后侧 pilon骨折与后踝骨折的影像形态学比较研究

谢诗涓金丹余斌徐亚非刘松王尚冲

（1.南方医科大学南方医院创伤骨科，广州 510515；2.佛山市南海区第三人民医院创伤骨科，广东佛山 528244）

后侧 pilon骨折与后踝骨折的影像形态学比较研究

谢诗涓1,2金丹1*余斌1徐亚非2刘松1王尚冲1

（1.南方医科大学南方医院创伤骨科，广州 510515；2.佛山市南海区第三人民医院创伤骨科，广东佛山 528244）

背景：临床上，后侧pilon骨折和后踝骨折均很常见，但二者往往难以区分。

目的：比较后侧pilon骨折与后踝骨折CT图像形态学的差异，为临床上二者的诊断及治疗提供帮助。

方法：对 123 例踝关节骨折患者的 CT 资 料 进行回顾分析，依 据 横 切 面 骨折线的形态分别对后侧 pilon 骨折及后踝骨折进行分型。测量并比较两种骨折的横切面骨折线至双踝连线夹角（α角），矢状面骨折线同水平线夹角（β角），横切面骨折块面积同胫骨远端总面积比值（FAR1），矢状面骨折块面积同骨折线顶点水平线以下胫骨总面积比值（FAR2）。

结果：76例后侧 pilon骨折分为3型：Ⅰ型，后外侧斜型，46 例；Ⅱ型，内侧延伸单一骨块型，10例；Ⅲ型，内侧延伸双骨块型，20 例。47 例后踝 骨折分为 2 型：Ⅰ型，后外侧斜 型，35 例；Ⅱ型，小块撕脱 型，12 例。51.3%（39/76）后侧 pilon 骨折发生距骨后侧半脱位或 全 脱 位 ，8.5%（4/47）后踝骨折 发 生 踝 关 节外侧半脱位。后侧 pilon 骨折、后踝骨折α角多变，二者比较无 统 计学差 异（P=0.18）；但两种 骨 折的β角 较 恒定，均 接 近 80°，后侧 pilon 骨 折 β 角显著 大 于后踝 骨 折（P=0.04）。48.0%（36/75）后 侧 pilon 骨折 FAR1≥25%，55.9%（38/68）后 侧 Pilon 骨 折 FAR2≥25%。 后 踝骨折 FAR1、FAR2 均 ＜25%。后侧 pilon骨折 FAR1、FAR2 均显著大于后踝骨折（P=0.00，P=0.00）。

结论：后侧 pilon骨折与后踝骨折横切面骨折线形态多变，说明胫骨远端后侧关节内骨折所受暴力原因多变。二者矢状面骨折线都与地面基本垂直，但后侧 pilon 骨折与地面的垂直相关度更高。后侧 pilon 骨折发生踝关节脱位的概率大于后踝骨折。后侧pilon骨折块无论在横切面及矢状面的面积比均明显大于后踝骨折块。

胫骨骨折；踝关节；组织学形态；后侧pilon骨折；后踝骨折

Background:Distal tibial fracture in the posterior joint is clinically common.But the posterior pilon fracture has most frequently been misdiagnosed as posterior malleolar fracture.

Objective:To compare morphological differences between posterior pilon fracture and posterior malleolar fracture shown by computed tomography(CT)and provide help for the diagnosis and treatment of them.

Methods:A total of 123 cases of ankle fractures were included in this study.Based on the shape of transverse fracture line, the fractures were classified into posterior pilon fracture(n=76)and posterior malleolar fracture(n=47).The following indexes were measured and compared between two types of fractures: ① angle(α)between posterior fracture line at transverse plane and bimalleolar axis;②angle(β)between posterior fracture line at sagittal plane and horizontal line; ③ratio of area of posterior ankle fracture fragment at transverse plane to total area of distal tibia(FAR1);④ratio of area of posterior ankle fracture fragment at sagittal plane to total area of tibia under the horizontal plane of the top of the posterior ankle fracture line(FAR2).

