三维CT重建对关节内骨折分型术前评价的影响

【摘要】  ［目的］对比分析分别使用胫骨平台和髋臼骨折的三维CT和二维CT影像资料所得骨折分型结果，来评价三维CT对关节内骨折分型术前评价的影响。［方法］4名骨科主治医生回顾性分析本院28例胫骨平台骨折和19例髋臼骨折病例，分别使用二维CT和三维CT影像资料，对骨折分型做出判断，使用一致性检验来评价关于骨折术前分型的观察者间信度和观察者自身信度。［结果］使用三维CT影像时，对骨折分型判断的观察者间信度和自身信度均提高为极度一致，Kappa系数分别0.945和0.981（胫骨平台骨折）、0.934和0.979（髋臼骨折）。［结论］使用三维CT成像能够提高对胫骨平台骨折和髋臼骨折术前分型的可靠性，三维CT对关节内骨折分型术前评价有很高的应用价值。

【关键词】  胫骨平台骨折； 髋臼骨折； 三维CT； 二维CT； 信度

    Influence of threedimensional computed tomography reconstruction on preoperative evaluation for fracture classification of intraarticular fractures∥HU Yanling,PEI Guoxian,LI Xu,et al.Department of Traumatic Orthopedics,Nanfang Hospital,The Southern Medical University,Guangzhou 510515,China

    Abstract：［Objective］To assess the influence of threedimensional computed tomography (3D CT) reconstruction  on preoperative fracture classification of intraarticular fractures by comparing 3D CT and 2D CT in preoperative fracture classification of tibial plateau fractures and acetabular fractures.［Method］A retrospective study was performed to evaluate 28 tibial plateau fractures and 19 acetabular fractures.Four attending traumatic orthopaedic surgeons used 3D CT and 2D CT respectively to evaluate fractures and rendered fracture classification.Test of agreement was performed to evaluate interobserver and intraobserver agreement about fracture classification.［Result］With the use of 3D CT images,interobserver and intraobserver reliability for fracture classification increased to perfect agreement.［Conclusion］3D CT could improve the reliability of preoperative fracture classification for tibial plateau fractures and acetabular fractures.3D CT is helpful and worthwhile for preoperative evaluation for fracture classification of intraarticular fractures.

    Key words：tibial plateau fracture;  acetabular fracture;  threedimensional computed tomography;  twodimensional computed tomography;  reliability

    正确的骨折分型可以反映骨骼损伤的严重程度，能够作为治疗计划制定和疗效及预后评价的基础，所以骨折分型的正确判断对骨科临床工作有重要意义。特别是关节内骨折损伤类型复杂，易遗留创伤性关节炎等并发症，对该类骨折治疗要求高，故术前应根据影像学资料对骨折类型进行正确判断，从而制定治疗计划。影像学技术的发展给临床医生提供了更全面详细的信息，可帮助病情的判断和治疗计划的制定，特别是三维CT（threedimensional computed tomography,3D CT）能够提供立体结构信息，在骨关节创伤诊断中具有极大的优势。作者选用28例胫骨平台骨折和19例髋臼骨折为例，对比分析三维CT和二维CT对关节内骨折分型判断的影响，探讨三维CT的优势。

    1  资料与方法

    1.1  临床资料

    收集本科2005年6月～2007年2月间收治的胫骨平台骨折患者28例，男21例，女7例，平均41岁；髋臼骨折19例，男13例，女6例，平均39岁。致伤原因均为车祸伤和高处坠落伤。所有病人均行X线片检查（胫骨平台骨折拍前后位和侧位，髋臼骨折拍前后位，闭孔斜位和髂骨斜位）和薄层螺旋CT扫描。

    1.2  螺旋CT扫描及重建

    使用SIEMENS SOMATOM PLUS 4型全身螺旋CT扫描机，根据定位像选定兴趣区进行薄层扫描。扫描条件：电压140 kV，电流94 mA，层厚1.5 mm，扫描时间1.5 s，重建间隔1～2 mm。在SIEMENS 02 IRIX 6.5工作站进行表面遮挡重建，选择能最佳显示病变的图像进行存储并摄片。所有病例均去除影响骨折观察的邻近骨结构和石膏。

