伤2例, Ⅲ 度损伤7例; 其中IOL断裂发生率为5.9%(14/238)。在94例C型骨折中, 0度损伤6例, Ⅰ b度损伤2例, Ⅰ c度损伤26例, Ⅱ ab度损伤3例, Ⅱ ac度损伤1例, Ⅱ bc度损伤53例, Ⅲ 度损伤3例; 其中IOL断裂发生率为88.3%(83/94)。
表1还提示, 60例Ⅰ a度损伤均为B型骨折, 163例Ⅱ ab度损伤中160例为B型骨折, 说明在B型骨折时, CT图像可以出现Ⅰ a和Ⅱ ab这两种典型表现。26例Ⅰ c度损伤均为C型骨折, 61例Ⅱ bc度损伤中53例是C型骨折, 说明在C型骨折时, CT图像可以出现Ⅰ c和Ⅱ bc这两种典型表现。
CT图像与Danis-Weber骨折分型之间存在相关性, IOL断裂的发生率随Danis-Weber分型严重程度而改变, 经秩相关检验, 差异有统计学意义(Spearman R=0.781, P< 0.001, 表2)。
在266例IOL完整的患者中, 出现Ⅱ ab度损伤的比例较高, 共计163例。在103例IOL断裂的患者中, 出现Ⅱ bc度损伤的比例较高, 共计61例, 两者差异有统计学意义(χ 2=202.546, P< 0.001, 表3)。
如表2所示, 在B型骨折中, 有5.9%(14/238)例骨折存在IOL断裂, 而在C型骨折中, 有11.7%(11/94)的骨折并没有发现IOL断裂, 提示当X线骨折分型判断为IOL完整的B型骨折时, 仍然存在5.9%的假阴性可能, 这对于术前判断和手术计划是非常重要的。而当X线骨折分型判断属于IOL断裂的C型骨折时, 有11.7%的病例需要进一步判断是否存在假阳性可能, 要在手术中加以探查, 进一步予以明确。
在治疗踝关节骨折时, 准确判断下胫腓损伤程度并予以相应的治疗是确保获得良好预后和功能的关键[2]。在临床工作中, 最常用的踝关节骨折分型系统是Danis-Weber骨折分型, 它根据腓骨骨折线位置与下胫腓联合之间的关系将踝关节骨折分为3大类, 这种方法易于记忆掌握, 能够反映下胫腓联合损伤情况, 与术前计划紧密相关。
下胫腓联合是踝关节的静力稳定结构, 包括下胫腓前韧带、下胫腓后韧带、骨间膜和IOL这4个结构。通常认为, A型骨折下胫腓联合没有损伤; B型骨折下胫腓联合的IOL完整, 所以即使下胫腓前、后韧带的损伤会造成腓骨外旋, 引起下胫腓间隙轻微增宽, 也不会出现腓骨明显外移和下胫腓分离; C型骨折出现IOL断裂, 将造成腓骨外移和下胫腓分离。A、B、C型骨折所造成的踝穴不稳定性逐渐增大[12], 但Danis-Weber分型对无腓骨骨折的踝关节骨折并没有描述。
在踝关节骨折时, 下胫腓联合各束韧带的损伤表现不一, 只有在IOL出现损伤时, 胫腓骨之间的间隙才有可能出现明显增宽。IOL是位于胫腓骨之间、高约2~3 cm、含有纤维脂肪组织和长短不等纤维束的金字塔形空间网络结构, 几乎完全填满胫腓骨之间的间隙。IOL从胫骨向外、向远端、向前走行止于腓骨, 一般认为IOL纤维的腓骨侧止点位于踝穴上1.0~1.5 cm。Snedden等[18]通过对腓骨侧止点的研究发现, 9例位于滑膜反折或关节间隙上方1~2 cm处, 8例位于关节间隙上方0.8~1.0 cm处, 1例位于滑膜反折水平。根据IOL的解剖学基础可知, 踝穴上1 cm水平横断面CT图像显示的是IOL层面, 当该层面图像出现下胫腓间隙分离时, 说明存在IOL损伤, 可以诊断为下胫腓分离, 该层面CT图像与X线骨折分型之间可能存在相关性。本研究通过对369例踝关节骨折CT图像的分析证实了二者之间的相关性, IOL断裂的发生率随Danis-Weber分型严重程度而改变, 且相关性有统计学意义。