Results:The posterior pilon fractures were divided into 3 types.There were 46 cases of posterolateral-oblique type(typeⅠ),10 cases of medial-extended single bone type(type Ⅱ)and 20 cases of medial-extended double bone type(type Ⅲ,including posteromedial and posterolateral fracture segments).The posterior malleolar fractures were divided into 2 types. There were 35 cases of posterolateral-oblique type(type Ⅰ)and 12 cases of small-shell type(type Ⅱ).Posterior subluxation or dislocation of talus was found in 39 patients with posterior pilon fractures(51.3%).Lateral subluxation occurred in 4 patients with posterior malleolar fractures(8.5%).Skew angle α of posterior pilon fractures and posterior malleolar fractures varied,but there was no significant difference in the angle between two types of fractures(P=0.18).The angle β ofposterior pilon fractures and posterior malleolar fractures was relatively constant,namely close to 80°,and the angle β of posterior pilon fractures was significantly larger than that of posterior malleolar fractures(P=0.04).FAR1 was ≥25%in 48.0%(36/75)of posterior pilon fracture fragments,while FAR2 was ≥25%in 55.9%(38/68)of posterior pilon fracture segments.For all posterior malleolar fracture fragments,FAR1 and FAR2 were both ＜25%.Both FAR1 and FAR2 of posterior pilon fractures were significantly higher than those of posterior malleolar fractures(P=0.00,P=0.00).

Conclusions:Transverse fracture lines of posterior pilon fractures and posterior malleolar fractures are variable,which is likely related to the diversity of loads involved in distal tibial fractures in the posterior joint.The fracture line of the sagittal plane was basically vertical with respect to the ground,but posterior pilon fractures are more relevant to the perpendicularity to the ground.Posterior pilon fractures have a higher risk of ankle joint subluxation or dislocation than posterior malleolar fractures.Posterior pilon fractures have significantly larger transverse and sagittal plane area ratios than posterior malleolar fractures.

胫骨远端后侧骨折临床上较多见。扭转暴力导致的撕脱性骨折多属于后踝骨折，可通过Lauge-Hansen分型进行分类，其特点是骨折块较小，可不累及关节面或累及少部分的关节面。如果损伤合并有垂直暴力，则多属于 pilon骨折，其骨折块一般较大、累及关节面 、且向近端 移 位。2000 年，Hansen[1]首先用“后侧 pilon 骨折”定义由垂直暴力合并或不合并扭转暴力导致的胫骨远端后侧关节内骨折。2010年，Amorosa等[2]将后侧 pilon 骨折的 特征概括为 ：骨折块相 对较大，可包含1个或多个骨折块，骨折块向近端移位形成台阶，可伴有距骨后侧或后外侧半脱位。Topliss等[,3]报 道 后 侧 pilon 骨 折 约 占 全 部 pilon 骨 折 的5.6%。然而临床上，后侧 pilon骨折多被当成涉及后踝的踝关节骨折来进行报道。

对于胫骨远端后侧关节内骨折的治疗方案，目前尚存争议，绝大多数学者支持对后侧 pilon骨折进行解剖复位内固定，手术方法包括间接复位从前向后螺钉固定、直接复位从后向前螺钉固定和支撑接骨板固定，而单纯后踝骨折多无需进行手术治疗[4]。本文回顾性分析123例胫骨远端后侧关节内骨折的CT 图像，将其分为后侧 pilon骨折和后踝骨折，并对两种不同的骨折类型在CT中的图像进行相关指标测量，以期为临床医师鉴别后侧 pilon 骨折及后踝骨折提供帮助。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集南方医科大学附属南方医院2010年1月至2014年12月收治的123例胫骨远端后侧关节内骨折病例，患者均摄踝关节正、侧位X线片并行CT平扫和 三 维 重 建（CT 扫 描 层 厚 0.625～1 mm）。 根 据 横 切面骨折线形态，将其分为后侧 pilon骨折及后踝骨折。

