从影像学角度理解胫骨平台骨折三柱分型，骨科医生轻松识别损伤形态
2024-04-14 23:56:47
最近的骨外科文献强调三柱分型的方法来理解和指导胫骨平台骨折的治疗。这个于2010年发表的三柱分型依赖于术前CT图像来描述胫骨平台内侧柱、外侧柱和后侧柱的损伤，并改善了复杂胫骨平台骨折（冠状面骨折和后平台骨折碎片需要背部钢板）的手术效果。放射科医生和骨外科医生以往使用的胫骨平台骨折分类系统，包括Schatzker和Arbeitsgemeinschaft für OsteSynthefragen-Orthopedic Trauma Association（AO-OTA）系统，此分类系统依赖于膝关节正位X线片所描述的结果，缺乏准确描述冠状面胫骨后外侧平台骨折的术语。将现代三柱分类系统中的元素合并到放射报告中，将增强放射学家对这些损伤的描述。放射科医生必须了解临床评估的作用和骨外科医生在处理这些损伤时考虑到的相关影像学表现。这种理解包括熟悉损伤模式以及它们与损伤机制、患者人口统计学和潜在相关共病的关系。评估初始x光线片的表现是胫骨平台骨折诊断的基础。术前横断面成像提供的额外信息，包括特定情况下的二维和三维CT和MRI，有助于识别影响手术治疗的特定软组织损伤和骨折形态。这些特殊的骨折形态和软组织损伤应该被识别并传达给骨外科医生，以便对患者进行最佳的治疗。 传统的胫骨平台骨折分类系统，包括Schatzker和Arbeitsgemeinschaft für OsteSynthefragen-Orthopedic Trauma Association(AO-OTA)系统，被放射科医生和骨外科医生广泛使用，因为它们易于理解，是基于膝关节正位X线片所描述的结果，并在文献中得到了很好的研究。然而，这些系统缺乏准确描述冠状面胫骨后外侧平台骨折的术语。随着这些分类系统的发展，二维(2D)CT和三维(3D)CT与X线片一起被认为是诊断和分期胫骨近端骨折的初始影像评估的标准部分。与X线摄影相比，二维 CT和三维CT已被证明不仅能提供关于胫骨平台骨折相关的骨折类型、关节面状态和软组织损伤的额外信息，而且还能影响手术方案。2010年，Luo等人发表的三柱分类系统使用了CT提供的额外信息，更全面地了解了损伤类型，优化了治疗方法，并已证明与Schatzker和AO-OTA分类系统相比，三柱分类系统中观察者间的可靠性更高。 胫骨平台骨折约占所有骨折的1%，每年每100000名患者中的发病率为10：3%。这些骨折最常见于30-60岁的患者，严重程度从简单的无移位骨折到伴有严重软组织损伤的粉碎性骨折。没有相关软组织损伤的非移位骨折通常需要非手术治疗，复杂的胫骨平台骨折通常需要关节镜介入或切开复位内固定(ORIF)。复杂胫骨平台骨折手术治疗的一个重要目的是恢复关节面，从而防止创伤后出现膝关节骨性关节炎。尽管如此，有胫骨平台骨折病史的患者接受全膝关节置换术的风险是匹配队列人群的5倍。 传统上，外侧和内侧支撑钢板是治疗复杂胫骨平台骨折的标准方法。然而，复杂的胫骨平台骨折有单独的后侧柱骨折，不能用这种传统的方法充分稳定。最新的手术入路已经被开发出来，设计了稳定这些分离的后侧柱骨折的背侧钢板。二维和三维CT描述后侧柱损伤和冠状骨折裂的多平面能力对于识别和准确描述需要背侧钢板的胫骨平台骨折是必不可少的。 本文回顾了胫骨平台的解剖学和骨折类型，并说明了三柱分型在描述复杂胫骨平台骨折方面的优势，强调了传统分类系统中没有包括的骨折。