引用本文: 张世民, 孙贵新, 王振海, 张立, 田可为, 刘涛, 王欣, 芮云峰. 股骨转子间骨折头髓钉内固定手术的标准化放射影像. 中国修复重建外科杂志, 2024, 38(9): 1130-1137. doi: 10.7507/1002-1892.202405004 复制
在股骨转子间骨折闭合复位头髓钉内固定手术中,从骨折手法复位开始到打入内固定物结束,对每个操作步骤采用C臂或G臂X线机进行荧光透视实时影像监测,是保证手术质量和安全的必备措施。可移动C臂X线机虽然可进行多角度观察,但为了减少射线暴露和节省时间,临床最常用的仍是标准正侧位双平面对角线透视,许多判断手术质量的影像学指标也是依据标准图像制定的[1-2]。因此,如何得到标准正侧位图像成为术中或术毕即刻影像采集的关键。
放射影像(包括荧光透视和摄片)反映了射线穿过某一部位不同密度和厚度组织结构后的投影总和,是该穿透路径上各层投影相互叠加在一起的平面影像。因此放射影像必定受到射线投射角度和被照物体旋转的影响。本文在分析正常股骨近端标准化正侧位放射影像、临床头髓钉内固定手术中放射影像的现状、股骨转子间骨折影像不标准的文献分析、肢体旋转对图像判读的影响、前内侧30° 斜位透视特点等基础上,提出在股骨转子间骨折术毕即刻采集标准正侧斜位三件套透视图像,作为判断手术质量(骨折复位和内固定物位置)和术后随访对比的基线依据。
1 正常股骨近端标准化正侧位放射影像
获取股骨近端标准正侧位放射影像,必须消除肢体旋转和前倾角的影响,需要以确定真正的股骨侧位为后续影像的基准,即远侧股骨内、外侧后髁在侧位影像上相互重叠且与股骨干轴线平行。将C臂X线机摆放于患者两腿之间,按下列步骤操作[3-4]:① 先将C臂X线机的投射角度与地面平行,观看远侧股骨后髁,旋转肢体直至其内、外侧后髁重叠平行,获得真正的股骨侧位。② 继续保持C臂X线机与地面平行,滑行上移C臂X线机至股骨近端,与股骨颈轴线垂直(颈干角为130°,则射线与股骨干呈50° 角),此时透视即可获得股骨干的近端侧位(地平线侧位,亦称Löwenstein 位),显示出股骨颈的前倾角(正常前倾角10°~15°)。③ 再向上旋转C臂X线机直至头颈轴线与股骨干轴线平行,获得消除前倾角的股骨颈标准侧位(真正侧位,亦称Winquist 位)。④ 在股骨颈侧位基础上,再将C臂X线机向上旋转90°,与股骨颈标准侧位垂直,得到股骨颈标准正位。按这种方法确定投射角度,所得到的股骨近端图像标准且统一,相互之间具有良好可比性,但操作繁琐,多用于科学研究中。可见,股骨近端的标准正位并非是垂直地面的透照,标准侧位也非平行地面的透照。
正常股骨颈干角多为130°、前倾角12°,在不考虑明显变异的前提下,临床上为了简单实用,在透视时常采用图像反推的逻辑方法[5-7]。例如,通过小转子显露的形状和大小以及大转子内侧壁与股骨中轴线的关系判断是否属于标准正位,通过头颈干呈一直线判断标准侧位,通过影像前倾角的大小判断地平线侧位。
2 临床头髓钉手术中放射影像的现状
股骨转子间骨折闭合复位头髓钉内固定有以下特点[8]:① 第一步是骨折闭合手法复位,常规操作手法为牵引-外展-内旋-内收,为了获得良好的骨折对线和对位,手术医生往往不考虑肢体的旋转程度;② 小转子骨折分离移位,失去了判断正位图像的重要指标;③ 透视只关注近端的头颈骨块与股骨干,并不透视远侧股骨髁侧位,即不清楚股骨干是否处于标准侧位,也就无法判断骨折复位前倾角的大小;④ 大多数头髓钉在设计上均不带前倾角,近侧头颈钉与远侧交锁螺钉导向器在冠状位处于同一平面;⑤ 头颈钉的安放目标是将其打入股骨头正侧位的正中或正位偏下,但均特别强调在头颈侧位的正中;⑥ 头颈内固定物(拉力螺钉或螺旋刀片)的正侧位图像基本能反映股骨头颈的正侧位,但不能反映股骨干的旋转和前倾角大小。
