数字化X线影像在下胫腓联合损伤诊断中的意义研究

摘要

下胫腓联合韧带复合体包括下胫腓前韧带（ATiFL）、下胫腓后韧带（PTiFL）、骨间韧带（IL）、下胫腓横韧带（TL）及骨间膜的远端部分。以往流行病学调查显示下胫腓联合损伤占所有踝关节损伤的1%～11%，然而最近文献报道在年轻运动员中下胫腓联合损伤占到踝关节损伤的17%～74%。究其原因是人们对下胫腓联合有了进一步了解，逐步意识到下胫腓联合对维持踝关节稳定的重要性。下胫腓联合损伤可导致踝关节外旋、内翻不稳定，距骨侧方移位>2mm，踝穴接触面积降低，关节压力增加；尤其是在距骨侧方移位最初1mm时，踝关节接触面积可锐减42%。长时间的踝关节不稳将导致踝关节频繁复发性损伤，最终导致关节软骨发生退行性改变，诱发创伤性关节炎。因此下胫腓联合损伤的早期诊断非常重要。MRI及关节镜检比X线更直观、准确、敏感度更高。但最近有研究表明，MRI虽然可以发现并确诊下胫腓联合的细微损伤，但最终治疗方案及预后不会因此而改变。加之上述二种检查费用昂贵，而且国内大部分下级医院还没能普及MRI设备及踝关节镜技术，因此MRI和踝关节镜检查目前仍无法作为下胫腓联合损伤的常规检查方法。数字化X线影像技术的发展，X线图像质量大幅度提高，拍摄条件的宽容度范围也大幅度扩大，患者接受的X线量减少，更重要的是数字化图像强大的后处理能力，使影像资料信息更丰富，层次感更强，图像更加清晰，使得数字化图像对骨结构、关节软骨及软组织的显示优于传统的X线成像。数字化X线检查以其简单、方便、快捷、廉价成为评估下胫腓联合损伤最常规的检查手段。然而目前下胫腓联合各评估参数是以前通过传统摄影胶片测量获得，是否适合数字化图像上下胫腓联合的评估仍存疑虑；其次关于下胫腓联合的诊断标准也无定论，且没有考虑到性别、年龄、身高以及体质量等影响因素的存在，用基于西方人制定的诊断标准来衡量国人的下胫腓联合是否存在分离不一定准确。 目的: 本课题旨在通过获取大样本正常国人踝关节数字化图像，通过PACS“软阅读”观察下胫腓联合及踝关节内侧间隙在数字化X线图像上的特点；摆脱传统灯箱胶片阅读习惯的影响，充分发挥“软阅读”的优越性，充分利用PACS影像工作站对数字化图像强大的后处理能力，对图像进行后处理获得最佳视觉效果；并对下胫腓联合间隙、下胫腓联合重叠影及踝关节内侧间隙等下胫腓联合评估参数进行数字化模拟测量，了解性别、年龄、身高、体质量对于它们的影响，明确数字化X线检查在下胫腓联合损伤早期诊断中的意义；并在此基础上制定国人参数参考值范围指导临床应用。 研究方法: 1.受试对象及资料采集 1.12007年6月～2008年10月间，共获取479例志愿者的正常踝关节，均排除踝关节畸形及急、慢性病史。 1.2设备为GE公司Revolution XR/D型数字化摄影系统，EIZO Radiforce G22医疗显示器，上海鹰牌体质量身高称。 1.3记录志愿者基本信息，包括姓名、性别、年龄、身高（mm）、体质量（kg）。 1.4对受测者拍摄踝关节标准正位、侧位及踝穴位片。拍摄标准正位及踝穴位片时，应用自制踝关节拍摄支架，以保证所有拍摄体位的一致性。拍摄踝穴位片时将球管外旋20°，而受测者下肢位置保持不变。 2.图像分析和测量 按照DICOM标准存储影像数据，并传送至影像工作站，用PACS后处理工具对图像进行后处理，在灰度显示器上对数字化图像进行“软阅读”，并利用PACS系统自身附带测量软件对标准正位片及踝穴位片上下胫腓联合间隙、下胫腓联合重叠影、踝关节内侧间隙、腓骨宽度及侧位片上腓前距进行模拟测量。 测量参数及方法：a下胫腓联合间隙宽度（平行于胫骨远端关节面上1cm处，胫骨远端后外侧缘与腓骨远端内侧缘之间的距离）；b下胫腓联合重叠影宽度（平行于胫骨远端关节面上1cm处，腓骨内侧缘与胫骨前结节外侧缘之间的距离）；c踝关节内侧间隙宽度（平行于胫距关节距骨关节面下0.5cm处，距骨内侧缘与内踝外侧缘之间的距离）；d腓骨宽度（平行于胫骨远端关节面上1cm处，腓骨的宽度）；e腓前距（侧位片上腓骨前皮质与胫骨远端关节线交点在胫骨远端前后顶点连线上的投影点与胫骨前缘远端顶点的距离）。 3.数据处理和统计学分析 将所有测量数据导入SPSS13.0软件，分别对下胫腓联合各评估参数数据资料用正态概率图的P-P法对数据资料进行正态性检验，然后将各参数与患者身高、年龄、体质量做逐步回归分析，并在此基础上制定正常国人下胫腓联合各评估参数的95%参考值范围。检验水准为α=0.05，P≤0.05表示差异有统计学意义或有显著差异，结果都以均数士标准差（X±S）表示。 结论: 本试验结果得出的下胫腓联合间隙、下胫腓联合重叠影和内踝间隙95%正常参考值范围与国外下胫腓联合间隙小于6mm，下胫腓联合重叠影大于6mm或大于腓骨宽度的42%，内踝间隙小于4mm存在明显的差异。