此外，我们还讨论了术前CT对胫骨近端骨折的临床评估和作用，以及改变手术治疗的相关软组织损伤和骨折形态。 胫骨平台可分为承重部位和非承重部位。胫骨平台的承重部位包括分别与股骨内侧和外侧髁连接的胫骨内侧和外侧平台。与胫骨外侧平台相比，胫骨内侧平台更大、更凹陷、距离更远。胫骨外侧平台是凸的、向前扁平的，骨小梁比内侧平台少。髁间中心区是非承重面，包含十字韧带和半月板根部附着点。髁间隆起位于髁间区域的中心，有胫骨内侧和外侧的棘突。 虽然对胫骨平台的肌肉、韧带和半月板附着物的详尽回顾超出了本文的范围，但有几个解剖学方面的考虑与最新的背侧钢板手术入路有关。具体地说，传统的手术暴露胫骨前外侧平台为治疗累及胫骨后外侧的损伤提供了一个有限的窗口，因为存在覆盖的外侧副韧带复合体和腘肌腱。同样，浅内侧副韧带限制了后内侧平台的显露，除非将其移除(图1)。 图1：限制手术暴露胫骨后外侧和后内侧平台的正常解剖结构。 轴向质子密度加权脂肪抑制磁共振图像显示一位42岁男性的正常左膝。进入胫骨后外侧平台受限于上覆的腘肌腱(P)和外侧副韧带(L)，胫骨后内侧平台受限于内侧副韧带(M)。虚线是后外侧和后内侧平台之间的边界，实线是柱与柱之间的边界。 胫骨平台骨折发生在所有年龄段的患者中，但大部分倾向于以独特的方式影响两个不同的年龄组。年轻人往往有胫骨平台损伤相关的高能量创伤，而那些年龄在50岁以上往往有胫骨平台损伤继发于低能量创伤。由此产生的损伤严重程度不仅取决于冲击能量，还取决于损伤机制和底层骨骼的整体质量。胫骨外侧平台在年轻人和老年人中更常见。 涉及胫骨外侧平台的低能量损伤在年轻人中与50岁及以上的人相比具有不同的特征。无关节凹陷的外侧平台单纯劈裂骨折在年轻患者中更常见，而在50岁及以上的患者中，单纯关节凹陷骨折或劈裂凹陷骨折更常见。老年患者关节凹陷患病率的增加归因于骨密度的降低。 较高能量的损伤机制更常导致胫骨内侧平台骨折。这些骨折模式通常与膝关节脱位、多韧带损伤以及腓动脉和腓神经损伤有关。力的大小和方向决定了粉碎的程度和碎片位移的程度。年龄也起着作用，因为骨质疏松的骨骼更容易受到严重粉碎，特别是在涉及高能机制的情况下。 评估胫骨平台骨折的临床评估是术前计划的第一步。骨外科医生的初步评估包括对患者病史的详细回顾、对损伤的能量和机制的考虑、体检和骨骼质量的评估。该信息甚至在进行成像之前就为预期的骨折模式提供了框架。体格检查强调寻找相关的软组织损伤，包括开放性骨折的存在和性质、神经血管损伤的检测，以及对间隔室综合征的评估。这些软组织损伤的存在会影响手术干预的类型和时机。 X线摄片是胫骨平台骨折术前成像的第一步。应至少获得两张不同位置的视图，而标准创伤系列应包括正位（AP）、侧位和双斜位X线片。正位和斜位X线片从不同角度描绘了胫骨内侧和外侧髁部，正位切面构成了上述Schatzker和AO-OTA骨折分类系统的模板。骨折的完整描述，包括关节凹陷和后侧柱受累的程度，受到X线片的二维性质和重叠结构的存在的限制。虽然射线照相的空间分辨率很好，但射线照相缺乏对比度分辨率，无法提供骨折的三维（3D）分析。这些特征限制了对胫骨后平台和相关软组织损伤的评估。反过来，如果固定不当，可能会导致低估骨折严重程度和糟糕的手术结果。 二维CT和三维CT可以对胫骨平台进行额外的多平面可视化，从而更好地评估关节表面的骨折模式和状况。这些增加的信息可以改变骨外科医生对骨折的分类和手术方式。