在术后随访摄片中,放射科以垂直于地平线投射为正位,平行于地平线投射为侧位。由于患者肢体摆放困难,很少能获得真正的股骨颈正侧位图像(图1)。临床可通过下列指标判断旋转的方向和程度:① 在正位图像,可通过近侧头颈钉和远侧交锁螺钉的尾部金属是否存在前后重叠、钉尖开槽是否显现等指标,来判断是否旋转及其程度。正位头颈钉尾部金属图像完全重叠呈直线者为无旋转,呈椭圆形者为有旋转。通过显示的横径与纵径比例,按三角几何方法计算出旋转度数,如旋转30° 二者比例为0.27,旋转45° 为0.39,旋转60° 为0.58,旋转90° 为1(到达侧位)。亦可通过显示的头髓钉颈干角与正常值(130°)的偏差判断旋转程度。由于居于后内侧的小转子已经分离移位,难以判断其旋转方向(内旋、外旋)。② 在侧位图像,可借助于股骨前弓、坐骨结节、髋臼后壁以及头颈钉与主钉的夹角,判断旋转方向和程度。

a. 正位不标准(黄箭头示螺旋刀片尾部不齐,红箭头示交锁螺钉尾部不齐,绿箭头示钉尖开槽不齐);b. 前内侧斜位;c. 后内侧斜位
Figure1. A 78-year-old female patient with right intertrochanteric femoral fracture, postoperative radiographic images were not standard due to limb rotationa. Nonstandard anteroposterior radiography (yellow arrow showed that the tail of the spiral blade was not aligned, red arrow showed that the tail of the interlocking screw was not aligned, green arrow showed that the slot of the screw tip was not aligned); b. Anteromedial oblique position; c. Posteromedial oblique position
3 股骨转子间骨折影像不标准的文献分析
Marmor等[9]曾统计了股骨转子间骨折治疗效果的文献中,报告骨折复位质量和内固定物位置的文献比例,发现虽然有82%的文献有这方面指标,但并不规范。我们采用同样方法,在PubMed数据库以 [trochanter fracture]、[intramedullary]、[cephalomedullary] 作为检索词,在 [题目和摘要] 中检索4本国际著名创伤骨科杂志2021年—2023年发表的研究论文共202篇。判断旋转的标准如下:① 正位图像无旋转的标志为拉力螺钉和交锁螺钉的尾部金属影齐平,或钉尖开槽显现并与髓内钉轴线平行。该指标并不准确,我们用不同旋转角度的透视图像进行预实验,发现肉眼判读有图像旋转者,其投射至少偏离标准正位15° 以上。② 侧位图像无旋转的标志为头颈钉与髓内钉呈一直线(夹角<5°)。文献统计结果发现,在提供有影像图片(包括透视图像或摄片图像)的57篇论文中,正位图像不标准18篇(32.1%),侧位图像不标准18篇(69.2%)。见表1。

可见,即使是国际著名创伤骨科杂志,股骨转子间骨折文献中的典型病例示例图片也存在大量不标准投射图像。采用这些正侧位并不标准的图像对骨折复位质量进行判断、对内固定物安放位置进行测量,是导致研究结果离散度大、结论差异度大、难以取得共识的重要原因之一[10-15]。
4 肢体旋转对图像判读的影响
采用术中荧光透视监视手术质量,主要包括两个方面:评估骨折复位质量和内固定物在股骨头内的安放位置;判断有无术中医源性骨折、钉尖撞击、钉尾突出、髓内钉充盈度等。这些指标的参数值均是基于正常图像提出的,如果C臂X线机与其检查目标的投射角度不正,获取的图像不标准,必将干扰对结果判读的准确性。
4.1 肢体旋转对骨折复位质量判断的影响
骨折复位质量判断指标包括对线和对位,对线主要是观察头颈与股骨干所形成的颈干角(正侧位),对位主要是观察头颈与股骨干的前内侧皮质复位(正侧位)。
4.1.1 旋转对影像学颈干角的影响