分类依据：如果骨折块关节面出现撞击及压缩的痕迹，相应距骨关节面也有撞击痕迹，且骨折块累及较多后踝关节面并向近端移位形成台阶，骨折块可延伸至内踝后侧 1/3或 1/2部分，甚至内踝前丘，骨折块常显著移位，方向主要是向近侧，同时多存在距骨向近侧、向后移位，即存在距骨半脱位，说明有垂直暴力存在，则属于后侧 pilon骨折；如果骨折块及距骨关节面无撞击及压缩的痕迹，骨折块未累及后踝负重关节面，骨折块与内踝骨折块多无直接联系，骨折块移位较小或不移位，移位方向主要为向后向外，说明无垂直暴力存在则属于后踝骨折。排除标准：骨折线未累及胫骨后侧关节，年龄小于18岁或踝关节有先天畸形。

按以上标准分类，后侧 pilon骨折 76例：男 48例，女28例；左侧40例，右侧36例；年龄19～68岁，平均42.1岁 。后踝骨折 47例 ：男 33例，女 14例；左 侧 25例，右侧22例；年龄18～64岁，平均39.6岁。

1.2 测量方法

测量每位患者CT横切面及矢状面骨折块实际面积后，选择测量值最大的CT层面作为研究层面，依据横切面骨折线的形态分别对后侧 pilon骨折及后踝骨折进行分型，并测量以下指标：①横切面骨折线至双踝连线的夹角（α角），其双踝连线取胫腓骨最大切迹连接的轴线，②横切面骨折块面积同胫骨远端总面积的比值（FAR1），③矢状面骨折线同水平线的夹角（β角），④矢状面骨折块面积同骨折线顶点水平线以下胫骨总面积的比值（FAR2）。以上测量均通过Image-Pro Plus 6.0 软件完成（图 1A）。

1.3 统计学处理

数据采用两独立样本t检验及单因素方差分析，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

图 1 A.骨折线至双踝连线的夹角（α角）；B.横切面骨折块面积同胫骨远端总面积的比值（FAR1=s1/s1+S1）；C.矢状面骨折线同水平线的夹角（β角）；D.矢状面骨折块面积同骨折线顶点水平线以下胫骨总面积的比值（FAR2=s2/s2+S2）

76 例 后 侧 pilon 骨折横切面 CT 图像中，46 例 为后外侧斜型（Ⅰ型，图2A），30例骨折线延伸至内侧，其中10例为内侧延伸单一骨块型（Ⅱ型，图2B），20例为内侧延伸双骨块型（Ⅲ型：包括后内侧及后外侧骨 块，图 2C)[4]。65 例 合并 外 踝 由 后上 向前 下的 斜 行骨折，10例合并全内踝骨折，1例为单纯后侧 pilon 骨折。39例（51.3%）后侧 pilon骨折发生距骨后侧半脱位或全脱位（其中全脱位3例）。

47例后踝骨折横断面CT图像中，35例为后外侧斜型（Ⅰ型，图3A、3B），12例为小块撕脱型（Ⅱ型，图3C、3D）。33例 为 旋 后 外旋 型（Ⅰ 型 21 例 ，Ⅱ 型 12例），8例为旋前外旋型（均为Ⅰ型），6例为旋前外展型（均为Ⅰ型）。4例（8.5%）后踝骨折发生踝关节外侧半脱位，无全脱位病例。

1例后侧 pilon骨折因踝关节全脱位，骨折块向外上方移位明显且完全游离，影响测量精确性，故未进行相关指标测量。13例病例因未保存矢状面CT图像未测量其β角及FAR2，12例Ⅱ型后踝骨折病例因骨折块粉碎无法标示骨折线，未测量其α角及β角。测量结果见表1。