在19例没有腓骨骨折的病例中, 12例CT图像表现正常, 1例存在后踝骨折, 6例(31.6%, 6/19)存在后踝骨折和IOL断裂, 这6例患者接受CT扫描的临床意义重大。本研究结果提示, 在以往X线片判断为单纯内踝骨折的患者中, 有近1/3可能同时合并后踝骨折和下胫腓分离(图2), 若未能在术前发现这一问题并给予准确处理, 将影响术前计划及患者的预后。有文献报道, 在无腓骨骨折时可能会出现下胫腓分离, 其发生率在急性踝关节扭伤中约为1%~11%, 但常常被漏诊[19, 20], 结果导致距骨外移, 踝关节慢性不稳定、疼痛、关节炎改变。本研究从影像学资料中证实了这一观点, 说明了CT横断面图像在术前计划中的重要性。
Danis-Weber骨折分型可以通过腓骨骨折形态推断无法在X线片上显示的韧带损伤, 有利于医生理解其损伤机制。A型骨折提示内收损伤, 下胫腓联合完整。在本研究的18例A型骨折患者中, CT均表现为0度损伤, 与Danis-Weber分型的损伤机制内涵一致。
B型骨折通常是由于足旋后和距骨外旋造成的腓骨斜行骨折, 此时下胫腓前韧带损伤, 后侧表现为下胫腓后韧带断裂、后踝撕脱骨折或没有损伤, 但IOL和骨间膜一定保持完整。伴有下胫腓分离的B型骨折少见, 本组238例Danis-Weber B型骨折患者中, 14例CT扫描发现下胫腓间隙明显增大(图3), 应引起临床高度重视, 当CT图像发现下胫腓分离和IOL断裂时, 要予以相应治疗。
C型骨折常提示存在踝关节内侧结构和下胫腓联合损伤, 属于更加不稳定的骨折类型。下胫腓联合损伤通常包括前韧带、后韧带、骨间膜和IOL。本组94例C型骨折中, 有11例CT图像未发现IOL断裂和下胫腓分离, 其原因可能包括:(1)当致伤外力去除后, 下胫腓间隙自然回缩到对合状态而不表现出分离, 或是CT所表现的下胫腓对合是手法整复石膏外固定后的一种假象, 这两种情况只有在施加应力的情况下方能显示下胫腓分离; (2)当腓骨骨折节段较长、折端粉碎严重时, 如果以骨折线位置进行Danis-Weber分型也许并不可靠, 可能会把损伤机制上归属于B型的骨折归入到C型骨折中, 这些原本属于B型的骨折是不存在下胫腓损伤的; (3)少数病例的确属于特殊类型的C型踝关节骨折, 此时外旋暴力较小, 虽然造成了高位腓骨骨折, 但下胫腓联合的损伤仅限于下胫腓前韧带, 骨间膜、下胫腓后韧带和IOL仍然完整, 腓骨围绕这些完整的结构向外旋转, 造成的骨折类型较为稳定[12]。对于这些情况可能需要在术中进一步施加外力后, 检查应力下下胫腓联合的稳定性后方能判断。
本研究通过大样本踝关节骨折的CT图像, 分析了CT图像的8种表现方式及其发生情况, 说明了CT扫描图像能够直接反映IOL的损伤情况, 证实了CT图像与骨折分型之间的相关性, 同时还发现了某些X线片中无法判断的IOL断裂的情况, 提示CT图像在踝关节骨折术前准备阶段是十分重要的。但因本研究是以CT图像为主要研究对象的回顾性分析, 属于静力状态下的表现, 部分IOL正常的病例存在假阴性的可能。将来可通过前瞻性研究, 对这些特殊类型病例进行术中应力相检查并结合手术直接探查, 以了解IOL损伤的真实情况。
(本文编辑:赵 波)
The authors have declared that no competing interests exist.