Kay等[16]用标本影像测量和数学模拟计算方法进行研究,结果发现:① 在消除前倾角的标准正位图像(内旋15°),测量的颈干角最小也最真实。② 无论股骨干内旋还是外旋,均会造成影像学颈干角变大。③ 理论计算股骨旋转对影像学颈干角的影响,可用三角几何公式:NSAp=180°−(180°−NSAo)×cos(Rot+FNA),其中NSAp为计算的颈干角,NSAo为真实颈干角,FNA为真实前倾角,Rot为股骨干旋转角度(内旋为负值,外旋为正值)。假设股骨的真实颈干角是130°,前倾角是15°,将股骨外旋15°,则计算的影像学颈干角是:NSAp =180°−(180°−130°)×cos(15°+15°)=136.7°。如果将股骨内旋15° 抵消自身的前倾角影响,则计算结果就是真实的颈干角为130°。因此,手术医生必须注意,肢体旋转造成的投射不标准有导致骨折复位颈干角增大的假象。肢体旋转30°,图像显示的影像学颈干角增大约7°,足以影响对骨折复位质量的判断。
4.1.2 旋转对影像学前内侧皮质复位的影响
荧光透视本身分辨率不高,再加上股骨转子部结构复杂,叠加重影多,给细节观察造成困难;而且透视影像仅反映了与射线垂直的切线位骨皮质在水平面的投影轮廓。因此如果肢体有旋转,引起与射线垂直的切线位骨皮质部位发生变化,即投射角度的变化导致其水平面投影图像发生改变,则观察到的骨皮质对位程度就可能不同,这在判断边界性的中性皮质对位(解剖复位)时,影响更为明显[17-18]。
4.2 肢体旋转对头颈内固定物位置测量的影响
判断头颈内固定物在股骨头内的位置,常用尖顶距(tip-apex distance,TAD)和股距尖顶距(calcar-referenced TAD,Cal-TAD)两个指标。这两个指标的提出和测量均是建立在标准正侧位图像上,以正侧位指标之和<25 mm为临界值。在不同投射角度下,影像学的股骨头顶和螺钉尖位置均有改变,其影像学测量数值可能变大,也可能变小。因此,在不标准图像上测量的TAD数值也就失去了与标准图像临界值比较的意义。Lazzarini等[19]在8个股骨标本上分别打入2枚2 mm克氏针,其中1枚打在股骨头颈正侧位的正中,另1枚打在正位上方侧位正中,通过标准正位、标准侧位和地平线侧位的投射角度图像,研究对拉力螺钉位置判断的影响。结果发现,如果导针打在股骨头正侧位的正中球心,则任何透视角度的图像均能准确显示出TAD测量值一致(股骨头是半球形),而其他任何偏离正中轴线的导针位置,非标准投射图像的TAD测量值与标准投射图像的测量值均有较大差别,其中地平线侧位的测量值变化达27.8%,明显偏离其真实数据。
5 前内侧30° 斜位透视特点
Xiong等[20]对骨折线地图研究发现,在小转子分离移位的股骨转子间骨折(A2型)中,小转子骨块向内侧壁延伸平均19 mm,占内侧壁宽度(正常33.5 mm)的56.5%,仅剩其前半部约1 cm,而前侧壁骨皮质基本完整。王晓旭等[21]影像解剖学研究发现,前内下角骨皮质仅占股骨转子间环周皮质的1/6弧度(钟面的2/12,内侧和前侧各一),但前内下角是其他环周皮质平均厚度的2.4倍,占环周皮质总面积的27.3%,是环周皮质总强度的35.0%,是小转子骨块分离移位后(A2型)剩余皮质总强度的47.7%。因此,目前在股骨转子间骨折的治疗中,特别强调前内侧皮质(在A2型骨折也仅剩该部位)的复位和支撑砥住[22-23]。而术中的标准正侧位透视并不是前内侧皮质的切线位影像,不能直接准确反映前内下角的皮质对位关系。Chen等[24]通过观测正常股骨标本,提出在获取标准侧位图像的基础上(头颈钉与髓内钉成一直线,设为0°),再将C臂X线机向下旋转30°(相当于股骨外旋30°),即能消除大转子、转子间线、前外上角结节等结构的重叠遮挡,获得清晰的前内下角切线位透视图像,准确反映该局部的皮质对位情况。经95例临床验证,术中透视与术后三维CT皮质砥住的符合率在正位透视为63.3%,侧位透视为79.6%,前内侧斜位透视为86.7%,斜位透视的准确率显著高于正侧位透视[25]。Inui等[26]回顾性分析头髓钉内固定术后36例失败患者和135例配比患者,发现如果前内侧斜位显示皮质关系为负性,则其失败概率增加4倍。近年来,前内侧斜位透视在评判骨折复位质量上逐渐获得了临床应用,但尚需提高其投射角度的标准化和规范化[27-28]。