一项研究的作者评估了25例胫骨平台骨折，发现CT的发现导致52%的骨折有不同的分类，更重要的是改变了60%的手术计划。CT还有助于对软组织损伤进行极好的评估，有助于检测膝关节韧带撕裂，敏感性为80%，特异性为98%(22例)。 在胫骨平台骨折的初始评估中，MRI不是常规的检查方法。MRI是评估韧带和半月板撕裂的标准检查方法。然而，只有2%的韧带在CT上被认为是完整的，在MRI上显示部分或全部撕裂。由于MRI对骨髓水肿、软骨损伤和半月板撕裂的敏感性增加，可以在初步评估后进行检查，以发现隐匿性骨折或膝关节内结构变异。与CT相比，MRI的采集时间较长，费用也较高，因此在急性损伤患者中很难进行MRI检查。MRI应该保留给有危险因素或体检结果与韧带和半月板损伤相关的患者，对这些患者的诊断将改变治疗方式。 三柱分类系统根据轴位CT图像上描绘的特定解剖标志将胫骨平台分为内侧柱、外侧柱和后侧柱(图2)。用于划分柱子的标志物包括髁间隆起中心、胫骨前结节、胫骨近端后内侧嵴、腓骨头最前点和胫骨平台后沟。胫骨近端的后内侧嵴基本上反映了腓骨头部最前点在后外侧的位置。内侧柱和外侧柱还分别细分为前内侧和后内侧部分以及前外侧和后外侧部分。前内侧部分是指内侧柱的一部分，其边界为胫骨前部粗隆、髁间隆起和胫骨近端的后内侧嵴。前外侧部分是指外侧柱被胫骨前结节、髁间隆起和腓骨头前点包围的部分。后内侧和后外侧分别指的是后侧柱的内侧半部分和外侧半部分，如图2所示，在髁间隆起和胫骨平台后沟之间划出一条线。将这些结构细分有助于描述有分离的后内侧或后外侧骨折的双柱和三柱骨折的骨折碎片。 图2：胫骨平台示意图勾勒出内侧柱、外侧柱和后侧柱的解剖标志，以及每根柱的细分部分，包括前内侧、前外侧、后内侧和后外侧。轴位三维容积再现CT图像显示胫骨平台，包括髁间隆起中心(O)、胫骨前结节(A)、胫骨近端后内侧嵴(D)、腓骨头最前点(C)和胫骨平台后沟(B)。虚线代表后外侧和后内侧之间的边界，实线代表柱与柱之间的边界。 根据骨折所涉及的柱数和粉碎程度，胫骨平台骨折可分为零柱损伤、单柱骨折、双柱骨折或三柱骨折。虽然在Schatzker和AO-OTA分类系统中，该入路中的一些骨折类型具有相关性，但在后两种方案中均未包括或准确描述后侧柱。表1概述了六种Schatzker分类类型以及每种类型对应的三列分类。未包括在Schatzker分类中的特定三柱骨折也被详细介绍。此外，这些差异将在下一节中重点介绍。有关Schatzker分类系统的更多信息，请参考Markhardt等人2009年的文章，其中包括一系列关于Schatzker骨折模式的优秀插图。 表1：胫骨平台骨折的三柱分类和Schatzker分类 胫骨平台零柱骨折为单纯关节面凹陷骨折，无相关劈开型骨折。与单柱、双柱和三柱骨折相比，零柱骨折不会导致柱壁皮质断裂。零柱骨折最常发生在外侧柱，其骨小梁较少，力学性能弱于内侧平台。患者通常在第四或五个十年，由于骨密度降低，会面临更高的风险。 零柱骨折相当于Schatzker III型纯凹陷骨折(图3)。 图3：一名59岁男性从站立位置跌落后导致的零柱骨折。冠状位CT图像(a)、冠状位三维CT图像(b)和带分界柱(实线)的轴位三维CT图像(c)显示胫骨前外侧平台的单纯关节面凹陷（在c图中的*区域）。请注意，虽然关节表面的一部分(a图中箭头所指的区域，b图中箭头所指的区域)轻微下沉，但胫骨外侧皮质仍然完好无损，这证实了零柱骨折的诊断。 