    1.3  评价方法

    所有影像资料被导入个人计算机，使用Dicom浏览器观看，病人信息资料被去除。选取4位骨科主治医师作为影像学观察者，用双盲随机方式，分别利用二维CT和三维CT影像资料（两组均使用X线片资料），评价胫骨平台骨折和髋臼骨折，记录骨折类型。其中胫骨平台骨折类型根据胫骨近端骨折AO分类，分为B1、B2、B3、C1、C2、C3 6种类型，髋臼骨折类型根据Judet和Letournel分类系统，分为5种基本骨折和5种复合骨折10种类型［1］。

    首先，观察者利用X线和二维CT资料评价骨折，记录骨折类型。4周后，再利用X线片和三维CT进行评价并记录骨折类型。这两轮检查用于评价观察者间信度（interobserver reliability）。再4周后重复上两轮检查，来评价观察者自身信度（intraobserver reliability）。

    1.4  统计学分析

    采用SPSS 13.0软件进行统计学分析。使用一致性检验来评价使用三维CT和二维CT时关于骨折分型的信度，即通过计算Kappa系数来评价观察者间信度和观察者自身信度。根据代表一致性的强弱程度，Kappa值大小划分为6个区段，Kappa值<0，一致性极差，0～0.2为很弱，0.21～0.40为弱，0.41～0.60为中度，0.61～0.80为高度，0.81～1.0为极强［2，3］。

    2  结  果

    对于胫骨平台骨折，使用二维CT资料时，对骨折类型判断的观察者间信度和观察者自身信度均为高度一致（Kappa系数分别为0.754和0.789），但使用三维CT时两者均改善为极度一致（Kappa系数分别0.945和0.981）（表1）。表1  关于胫骨平台骨折分型的观察者间信度和观察者自身信度

    对于髋臼骨折，使用二维CT资料时，对骨折类型判断的观察者间信度和观察者自身信度均为高度一致（Kappa系数分别为0.762和0.791），但使用三维CT时两者均提高为极度一致（Kappa系数分别0.934和0.979）（表2）。表2  关于髋臼骨折分型的观察者间信度和观察者自身信度 三维CT重建影像清楚显示骨折的立体结构，骨块的数量和移位程度，有助于对骨折分型的正确判断（图1，2）。

    图1a、b、c  三维图像清楚显示胫骨近端C3.3型骨折（AO分类），关节面粉碎伴平台后外的压缩，骨块的数量和移位程度被精确显示  图2a、b、c  三维图像清楚显示髋臼横行加后壁骨折（Letournel分类），骨块的数量和移位程度被精确显示

    3  讨  论

    关节内骨折是骨折治疗难点，其损伤类型复杂，易遗留创伤性关节炎等并发症，特别是对于累及负重部位的大关节的骨折，如胫骨平台骨折和髋臼骨折。对该类骨折治疗要求高，故术前应根据影像学资料对骨折类型进行正确判断，从而制定治疗计划。正确的骨折分型可以反映骨骼损伤的严重程度，能够作为治疗计划制定和疗效及预后评价的基础，并且给医生之间学术交流提供一个标准，所以对骨折分型的正确判断对骨科临床工作有重要意义。

    目前有多种影像学检查用于关节内骨折术前评估。X线片检查是诊断骨折的最基本方法，能对绝大多数关节内骨折作出阳性诊断，但是关节部位结构复杂，X线图像重叠，难以对骨折的具体情况作出客观准确的分析。而且X线片检查需要多个体位投照，如对于髋臼骨折需拍髋关节前后位，闭孔斜位和髂骨斜位，但由于部分患者合并其他外伤，不能过多搬动或摆放相关的体位，或者患者因疼痛不能配合等原因而不能获得完整的X线影像资料。二维CT扫描能避免影像的重叠，并可发现一些X线片不能显示的骨折，提高了骨折诊断的正确性，故越来越多的用于关节内骨折诊断，但其缺点是不能反映出病变的立体结构，临床上需要医师根据病变的二维影像来估计病变的三维立体结构。三维CT重建可获得骨折立体图像，能提供病变的空间信息，克服了以往医生凭借普通X线片和CT平扫进行空间想象的困难，并可更好地显示复杂的骨折线及骨块在多维方向上的移位，对骨折更准确的进行评价。