从数学模型上分析,沿着纵轴旋转肢体(股骨),颈干角则形成一倒立圆锥模型,从股骨下方往上看,股骨颈画出一个圆形的水平面投影。用三角几何方法计算,当头髓钉器械颈干角为130° 时,C臂X线机从标准侧位图像(设为0°)向内旋转30°(相当于股骨外旋)获得前内侧斜位图像,其头颈钉与髓内钉的尾端补角β=ARCtan(tan 50°×sin 30°)≈30.8°,股骨外旋45° 时头髓钉的尾端补角为40.1°,外旋60° 时尾端补角为45.9°,外旋至90° 达到正位时尾端补角为50°。用逻辑反推可知,当透视图像呈现的头髓钉尾端夹角为30° 时,该图像即为前内侧30° 角斜位透视,是判断前内侧皮质对位状态的最佳图像。该夹角>30° 时则反映股骨颈内侧皮质更多,夹角<30° 时则反映前侧皮质更多(图2)。

a. β=30° 对应肢体外旋30°(或C臂X线机内旋);b. β=40° 对应肢体外旋45°
Figure2. Anteromedial oblique fluoroscopic images of an 84-year-old female patient immediately after operation, the limb rotation degree was estimated by the angle (β) between the head and neck nail and the tail end of the intramedullary naila. β=30° corresponds to 30° of limb external rotation (or C-arm X-ray machine internal rotation); b. β=40° corresponds to 45° of limb external rotation
6 推荐术毕即刻三件套标准化透视
正如骨折分类是骨科医生的共同语言一样,术毕即刻的标准化影像(透视或摄片)也是骨科医生相互交流的共同基准[29]。用于监视操作步骤和手术质量的术中透视非常重要,但为了减少辐射伤害,临床应遵循“够用即可”的原则[30-32];但术毕用于记录留存作为质量评价的最终影像,则必须达到“标准规范”的要求,才能用于相互比较。
术毕即刻是指患者手术已结束但尚未离开手术床(牵引床),此时的影像代表着手术最终状态,也是术后随访的初始状态。目前临床上大多进行垂直地面(相当于正位)和平行地面(相当于侧位)两个角度的透视。由于肢体(更确切的说是头髓钉)旋转程度不同,这两个透视角度往往不属于标准正侧位。此时确定投射角度是从获得器械的标准侧位开始的。中国康复医学会修复重建外科专委会老年髋部骨折研究学组推荐术毕即刻获取三件套标准影像:① 首先投射出器械的标准侧位,观察到头颈钉与髓内钉呈一直线;② 前内侧斜位,在标准侧位基础上旋转C臂X线机30°,清晰显示出前内侧皮质,此时头颈钉与髓内钉的尾部夹角为30°;③ 标准正位,从标准侧位开始旋转C臂X线机90°,观察到头颈钉和交锁螺钉的尾部金属前后齐平呈一直线。见图3。这3张透视图像除了用于术后即刻的骨折复位质量判断(颈干角、皮质对位、皮质间隙、皮质台阶)和内固定物安放位置测量(如TAD、Cal-TAD、Parker比例、Cleverland九宫格分区),还作为术后随访影像的对比基线,用于探讨不同治疗效果的危险因素,如治疗失败(头颈钉切出、切入,髓内钉断裂)、并发症(颈干角内翻、过度退钉、股骨颈短缩)、功能差(疼痛、Parker行走能力评分)。

a. 标准正位;b. 标准侧位(真正侧位);c. 前内侧30° 斜位