胫骨平台单柱骨折仅累及内侧柱、外侧柱或后侧柱，骨折线破坏柱壁的皮质表面。诊断的关键是在受累的柱子中有一个单独的碎片的劈裂性骨折的存在。例如，如果侧柱劈裂骨折线也延伸到后侧柱，如果只有一个包括胫骨前外侧和后外侧平台的骨折块，则该骨折仍被视为单柱损伤(图4)。将胫骨平台骨折升级为双柱损伤需要第二个单独的骨折碎片。单柱骨折相当于SchatzkerI型和II型骨折。然而，没有Schatzker类型来描述仅累及后侧柱的单柱骨折(图5)。 图4：一名24岁男子在一次机动车碰撞后骨折。冠状位CT图像（a）、冠状位三维CT图像（b）和轴位三维CT图像(实线)（c）显示一个孤立的分裂型骨折累及侧柱。虽然骨折线（箭头所指的区域）也延伸到后侧柱，但这被认为是单柱骨折，因为有一个碎片主要累及侧柱，没有单独的后侧柱碎片。 图5：一名22岁男子在机动车碰撞后发生的单柱骨折。矢状位CT图像(a)、矢状位三维CT图像(b)和轴位三维CT图像(实线)(c)显示孤立于后侧柱的单柱骨折(a和b中的箭头)。注意胫骨后内侧平台的小的关节凹陷碎片(在c图中的*区域)，骨折线延伸到后内侧柱的皮质面(c中的箭头)，区分这个是单柱骨折还是零柱骨折。虚线是后侧柱后外侧和后内侧细分之间的边界。(图5a和5c提供了完整的骨折线) 双柱骨折涉及三根柱子中的两根，必须有两个离散的骨折碎片，每个碎片都有一条延伸到受累柱子皮质表面的断裂线。例如，如果有一个前外侧骨折加上一个单独的后外侧骨折碎片，胫骨外侧平台骨折将被认为是双柱骨折。 这一区别是重要的，因为最近的骨外科文献主张改变手术入路，允许背侧钢板固定分离的后外侧骨折片段，以获得最佳的手术结果。同样，双柱胫骨内侧平台骨折会有单独的前内侧和后内侧骨折块，这不仅需要前切口，也需要后切口，以便背侧钢板固定后内侧骨折块(图6)。此骨折相当于Schatzker IV型骨折。然而，没有Schatzker类型来描述双柱外侧加后侧柱胫骨平台骨折。 图6：一名50岁女性从站立位置跌倒后导致的双柱骨折。冠状位CT图像（a）、冠状位三维 CT图像（b）和轴位三维 CT图像（实心线）（c）显示骨折累及胫骨平台内侧。冠状位图像上描绘了矢状位骨折线（a和b中的箭头）。然而，轴向三维CT图像提供了额外的信息，描绘了单独的前内侧和后内侧骨折碎片（在c图中的*区域），骨折线分别延伸到前内侧和后内侧亚区的皮质表面。冠状面骨折（c中的箭头）形成一个单独的后侧柱碎片，内柱固定不能充分稳定，需要从后内侧入路单独固定。 三柱骨折涉及胫骨平台的所有三个柱，每一个柱的骨折线延伸到各自柱壁的皮质表面。三柱骨折通常是高能量创伤的结果，导致高度粉碎性骨折。这些裂缝必须在每柱中至少有一个单独的裂缝碎片（图7）。Schatzker V型和VI型骨折属于胫骨平台三柱骨折。然而，Schatzker系统与三柱骨折的后侧柱成分没有相关性。放射科医生检测后侧柱碎片的能力为外科医生提供了术前制定手术计划的关键信息，因为可能需要三柱固定。 图7：一名47岁男子在机动车碰撞后发生三柱骨折。冠状位CT图像（a）、冠状位三维CT图像（b）和具有分界柱（实线）的轴向三维CT图像（c）显示至少一个单独的骨折碎片（在c图中的*区域），涉及内侧柱、外侧柱和后侧柱，骨折线延伸到每个柱壁的皮质表面。 传统上，复杂胫骨平台骨折的手术治疗包括内侧和外侧支撑钢板，而不需要单独处理每根柱子(图8)。研究表明，不能通过单独的切口稳定后侧柱碎片，使冠状面骨折可以共面钢板，可能会导致排列失调、功能状态不佳、继发性骨关节炎和固定失败。 