    目前，对于不同部位骨折均有多种骨折分类系统。常用于胫骨平台骨折的分类系统包括AO系统和Schatzker系统，但Walton N等报道AO分类系统比Schatzker系统更可靠，故本试验选用了AO系统［4］。常用于髋臼骨折的分类系统包括AO系统和Judet和Letournel分类系统，尽管AO系统是一种系统全面的骨折分类系统，但对于髋臼骨折，目前国内外最常使用的仍是Judet和Letournel分类系统，故本试验选用Judet和Letournel分类系统。

    本试验的统计学方法采用一致性检验，即通过计算Kappa系数来评价观察者间信度和观察者自身信度。当使用一种检测方法评价骨折类型时的信度越高，即Kappa系数越大时，则信度的一致性越高，说明该检查方法对于骨折分型判断的可靠性越高。该方法已被大量用来比较影像学方法的可靠性，通常用于评价两种检查方法对同一检查对象的结果的一致性、或几个观察者和评价者对同一检查对象的诊断结论的一致性，或同一评价者或观察者对同一组检查对象的诊断结论的一致性［2，3］。目前的关于三维CT的文献研究主要集中于其对骨折的阳性诊断效能［5，6］，少有文献报道其对骨折术前评价的效能，如判断骨折分型的效能。此外亦有文献报道二维CT对骨折分型判断的影响。Beaulé PE对比分析了单独使用X线片和联合利用X线片和二维CT时的关于髋臼骨折分类的观察者间信度和观察者自身信度，发现利用二维CT并不能提高信度的一致性，使用2种方法时的信度均为高度一致［7］。StephanV等用同样的方法发现利用二维CT并不能提高关于胫骨平台骨折分型的观察者间信度和观察者自身信度的一致性，使用２种方法时的信度均为高度一致［8］，但未见有文献报道对比分析三维CT和二维CT对骨折分类判断影响。本试验即采用一致性检验的方法，选用髋臼和胫骨平台骨折为例，对比分析三维CT和二维CT对２种骨折分型判断的观察者间信度和观察者自身信度的影响，来探讨三维CT对关节内骨折分型判断的影响。

    本研究数据显示，当利用X线片和二维CT时，对于髋臼和胫骨平台骨折分型的观察者间信度和观察者自身信度均为高度一致，这与Beaulé PE和Stephan V报道的实验结果相一致；但作者还发现使用三维CT时，关于两类骨折分型的观察者间信度和观察者自身信度均增高为极度一致，这说明三维CT能够改善观察者对骨折分型判断的可靠性，三维CT对关节内骨折分型的术前判断效果要优于二维CT。总之，三维CT图像能真实直观地反映髋臼和胫骨平台骨折空间立体关系，帮助临床医生进行准确的骨折分型，从而为临床医师选择合适的治疗方案、决定手术路径，固定方式和预后评价提供可靠的依据，所以作者建议对髋臼和胫骨平台等部位的关节内骨折常规进行三维CT检查。

【参考文献】
  ［1］ Thomas PR，William MM 主编.王满宜，杨庆铭，等 编译.骨折治疗的AO原则［M］.第1版，北京：华夏出版社，2003，499-502.

［2］ 夏邦世，吴金华.Kappa一致性检验在检验医学研究中的应用［J］.中华检验医学杂志，2006，1：83-84.

［3］ 华琳，阎岩，张建.关于对一致性Kappa系统的探讨［J］.数理医药学杂志，2006，5：518-520.

［4］ Walton NP,Harish S,Roberts C,et al.AO or Schatzker?How reliable is classification of tibial plateau fractures［J］.Arch Orthop Trauma Surg,2003,8:396-398.

［5］ 宋磊，刘建，孟国林，等.CT三维重建技术在复杂骨盆及髋臼骨折中的应用［J］.中国矫形外科杂志，2004，5：348-350.

［6］ 何群慧，林秉奖.螺旋CT三维及四维重建在复杂性髋臼骨折的应用［J］.中国矫形外科杂志，2001，9：902.

［7］ Beaulé PE,Dorey FJ,Matta JM.Letournel classification for acetabular fractures.Assessment of interobserver and intraobserver reliability［J］.J Bone Joint Surg(Am),2003，9:1704-1709.

［8］ Stephan V,Yacoubian,Russell T,et al.Impact of MRI on treatment plan and fracture classification of tibial plateau fractures［J］.Journal of Orthopaedic Trauma,2002,9:632-637.

作者单位：（1.南方医科大学附属南方医院创伤骨科，广州 510515；2.解放军第89医院全军创伤骨科研究所，山东 潍坊 261021）