Figure3. Three standard radiographic images in anteroposterior, lateral, and oblique fluoroscopic projections of a 92-year-old female patient at immediate after operationa. Standard anteroposterior view; b. Standard lateral view (true lateral view); c. 30° anteromedial oblique view
术毕透视图像是外科医生操作采集,可以做到标准化,且大多数医院均接受将术毕透视图像作为手术质量的证据留存。但透视图像的视野有限,有时不能包括内固定物全长或不能显示肢体力线。因此部分医院或医生仍坚持在手术结束后进行放射科摄片,患者才能离开手术室。放射科摄片分辨率更好,可以包括更广视野,留下更可靠的临床资料和医学法律依据。但摄片增加了射线曝光量及时间和费用;另外,放射科摄片是由放射科技师操作的,大多数拍摄图像角度并不标准,影响判断的准确性和测量精确性。
7 股骨转子间骨折术后旋转对线不良
股骨转子间骨折复位中的旋转畸形(旋转对线不良)有两种类型,即股骨干旋转和头颈骨块旋转。股骨干旋转造成前倾角改变,股骨干内旋导致前倾角增大,外旋导致前倾角减小。手术医生在术毕即刻若想了解股骨颈前倾角的变化,需先投照出远侧股骨双后髁的重叠水平影像,再向近端平移C臂X线机透视出股骨颈的角度(可能前倾或后倾)。见图4。更准确的方法是术后同时进行股骨髁与股骨颈的CT检查。Ramanoudjame等[33]对40例股骨转子间骨折患者行内固定术后CT检查,研究术后前倾角变化,结果发现正常侧前倾角为(14.2±5.6)°,手术侧为(23.0±16.8)°,约40%患者前倾角变化>15°,绝大多数是前倾角增大,这是由于手法复位时医生将股骨干过度内旋、促使前内侧皮质相互靠近而造成的。Kim等[34]同样研究了109例患者,发现健侧前倾角平均11.7°,有28例(25.7%)手术侧肢体旋转对线不良,平均旋转角度为20.78°(−31.28°~27.18°),其中19例为过度内旋,9例为过度外旋。作者统计发现,不稳定型骨折和延误手术治疗是发生肢体旋转对线不良的两个危险因素,但轻度旋转对线不良对骨折愈合和功能评分没有影响。

a. 股骨双后髁连线与股骨长轴平行,为真正的股骨侧位;b. 平行上移C臂X线机示术后股骨颈前倾角为30°
Figure4. Immediate postoperative fluoroscopy of a 92-year-old female patient showed anteversion angle after fracture reductiona. The line between the posterior condyles of the two femurs was parallel to the long axis of the femur, which was the true lateral position of the femur; b. The C-arm X-ray machine with parallel upward movement showed that the postoperative anteversion angle of the femoral neck was 30°
头颈骨块本身的旋转造成头颈骨块与股骨干皮质对合面积改变,包括屈曲位旋转(下方骨折尖齿转向前方)和过伸位旋转(下方骨折尖齿转向后方)。杜守超等[35]采用CT研究了68例患者术后头颈骨块旋转情况,以>2° 为标准,结果56例有旋转(82.4%),其中屈曲位旋转39例(57.4%),过伸位旋转17例(25.0%)。头颈骨块屈曲位旋转在侧位影像上表现为正性皮质错位或前方皮质成角翘起,超过1个皮质厚度(或4 mm)时应予以纠正[36]。头颈骨块过伸位旋转在侧位影像上表现为负性皮质错位或前方皮质成角凹陷,意味着复位不佳,应予以继续纠正。头颈骨块的旋转角度大小和对功能效果的影响,目前尚缺乏文献报道。