Trikha等人使用三柱分类法对53例高能胫骨平台骨折(从单柱损伤到三柱损伤)的骨折形态和需要固定的钢板进行了表征。在这些骨折中，46个骨折需要双钢板固定，5个骨折需要三重钢板固定。4例在末次随访时出现内翻畸形(5°~10°)。所有四个内翻畸形在最初的术后X线片上都被描绘出来。骨外科文献中已经发表了几种可行切口以特别处理后方碎片的技术。2010年，Luo等描述了前外侧和倒L形后方联合入路的使用，该入路依靠浮动体位将小腿旋转到俯卧位，用于后方入路和背侧钢板。Galla和Lobenhoffer采用俯卧位进行后侧曝光。Bhattacharyya描述了一个S形背侧切口。双柱侧位固定的其他方法包括仰卧位同时采用背侧切口或单后外侧切口联合仰卧位腓骨小头截骨术。不管定位的细节如何，每一种可供选择的手术入路都试图解决胫骨后部暴露和背侧钢板的需要(图9)。 图8：一名59岁女子在淋浴时滑倒，造成三柱骨折。骨折最初仅用内侧和外侧支撑钢板治疗，尽管有单独的后侧柱骨折碎片。（a） 正位片显示最初的固定（图中箭头所指的区域）。（b，c）3个月后获得的冠状面（b）和矢状面（c）CT图像显示骨不连（在b,c图中的*区域）。并出现固定失败、钢板和螺钉脱落（b图中箭头所指的区域）。 图9：一名60岁妇女在机动车碰撞后发生三柱骨折。轴位（a）和冠状位（b）三维CT图像显示骨折采用三柱固定，显示了正确的背部支撑钢板（图中箭头所指的区域）。内侧（M）、外侧（L）和背侧（D）支撑钢板在a图中显示。 除了描述复杂胫骨平台骨折中胫骨柱受累的模式外，术前CT图像显示决定手术治疗的其他重要骨折特征。包括干骺端骨折移位大于10毫米，冠状面或矢状面角畸形大于10度，关节面凹陷和/或关节内移位大于2毫米。开放性骨折是急诊手术的适应证，因为感染的风险增加。因此，在影像学报告中应注意开放性骨折的存在。同侧胫骨节段骨折和同侧腓骨骨折也是手术适应证（表2，图10）。 图10：一名71岁男子在试图更换灯具时从梯子上摔下来，导致三柱骨折。这个病例突出了骨折形态学的重要性，这是手术的适应症。(a)冠状位CT显示碎片位移(图中箭头所指的区域)大于10 毫米。(b)冠状位三维CT图像显示关节内移位(图中箭头所指的区域)大于2毫米。(c)轴位三维CT图像显示三个胫骨柱内均有不同的碎片(在c图中的*区域)。 胫骨平台骨折相关的软组织损伤在考虑潜在骨折的治疗时需要特别注意。以下损伤可以决定是否立即手术，或者，在其他情况下，为了获得最佳的手术结果，需要推迟手术(表3)。 创伤和张力性水泡 。胫骨平台的高冲击性损伤会产生炎性级联反应，导致静脉充血、缺氧和坏死。在严重水泡和软组织创伤的情况下(图11)，外科医生可能会放置外固定器来固定膝盖，并在最终固定之前让皮肤充分愈合(图12)。在手术过程中，这个外部装置可以留在适当的位置，以便在手术中起到固定膝盖的作用。跨膝盖外固定的持续时间取决于软组织损伤的严重程度，但平均约为2周。图11：一名29岁男子在机动车相撞后右腿软组织损伤。术中照片显示放置跨越式外固定器临时治疗胫骨平台骨折。文中图片由佐治亚州医学院医学博士马修·孟(Matthew Meng)提供。 图12：一名56岁男子在摩托车碰撞后发生三柱骨折并伴有张力性水泡。矢状位(a)和冠状位(b)CT图像显示皮肤起张力性水泡(a图中箭头所指的区域，b图中的*区域)，这表明严重的软组织损伤。11天后，皮肤愈合良好，然后进行了手术治疗。 