后侧pilon骨折及后踝骨折α角均多变，二者比较无统计学差异（P=0.18）。后侧 pilon骨折及后踝骨折β角较恒定，均接近 80°，后侧 pilon 骨折β角显著大于后 踝 骨 折（P=0.04）。48.0%（36/75）后 侧 pilon 骨 折FAR1≥25% ，55.9%（38/68）后 侧 pilon 骨 折 FAR2≥25%，所有后踝骨折FAR1及 FAR2均＜25%；后侧 pilon 骨折 FAR1、FAR2 均 显著大于后踝骨折（P=0.00，P=0.00）。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型后侧 pilon 骨折 FAR1测量值分别为 18.9%±11.6%、33.4%±13.1%、30.0%±7.3%，Ⅱ型及 Ⅲ 型 后 侧 pilon 骨 折 FAR1 均 显 著 大 于 Ⅰ 型（P= 0.00、P=0.00），Ⅱ 型 后 侧 pilon 骨 折 FAR1 与 Ⅲ 型 比较，无统计学差异（P=0.42）。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型后侧 pilon骨 折 FAR2 测 量 值 分 别 为 28.3% ± 13.5% 、28.1% ± 5.6%、28.2%±5.6%，Ⅰ型与Ⅱ型、Ⅱ型与Ⅲ型、Ⅰ型与Ⅲ型后侧 pilon 骨 折 FAR2 比较均无统计学差异（P= 0.95、P=0.98、P=0.96）。 Ⅰ型和 Ⅱ型后 踝骨 折 FAR1测量值分别为 7.6%±2.8%和 4.8%±3.8%，二者比较有统计学差异（P=0.01）。Ⅰ型和Ⅱ型后踝骨折 FAR2测量值分别为 16.0%±4.6%和 13.0%±5.4%，二者比较无统计学差异（P=0.07）。Ⅰ型后侧 pilon 骨折 FAR1、FAR2 显著大于Ⅰ型后踝骨折（P=0.00，P=0.00）。20例Ⅲ型 pilon 骨折中包括后内侧及后外侧骨块，两骨折 块 在 横 切 面 面 积 比 分 别 为 ：后 内 侧 骨块 16.1%± 6.2%，后外侧骨块 14.5%±6.5%，二者比较无统计学差异（P=0.43）。

3 讨论

胫骨远端后侧关节内骨折可分为后踝骨折和后侧 pilon骨折，扭转暴力可导致后踝骨折，而垂直暴力可导致后侧 pilon骨折。在损伤过程中可以是单一暴力，更多的是复合暴力、其中会以某一暴力为主而发生骨折，因此，临床上胫骨远端后侧关节内骨折可表现为多样化。

图 2 A.Ⅰ型后侧 pilon 骨折横切面 CT 图像；B.Ⅱ型后侧 pilon 骨折（内侧延伸单一骨块型）横切面 CT 图像：骨折线延伸至内踝前丘；C.Ⅲ型后侧 pilon骨折横切面 CT 图像（包括后内侧及后外侧骨块）

图 3 A.Ⅰ型后踝骨折横切面 CT 图像；B.Ⅰ型后踝骨折矢状面 CT 图像；C.Ⅱ型后踝骨折（小块撕脱型）横切面 CT 图像；D.Ⅱ型后踝骨折矢状面CT图像

表 1 后侧 pilon 及后踝骨折测量数据（）

表 1 后侧 pilon 及后踝骨折测量数据（）

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Haraguchi等[5]通过影像学研究，将后踝骨折分为三型：后外侧斜型（Ⅰ型）、内侧延伸型（Ⅱ型）和小块撕脱型（Ⅲ型）；其中Ⅱ型为垂直暴力所致，而Ⅰ型中也有一定比例为垂直暴力合并扭转暴力所致。Topliss等[3]根据骨折线的横断面 CT 扫描特征，将 pilon骨折分为主要骨折线位于矢状面和冠状面两类，后侧 pilon骨折占主要骨折线位于冠状面 pilon 骨 折的 10%，占全部 pilon骨折的 5.6%。