8 总结
股骨转子间骨折的闭合复位微创头髓钉内固定术质量主要依赖透视图像监控。肢体旋转导致的不标准正侧位投射影像,会干扰对骨折复位质量和股骨头内固定物位置的精确判断和参数测量。虽然股骨转子间骨折内固定手术的“容错空间”较大,允许一定程度的偏离“理想标准”,但临床上进一步改进提升手术质量,离不开获取标准规范的透视图像及对其正确判读。推荐在术毕即刻获取并留存标准规范的正、侧和前内侧30° 斜位3张透视影像,作为评价手术质量的基础和术后随访对比的基线。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突;基金经费支持没有影响文章观点
伦理声明 研究方案经同济大学附属杨浦医院伦理委员会批准(LL-2022-KXJS-003)
作者贡献声明 张世民:研究设计,执笔撰稿;孙贵新、王振海、张立、田可为、刘涛、王欣、芮云峰:查阅文献,小组讨论,修改文稿
在股骨转子间骨折闭合复位头髓钉内固定手术中,从骨折手法复位开始到打入内固定物结束,对每个操作步骤采用C臂或G臂X线机进行荧光透视实时影像监测,是保证手术质量和安全的必备措施。可移动C臂X线机虽然可进行多角度观察,但为了减少射线暴露和节省时间,临床最常用的仍是标准正侧位双平面对角线透视,许多判断手术质量的影像学指标也是依据标准图像制定的[1-2]。因此,如何得到标准正侧位图像成为术中或术毕即刻影像采集的关键。
放射影像(包括荧光透视和摄片)反映了射线穿过某一部位不同密度和厚度组织结构后的投影总和,是该穿透路径上各层投影相互叠加在一起的平面影像。因此放射影像必定受到射线投射角度和被照物体旋转的影响。本文在分析正常股骨近端标准化正侧位放射影像、临床头髓钉内固定手术中放射影像的现状、股骨转子间骨折影像不标准的文献分析、肢体旋转对图像判读的影响、前内侧30° 斜位透视特点等基础上,提出在股骨转子间骨折术毕即刻采集标准正侧斜位三件套透视图像,作为判断手术质量(骨折复位和内固定物位置)和术后随访对比的基线依据。
1 正常股骨近端标准化正侧位放射影像
获取股骨近端标准正侧位放射影像,必须消除肢体旋转和前倾角的影响,需要以确定真正的股骨侧位为后续影像的基准,即远侧股骨内、外侧后髁在侧位影像上相互重叠且与股骨干轴线平行。将C臂X线机摆放于患者两腿之间,按下列步骤操作[3-4]:① 先将C臂X线机的投射角度与地面平行,观看远侧股骨后髁,旋转肢体直至其内、外侧后髁重叠平行,获得真正的股骨侧位。② 继续保持C臂X线机与地面平行,滑行上移C臂X线机至股骨近端,与股骨颈轴线垂直(颈干角为130°,则射线与股骨干呈50° 角),此时透视即可获得股骨干的近端侧位(地平线侧位,亦称Löwenstein 位),显示出股骨颈的前倾角(正常前倾角10°~15°)。③ 再向上旋转C臂X线机直至头颈轴线与股骨干轴线平行,获得消除前倾角的股骨颈标准侧位(真正侧位,亦称Winquist 位)。④ 在股骨颈侧位基础上,再将C臂X线机向上旋转90°,与股骨颈标准侧位垂直,得到股骨颈标准正位。按这种方法确定投射角度,所得到的股骨近端图像标准且统一,相互之间具有良好可比性,但操作繁琐,多用于科学研究中。可见,股骨近端的标准正位并非是垂直地面的透照,标准侧位也非平行地面的透照。
正常股骨颈干角多为130°、前倾角12°,在不考虑明显变异的前提下,临床上为了简单实用,在透视时常采用图像反推的逻辑方法[5-7]。例如,通过小转子显露的形状和大小以及大转子内侧壁与股骨中轴线的关系判断是否属于标准正位,通过头颈干呈一直线判断标准侧位,通过影像前倾角的大小判断地平线侧位。
2 临床头髓钉手术中放射影像的现状
股骨转子间骨折闭合复位头髓钉内固定有以下特点[8]:① 第一步是骨折闭合手法复位,常规操作手法为牵引-外展-内旋-内收,为了获得良好的骨折对线和对位,手术医生往往不考虑肢体的旋转程度;② 小转子骨折分离移位,失去了判断正位图像的重要指标;③ 透视只关注近端的头颈骨块与股骨干,并不透视远侧股骨髁侧位,即不清楚股骨干是否处于标准侧位,也就无法判断骨折复位前倾角的大小;④ 大多数头髓钉在设计上均不带前倾角,近侧头颈钉与远侧交锁螺钉导向器在冠状位处于同一平面;⑤ 头颈钉的安放目标是将其打入股骨头正侧位的正中或正位偏下,但均特别强调在头颈侧位的正中;⑥ 头颈内固定物(拉力螺钉或螺旋刀片)的正侧位图像基本能反映股骨头颈的正侧位,但不能反映股骨干的旋转和前倾角大小。