韧带和半月板损伤 。高能量复合性胫骨平台骨折经常与韧带和半月板损伤相关。在接受手术治疗的胫骨平台骨折患者中，77%的患者有一个或多个十字韧带或副韧带的完全撕裂，91%的患者有外侧半月板撕裂，44%的患者有内侧半月板撕裂，68%的患者有后外侧角部损伤。虽然不是所有这些相关损伤都需要修复，但如果需要在切开复位内固定(ORIF)期间同时进行软组织修复或分期手术后进行软组织损伤修复，术前横断面成像可以确保骨外科医生可以获得有关这些相关损伤的信息。此外，早期诊断轻度胫骨平台骨折患者的相关韧带和半月板损伤可能会改变关节镜下治疗的方法，而不需要使用切开复位内固定(ORIF)(图13)。图13：一名29岁女性，踢球时扭伤膝盖的单柱骨折。(a，b)轴位(a)和矢状位(b)CT图像显示胫骨前内侧平台骨折(图中箭头所指的区域)。(c，d)矢状位质子密度加权成像显示内侧半月板后根撕裂(c图中为箭头所指部位)和外侧半月板体部水平撕裂(d图中为箭头所指部位)由前向后延伸。 神经血管损害 。在高能量胫骨平台骨折的患者中，包括那些涉及胫骨内侧平台和发生膝关节脱位的患者，神经血管损害的可能性很大。临床评估主要针对腘动脉或腓神经损伤的征象。然而，急性损伤患者的初步体格检查的诊断价值非常有限，而影像学检查对及时诊断腘动脉损伤非常重要。当影像学有证据显示膝关节脱位或体检发现血管受损时，血管评估和CT血管造影是必不可少的，因为动脉损伤可能有肢体坏死的严重后果，需要立即干预以保存肢体(图14)。急性骨筋膜间室综合征 。如果胫骨平台骨折患者延误诊断，急性骨筋膜间室综合征(ACS)可能会导致毁灭性的后果。急性骨筋膜间室综合征（ACS）的诊断标准依赖于临床结果，以及测压时室内压升高的测量结果。然而，CT和MRI发现的不对称软组织肿胀、筋膜肿胀和血管狭窄是急性骨筋膜间室综合征（ACS）的重要表现(图14)。图14：一名29岁男子在搬动梳妆台时从卡车上摔下来的三柱骨折。(a)冠状位CT显示左侧胫骨平台粉碎性三柱骨折，伴有关节内移位(箭头)和干骺端-干骺端移位和缩短(图中箭头所指的区域)。(b)CT血管造影矢状位斜位三维图像显示左侧腘动脉突然截断(图中箭头所指的区域)。(c-f)小腿的轴位二维(c)和冠状位三维（3D）(d)CT图像显示，由于骨筋膜间室综合征，左腿不对称肿胀(在c图中的*区域)和筋膜水肿(在c图中的箭头所指的区域)，这需要在术后的轴位二维(e)和轴位3D(f)CT图像上描绘的四个骨筋膜室筋膜切开术(在e图中的*区域，在f图中的箭头所指的区域)进行治疗。(g)冠状三维CT图像显示临时外固定器被用作连接最终的切开复位内固定(ORIF)的桥梁，以便在过渡期间进行充分的软组织愈合。 传统的胫骨平台骨折的描述较为成熟，但其局限性在于对正位片的依赖，以及对胫骨后平台受累的描述不足。二维和三维CT的多平面成像使我们能够更详细地了解胫骨平台骨折的模式，这导致了新的分类系统和不断发展的手术入路。放射科医生熟悉以胫骨平台骨折三柱分类系统为基础的现代骨外科治疗，对于准确描述这些损伤是至关重要的。对涉及后侧柱的骨折的特别关注，以及对影响手术计划的关键软组织损伤和骨折特征的认识，使放射科医生能够与骨外科同事进行清晰的沟通，以实现给患者最佳的医学治疗。 本文仅代表作者个人观点，不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断，有针对性地应用。