在 Haraguchi等[5]和 Topliss等[4]研究基础上，我们根据 CT 横断面扫描图像对后侧 pilon 骨折进行初步分型。其中Ⅰ型后侧 pilon 骨折损伤机制为垂直暴力合并扭转暴力造成向近端移位且关节面受冲击的后外 侧 Volkmann 骨 块 ；Ⅱ 型 、Ⅲ 型 后 侧 pilon 骨 折 与Haraguchi等[5]报告的内侧延伸型（Ⅱ型）相符。考虑到可能的损伤机制不同，根据后侧骨块特点将 Haraguchi内侧延伸型再次分型，其中Ⅱ型后侧 pilon 骨折为单一后侧骨块，骨折线可为横行或弧形，同时骨折线延伸至内踝后侧；Ⅲ型后侧 pilon 骨折包含了后内侧与后外侧双骨块[4]。Ⅱ型及Ⅲ型后侧 pilon 骨折的损伤机制为足处于跖屈位，轴向暴力作用下后踝受到距骨直接撞击所致。本研究发现Ⅱ型及Ⅲ型后侧pilon 骨折块横切面面积比 均 大 于Ⅰ型后侧 pilon 骨折，而Ⅱ型与Ⅲ型后侧 pilon 骨折块横切面面积比无差异。我们认为，Ⅰ型后侧pilon 骨折与Ⅱ型、Ⅲ型后侧 pilon 骨折的主要区别在于所受垂直、扭转暴力的比重不同，扭转暴力为主倾向于形成Ⅰ型后侧 pilon骨折、其横切面面积相对较小，而垂直暴力为主则更易导致Ⅱ型、Ⅲ型后侧 pilon 骨折，其横切面面积相对较大。Ⅲ型后侧 pilon 骨折后侧骨块分裂为后内侧骨块与后外侧骨块，可能是暴力更严重而导致骨块碎裂所致，或与同时受到的下胫腓后韧带牵拉扭转有关，同时我们发现后内侧骨块与后外侧骨块在横切面的面积比无显著差异，后内侧骨块约占 16.1%，后外侧骨块约占14.5%，两骨块面积基本相等。

本研究根据CT横断面扫描图像，将后踝骨折分为Ⅰ型：后外侧斜型，Ⅱ型：小块撕脱型，其损伤机制为扭转暴力造成的后踝撕脱骨折，Ⅰ型后踝骨折块横切面面积比(平均 7.6%)大于Ⅱ型后踝骨折比（平均4.8%）。因此，Ⅰ型与Ⅱ型后踝骨折的主要区别在于所受扭转暴力的程度不同，Ⅰ型后踝骨折多由于下胫腓后韧带撕脱所致，而Ⅱ型后踝骨折多由于下胫腓横韧带撕脱所致，而在踝关节扭转过程中，因下胫腓后韧带的扭转力矩较下胫腓横韧带大，故前者的撕脱骨折块相对较大，这也是Ⅰ型后踝骨折块横切面面积大于Ⅱ型后踝骨折块的原因所在。

我们测量后侧 pilon骨折平均 FAR1为 23.8%，平均 FAR2 为 28.3%，后 踝骨折 平 均 FAR1 为 6.8%，平 均FAR2为 15.1%，提示横切面和矢状面后侧 pilon骨折块的面积比均大于后踝骨折块。48.0%后侧 pilon 骨折 FAR1≥25%，55.9%后侧 pilon 骨折 FAR2≥25%，而所有后踝骨折FAR1及FAR2均＜25%。虽然目前大多数的学者并非通过评估骨折块大小来决定是否固定胫骨远端后侧骨折块[6]，但依然有部分学者认为胫骨远端后侧骨折块面积大于25%或是30%是评估患者是否需要内固定的重要指标[7-12]。因此，我们认为，从骨折块所占关节面的面积比来看，后侧 pilon骨折相对于后踝骨折，需内固定治疗的概率更高。

如不考虑后侧 pilon骨折与后踝骨折的区别，则Ⅰ型后侧 pilon 骨折和Ⅰ型后踝骨折同时属于 Haraguchi等[5]报告的后外侧斜型（Ⅰ型）。其中Ⅰ型后侧pilon 骨 折 平 均 FAR1 为 18.9%，平 均 FAR2 为 28.3%，Ⅰ 型 后 踝 骨 折 平 均 FAR1 为 7.6% ，平 均 FAR2 为16.0%，提示横切面和矢状面Ⅰ型后侧 pilon 骨折块的面积均大于Ⅰ型后踝骨折块。因此，我们认为后侧pilon 骨折因骨折块受垂直及扭转暴力双重作用，其骨折块无论横切面还是矢状面的面积均显著大于单纯扭转暴力所导致的后踝骨折，即使在共同出现的Ⅰ型骨折中（均出现 Volkmann 骨块），后侧 pilon 骨折块的大小依然显著大于后踝骨折块。