在术后随访摄片中,放射科以垂直于地平线投射为正位,平行于地平线投射为侧位。由于患者肢体摆放困难,很少能获得真正的股骨颈正侧位图像(图1)。临床可通过下列指标判断旋转的方向和程度:① 在正位图像,可通过近侧头颈钉和远侧交锁螺钉的尾部金属是否存在前后重叠、钉尖开槽是否显现等指标,来判断是否旋转及其程度。正位头颈钉尾部金属图像完全重叠呈直线者为无旋转,呈椭圆形者为有旋转。通过显示的横径与纵径比例,按三角几何方法计算出旋转度数,如旋转30° 二者比例为0.27,旋转45° 为0.39,旋转60° 为0.58,旋转90° 为1(到达侧位)。亦可通过显示的头髓钉颈干角与正常值(130°)的偏差判断旋转程度。由于居于后内侧的小转子已经分离移位,难以判断其旋转方向(内旋、外旋)。② 在侧位图像,可借助于股骨前弓、坐骨结节、髋臼后壁以及头颈钉与主钉的夹角,判断旋转方向和程度。

a. 正位不标准(黄箭头示螺旋刀片尾部不齐,红箭头示交锁螺钉尾部不齐,绿箭头示钉尖开槽不齐);b. 前内侧斜位;c. 后内侧斜位
Figure1. A 78-year-old female patient with right intertrochanteric femoral fracture, postoperative radiographic images were not standard due to limb rotationa. Nonstandard anteroposterior radiography (yellow arrow showed that the tail of the spiral blade was not aligned, red arrow showed that the tail of the interlocking screw was not aligned, green arrow showed that the slot of the screw tip was not aligned); b. Anteromedial oblique position; c. Posteromedial oblique position
3 股骨转子间骨折影像不标准的文献分析
Marmor等[9]曾统计了股骨转子间骨折治疗效果的文献中,报告骨折复位质量和内固定物位置的文献比例,发现虽然有82%的文献有这方面指标,但并不规范。我们采用同样方法,在PubMed数据库以 [trochanter fracture]、[intramedullary]、[cephalomedullary] 作为检索词,在 [题目和摘要] 中检索4本国际著名创伤骨科杂志2021年—2023年发表的研究论文共202篇。判断旋转的标准如下:① 正位图像无旋转的标志为拉力螺钉和交锁螺钉的尾部金属影齐平,或钉尖开槽显现并与髓内钉轴线平行。该指标并不准确,我们用不同旋转角度的透视图像进行预实验,发现肉眼判读有图像旋转者,其投射至少偏离标准正位15° 以上。② 侧位图像无旋转的标志为头颈钉与髓内钉呈一直线(夹角<5°)。文献统计结果发现,在提供有影像图片(包括透视图像或摄片图像)的57篇论文中,正位图像不标准18篇(32.1%),侧位图像不标准18篇(69.2%)。见表1。

可见,即使是国际著名创伤骨科杂志,股骨转子间骨折文献中的典型病例示例图片也存在大量不标准投射图像。采用这些正侧位并不标准的图像对骨折复位质量进行判断、对内固定物安放位置进行测量,是导致研究结果离散度大、结论差异度大、难以取得共识的重要原因之一[10-15]。
4 肢体旋转对图像判读的影响
