3D-CT重建技术在单束ACL解剖重建术后检查中的应用

吴志钧，张理选

惠州市中心人民医院医学影像科1、骨科一区关节外科2，广东 惠州 516001

前交叉韧带(ACL)是连接胫骨与股骨的关键韧带，可限制胫骨过度向前移位，并可维持膝关节稳定性。ACL在暴力作用下易受到损伤，ACL损伤未经及时有效的修复可能导致多种继发性损伤，明显影响患者膝关节功能。但ACL的组织学特点较特殊，其营养主要由附着韧带的表层毛细血管网和关节内滑液提供，血供较差，ACL损伤后自行修复的能力极差，多选择ACL 移植重建方式治疗[1-2]。近年来随着关节镜技术的不断成熟，关节镜下单束ACL解剖重建术已成为目前治疗ACL 损伤的主要手段。ACL 两端骨道的准确定位在单束ACL解剖重建术中有重要作用，能够明显影响患者术后恢复[3]。一项研究指出[4]，部分ACL断裂患者解剖重建术后的骨隧道定位发生偏差，影响膝功能恢复。三维-CT(3D-CT)具有立体直观、空间分辨率高、时间分辨率高、扫描速度快、快速成像等特点，其可对各个结构进行多个平面的三维重建，弥补三维数据测量和三维立体图像的不足[5]。本研究在单束ACL解剖重建术后进行3D-CT重建技术检查，以评价术中骨道定位情况。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析惠州市中心人民医院2018 年4 月 至2020 年1 月收 治 的100 例ACL 撕裂患者的临床资料。纳入标准：①经体格检查、关节镜检查和影像学检查确诊为单纯ACL损伤，无其他膝关节骨折和韧带损伤；②手术适应证明确，均接受关节镜下单侧单束ACL解剖重建术治疗，术后第2天接受3D-CT 检查；③对侧膝关节正常。排除标准：①合并其他膝关节疾病；②严重骨质疏松，骨质增生；③膝关节手术史。100 例ACL 撕裂患者年龄20～50 岁，平均(35.19±4.38)岁；男性72 例，女性28 例；体质量指数18～24.5 kg/m2，平均(22.17±0.36) kg/m2；术前Lysholm评分22～59分，(41.39±5.77)分。

1.2 方法 单束ACL 解剖重建术后第2 天予以3D-CT 检查，用PHILIPS 公司的16 多排螺旋CT 机进行，层厚为3 mm，重建间隔1.5 mm，螺距为0.625～1，电流为150～200 mA，管电压120 kV。患者取仰卧位，患侧膝关节取伸直位，参照以上参数扫描患者膝关节，拷贝原始数据，并上传至工作站。将膝关节位置进行中位化处理，进行膝关节和ACL 移植物的三维重建图像，旋转模型，在三维空间内裁剪所需结构图像。骨道位置予以相对位置百分比方法，将胫骨平台最内侧和后侧为100%，最外侧和前侧统一规定为0%。在三维模型图像上查看隧道位置和移植物韧带走形情况，找出胫骨、股骨隧道口中心点并标记。在X 线上和3D-CT 上分别测定股骨、胫骨两端两点的空间三维坐标，计算三维空间内两点间长度、冠状位夹角、矢状位夹角。所有患者均进行12 个月随访，按照Lysholm 评分将预后分为优良组71 例(Lysholm 评分≥80 分)与 不 良组29 例(Lysholm 评分＜80 分)，对比两组患者3D-CT 显示的胫骨和股骨骨道内口位置及移植物情况。

1.3 统计学方法 应用SPSS18.0 软件进行数据统计学分析，计量资料符合正态分布，以均数±标准差()表示，组间比较采用t 检验，计数资料比较采用χ2检验，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3D-CT 和X 线骨道内口相对位置测量结果比较 3D-CT 测量对胫骨骨道内口位置大于X 线，对股骨骨道内口位置小于X 线，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表1。

表1 3D-CT和X线骨道内口相对位置测量结果比较(，%)

表1 3D-CT和X线骨道内口相对位置测量结果比较(，%)

检查方法3D-CT X线t值P值例数100 100胫骨骨道内口位置46.83±2.15 40.18±3.39 16.566 0.001股骨骨道内口位置37.95±2.17 43.75±3.02 15.597 0.001

2.2 两组患者3D-CT显示胫骨和股骨骨道内口位置比较 优良组与不良组患者的股骨骨道内口位置比较差异无统计学意义(P＞0.05)；但不良组患者的胫骨骨道内口位置明显大于优良组，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

表2 两组患者经3D-CT显示胫骨和股骨骨道内口位置比较(，%)

表2 两组患者经3D-CT显示胫骨和股骨骨道内口位置比较(，%)

组别优良组不良组t值P值例数71 29胫骨骨道内口位置45.19±2.01 50.85±2.49 11.901 0.001股骨骨道内口位置38.09±2.19 37.61±2.12 1.004 0.318