距骨向后侧移位是后侧 pilon骨折的另一个特征表现，提示损伤时存在垂直暴力的可能性。Forberger等[13]通过回顾性研究报告，在后踝骨折中，有 73%存在距骨后侧半脱位。De Vries等[14]报告，存在距骨后侧半脱位的患者后踝骨折块校对较大、且功能预后显著较差。因此，后侧 pilon骨折在临床上并不少见，只是多数被混在三踝骨折或后踝骨折中报道。本研究发现根据横切面图像，76例后侧 pilon骨折中 65例合并外踝由后上向前下的斜行骨折，10例合并全内踝骨折，1 例为单纯后侧 pilon骨折，51.3%后侧 pilon骨折发生踝关节半脱位或全脱位，其中距骨后侧半脱位36例、全脱位3例。47例后踝骨折中33例为旋后外旋型（Ⅰ型21例，Ⅱ型12例），8例为旋前外旋型（均为Ⅰ型），6 例为旋前外展型（均为Ⅰ型），8.5%后踝骨折发生踝关节半脱位，均为踝关节外侧脱位，无距骨后侧半脱位出现。因此，后侧 pilon骨折发生踝关节脱位或者半脱位的概率要大于后踝骨折，而距骨后侧半脱位则是后侧 pilon骨折的特征性表现。同时我们发现，旋后外旋型骨折多为后踝Ⅰ型骨折，少部分为后踝Ⅱ型骨折，而旋前外旋型及旋前外展型骨折全部都为后踝Ⅰ型骨折，这种情况的出现可能跟我们所研究的病例数不够多有关。

我们同时测量横切面及矢状面骨折的CT图像后发现：无论是后侧 pilon骨折还是后踝骨折，其α角均多变，且二者无差异，提示无论是扭转暴力或是垂直暴力所导致胫骨远端后侧关节内骨折线均多变，且不恒定，这可能跟胫骨远端后侧关节内骨折所受暴力原因多样化有直接的关系；所测量β角均较恒定，后侧 pilon 骨折平均测量 值为 79.4°，后踝骨折平均测量值为 74.3°，提示无论是扭转暴力或是垂直暴力所导致胫骨远端后侧关节内骨折，其矢状面骨折线均与地面基本垂直，而与胫骨纵轴基本平行，本研究结果与 Yao 等[15]研究结果基本一致。同时我们发现：后侧 pilon骨折相对于后踝骨折，其与水平面的夹角更大，也意味着后侧 pilon骨折与地面的垂直相关度更高，可能是因为后侧 pilon 骨折受垂直暴力或垂直、扭转双重暴力作用所致，而后踝骨折单纯受扭转暴力所致，从而导致了测量结果的差异。

综上所述，后侧 pilon 骨折与后踝骨折横切面骨折线形态多变，说明胫骨远端后侧关节内骨折所受暴力原因多样化；二者矢状面骨折线都与地面基本垂直，且后侧 pilon骨折β角更大，说明后侧 pilon 骨折与地面的垂直相关度更高；后侧 pilon骨折发生踝关节半脱位或全脱位的概率大于后踝骨折，且距骨后侧半脱位是后侧 pilon骨折的典型脱位方式；后侧 pilon 骨折块无论在横切面及矢状面的面积比均明显大于后踝骨折块；后侧 pilon骨折临床上多需要内固定治疗，一般治疗后出现关节退变的危险度较 高[3,16-20]；除了上述骨折块的特点以及详细询问患者致伤原因外，CT扫描往往更有助于区分后踝骨折与后侧 pilon骨折。

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Comparison of CT morphology between posterior pilon fracture and posterior malleolar fracture

XIE Shijuan1,2,JIN Dan1*,YU Bin1,XU Yafei2,LIU Song1,WANG Shangchong1
(1.Department of Orthopedics and Traumatology,Nanfang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou,510515; 2.Department of Orthopedics,Third People's Hospital of Nanhai District,Foshan 528244,Guangdong,China）

Tibial Fractures;Ankle Joint;Morphology;Posterior Pilon Fractures;Posterior Malleolus Fractures

*通信作者：金丹，E-mail：nfjindan@126.com