因此用基于西方人制定的诊断指标来衡量国人的下胫腓联合是否存在分离不合适，容易造成临床下胫腓联合损伤的漏诊。其次本试验结果与国内丛锐（腓骨与胫骨前结节的重叠影不小于同一水平腓骨宽度的1/3，下胫腓联合间隙不超过3mm，内踝与距骨间隙小于3mm）林昂如（踝关节正位片中下胫腓联合间隙大于3.5mm，或下胫腓重叠影阴影小于5mm，内踝间隙小于3.8mm）等通过传统X线摄影胶片测量结果也存在一定的差异性。究其原因可能为传统X线胶片不如数字化图像清晰，且不能通过放大测量所致。 通过本实验还得出下胫腓联合各评估参数与性别、年龄、身高、体质量之间存在线性回归关系，所拟合的回归方程具有统计学意义。但下胫腓联合各评估参数的调整决定系数均非常小，最大调整决定系数也仅为0.248，因此可以认为身高、体质量、年龄、性别对下胫腓联合各评估参数的影响非常小，几乎可以不予考虑，因此，它们均可应用于下胫腓联合损伤X线检查的早期诊断评估。 虽然统计结果表明下胫腓联合间隙变异仅有24.8%可由体质量、身高、年龄、性别来解释，但在用下胫腓联合间隙评估下胫腓损伤时，建议用下胫腓联合间隙与腓骨宽度的比值来进行评估，以尽量减少个体差异对参数的影响。而体质量、身高、年龄、性别对下胫腓联合重叠影宽度、内踝间隙及腓前距的影响最大不超过6%，因此可以近似忽略。临床上若下胫腓联合间隙大于腓骨宽的42%，或（和）下胫腓联合重叠影与腓骨宽的比值小于28%，或踝穴位片上下胫腓联合重叠影消失，应高度怀疑存在下胫腓联合损伤分离。在对下胫腓联合行切开复位内固定时，下胫腓联合间隙不应小于2.48mm（踝穴位不小于2.21mm）或下胫腓联合间隙小于腓骨宽的14%，以免造成固定过紧，出现术后活动性踝关节疼痛，影响关节功能的恢复。因为旋前型踝关节骨折、脱位中三角韧带常合并下胫腓联合损伤，踝关节内侧间隙是判断是否存在下胫腓联合损伤的间接指征。因此踝关节内侧间隙大于5.02mm或者大于胫距上关节间隙，可考虑三角韧带损伤，距骨外移，存在下胫腓联合分离。同样，在行下胫腓联合切开复位内固定时，术中透视应确定踝关节内侧间隙不小于3.04mm，否则踝穴过紧可能出现术后踝关节活动性疼痛，甚至遗留长期疼痛的后遗症。 下胫腓前韧带、后韧带和横韧带与胫腓骨远端形成环状铰链结构并保持一定张力。前方或后方韧带的损伤破裂均可使环形铰链结构松弛，从而导致不同程度的腓骨移位。因此在侧位片上，如果腓前距大于12.87mm，可能提示存在腓骨后脱位，下胫腓联合韧带损伤。 应用X线检查对下胫腓联合损伤进行早期诊断，踝关节的投照体位、图像测量的方法、清楚图像的采集参数至关重要。本试验在自制简易踝关节拍摄支架的帮助下，尽量保证所有踝关节投照体位一致，防止下肢外旋，减少体位因素对各评估参数的影响。而在PACS影像工作站上，可以很方便的确定平行于胫骨远端关节面上10mm的定位线和距骨关节面下5mm的定位线，这样就可以简单、直观、准确的测量出下胫腓联合间隙、下胫腓联合重叠影以及踝关节内侧间隙的宽度，避免了测量主体、时间、空间不同，因测量定位差异而导致的测量结果不同。更重要的是，以往X线胶片上仅有图像信息，没有图像采集参数，而不同的技师数据采集方法不尽相同，因此临床医生在这种情况下很难对X线图像做出正确判断。而以DICOM格式储存的数字化图像，除基本图像外，还包括了病人的基本信息，图像采集参数等非常重要的信息，这样就使获得的数据更加可靠、全面。另外，传统的灯箱胶片阅片，临床医生大都依靠目测来判断下胫腓联合是否有增宽，这种判断主观成分较大，除了能排除是否有骨折存在外，很难对是否存在下胫腓联合损伤做出“量”的判断。而通过PACS系统“软阅读”的数字化图像，不但可以通过图像后处理，使图像更加适合于每个人的阅读习惯，而且通过PACS自身附带测量工具可以很方便的得到各评估参数的精确值，这使临床医生对下胫腓联合损伤的诊断更加客观可靠。 尽管本试验对下胫腓联合各评估指标的参考值做出了初步的界定，有助于临床下胫腓联合损伤的筛查和初步诊断，但X线有其局限性，图像反应的是下胫腓联合损伤的间接征象，因此在指导临床应用时仍然应该结合病史、症状及详细的临床体查做出综合的评估和判断以正确指导早期临床治疗。其次，本试验的数据都是在非负重情况下采集获得，与正常负重情况下有一定差异。

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全文小结

参考文献

文献综述 下胫腓联合损伤

致 谢

攻读硕士学位期间成果

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