2.3 两组患者3D-CT显示移植物情况比较 不良组患者的移植物长度短于优良组，矢状位夹角小于优良组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，但两组患者的冠状位夹角比较差异无统计学意义(P＞0.05)，见表3。

表3 两组患者3D-CT显示移植物情况分析()

表3 两组患者3D-CT显示移植物情况分析()

组别优良组不良组t值P值例数71 29移植物长度(mm)32.19±3.84 27.68±2.67 5.772 0.001冠状位夹角(°)68.03±6.11 67.15±5.93 0.659 0.511矢状位夹角(°)56.01±5.82 52.37±5.11 2.936 0.004

2.4 术后三维CT 影像学表现 单束ACL 解剖重建患者术后三维CT影像学表现见图1。

图1 术后三维CT影像结果

3 讨论

ACL损伤为膝关节的常见损伤，ACL有限制胫骨内旋、外翻、过伸、前移等多种作用，ACL 损伤后可明显影响膝关节稳定性，继发半月板损伤和软骨退变，并可导致机体感觉功能障碍，加重膝关节损伤。目前临床有关ACL的重建修复已达成共识，尽管传统ACL单束重建术可取得不错的效果，但仍有部分患者的随访结果欠佳[6]。ACL双束重建的效果虽优于既往单束重建技术，但其操作难度大，且不适用于髁间窝较小者。临床研究认为，单束ACL解剖重建的韧带更符合机体力学特性，能够最大程度的恢复膝关节组织完整性、功能稳定性，提高ACL 的手术效果[7]。谷军等[8]研究也表明，单束ACL 解剖重建术与双束ACL 重建术后的旋转和前后向稳定性相似。

关节镜下单束ACL解剖重建术的创伤相对较小，术后恢复快，近年来已成为ACL损伤治疗的最常用方法。骨隧道定点为单束ACL解剖重建术的重要步骤，难度较大，是影响患者手术效果和术后康复的重要因素[9]。相关研究报道，股骨定位偏前可引起韧带不等长，胫骨骨髓道偏前则对患者膝关节伸直功能有影响，并可导致膝关节屈曲挛缩、移植物黏连等继发症状[10]。既往研究已表明，单束ACL重建术后的止点应与ACL解剖止点接近，最大程度的减小膝关节屈伸活动对移植肌腱产生的张力，为移植物的再血管化、滑膜覆盖提供有利条件，促进移植物的韧带化[11]。但患者膝关节伸直角度和髁间顶角度存在个体差异，且两者无明显相关性，导致不同膝关节的胫骨隧道位置在矢状位上有差异。目前有关单束ACL 解剖重建术中股骨骨隧道定位主要在关节镜下进行，易受到术中视野、操作者对解剖结构认知程度和经验等因素的影响。影像学检查在单束ACL 解剖重建术后评价中有重要作用，能够直观的查看股骨和胫骨内外骨隧道、移植物固定等情况，指导术中定位，且可为患者预后评价提供更直观、客观的支持。

X 线是ACL 解剖重建术后影像学评价的主要方法之一，但X线检查无法显示韧带、肌肉等软组织，且存在密度分辨率低、影像重叠等不足。另外普通X线平片照射易受到靶片距、膝关节定位等因素的影响，准确性定，且有一定片面性[12]。MRI在软组织显影上有一定优势，能够进行多参数、多序列采集，清晰反映韧带走行，在ACL损伤诊断上有较高的准确性、特异性和敏感性，但金属固定物对图像质量有严重影响[13]。有研究发现，3D-CT 对ACL 重建术的评价效果优于MRI[14]。3D-CT 存在窗宽、窗位及各向同性技术，得到的容积数据能够进行任意角度、方向的成像，甚至曲面成像，以查看解剖结构和病变全貌[15]。3D-CT重建技术可清晰呈现膝关节全貌，反映ACL 重建后骨隧道的定点、定位情况。3D-CT通过任意角度的旋转图像可清晰、直观的反映骨性解剖标志和骨隧道口的关系[16-17]。3D-CT重建图像能够去除骨性障碍物的影响，更好的显示感兴趣部分[18]。3D-CT 重建成像能够避免重叠，尽可能的降低人为测量存在的误差。本研究中，X 线与3D-CT 显示的胫骨骨道内口位置及股骨骨道内口位置均有差异。同时本研究数据显示，预后优良组与不良组股骨隧道口中心点比较无显著差异，但预后不良组胫骨骨道位置大于优良组，提示3D-CT重建技术能够反映单束ACL 解剖重建术后骨道建立和预后情况。另外本研究发现，预后不良组移植物长度明显短于优良组，不良组矢状位夹角明显小于优良组，提示3D-CT 重建技术能够反映单束ACL 解剖重建术后移植物情况，临床通过3D-CT测定患者单束ACL解剖重建术后骨髓道和移植物情况，能够一定程度的反映患者预后情况。

综上所述，3D-CT重建术可清晰显示单束ACL解剖重建术后骨隧道和ACL移植物情况，从而回顾性指导关节镜的术中骨道定位。