采用术中荧光透视监视手术质量,主要包括两个方面:评估骨折复位质量和内固定物在股骨头内的安放位置;判断有无术中医源性骨折、钉尖撞击、钉尾突出、髓内钉充盈度等。这些指标的参数值均是基于正常图像提出的,如果C臂X线机与其检查目标的投射角度不正,获取的图像不标准,必将干扰对结果判读的准确性。
4.1 肢体旋转对骨折复位质量判断的影响
骨折复位质量判断指标包括对线和对位,对线主要是观察头颈与股骨干所形成的颈干角(正侧位),对位主要是观察头颈与股骨干的前内侧皮质复位(正侧位)。
4.1.1 旋转对影像学颈干角的影响
Kay等[16]用标本影像测量和数学模拟计算方法进行研究,结果发现:① 在消除前倾角的标准正位图像(内旋15°),测量的颈干角最小也最真实。② 无论股骨干内旋还是外旋,均会造成影像学颈干角变大。③ 理论计算股骨旋转对影像学颈干角的影响,可用三角几何公式:NSAp=180°−(180°−NSAo)×cos(Rot+FNA),其中NSAp为计算的颈干角,NSAo为真实颈干角,FNA为真实前倾角,Rot为股骨干旋转角度(内旋为负值,外旋为正值)。假设股骨的真实颈干角是130°,前倾角是15°,将股骨外旋15°,则计算的影像学颈干角是:NSAp =180°−(180°−130°)×cos(15°+15°)=136.7°。如果将股骨内旋15° 抵消自身的前倾角影响,则计算结果就是真实的颈干角为130°。因此,手术医生必须注意,肢体旋转造成的投射不标准有导致骨折复位颈干角增大的假象。肢体旋转30°,图像显示的影像学颈干角增大约7°,足以影响对骨折复位质量的判断。
4.1.2 旋转对影像学前内侧皮质复位的影响
荧光透视本身分辨率不高,再加上股骨转子部结构复杂,叠加重影多,给细节观察造成困难;而且透视影像仅反映了与射线垂直的切线位骨皮质在水平面的投影轮廓。因此如果肢体有旋转,引起与射线垂直的切线位骨皮质部位发生变化,即投射角度的变化导致其水平面投影图像发生改变,则观察到的骨皮质对位程度就可能不同,这在判断边界性的中性皮质对位(解剖复位)时,影响更为明显[17-18]。
4.2 肢体旋转对头颈内固定物位置测量的影响
判断头颈内固定物在股骨头内的位置,常用尖顶距(tip-apex distance,TAD)和股距尖顶距(calcar-referenced TAD,Cal-TAD)两个指标。这两个指标的提出和测量均是建立在标准正侧位图像上,以正侧位指标之和<25 mm为临界值。在不同投射角度下,影像学的股骨头顶和螺钉尖位置均有改变,其影像学测量数值可能变大,也可能变小。因此,在不标准图像上测量的TAD数值也就失去了与标准图像临界值比较的意义。Lazzarini等[19]在8个股骨标本上分别打入2枚2 mm克氏针,其中1枚打在股骨头颈正侧位的正中,另1枚打在正位上方侧位正中,通过标准正位、标准侧位和地平线侧位的投射角度图像,研究对拉力螺钉位置判断的影响。结果发现,如果导针打在股骨头正侧位的正中球心,则任何透视角度的图像均能准确显示出TAD测量值一致(股骨头是半球形),而其他任何偏离正中轴线的导针位置,非标准投射图像的TAD测量值与标准投射图像的测量值均有较大差别,其中地平线侧位的测量值变化达27.8%,明显偏离其真实数据。
5 前内侧30° 斜位透视特点
Xiong等[20]对骨折线地图研究发现,在小转子分离移位的股骨转子间骨折(A2型)中,小转子骨块向内侧壁延伸平均19 mm,占内侧壁宽度(正常33.5 mm)的56.5%,仅剩其前半部约1 cm,而前侧壁骨皮质基本完整。王晓旭等[21]影像解剖学研究发现,前内下角骨皮质仅占股骨转子间环周皮质的1/6弧度(钟面的2/12,内侧和前侧各一),但前内下角是其他环周皮质平均厚度的2.4倍,占环周皮质总面积的27.3%,是环周皮质总强度的35.0%,是小转子骨块分离移位后(A2型)剩余皮质总强度的47.7%。因此,目前在股骨转子间骨折的治疗中,特别强调前内侧皮质(在A2型骨折也仅剩该部位)的复位和支撑砥住[22-23]。而术中的标准正侧位透视并不是前内侧皮质的切线位影像,不能直接准确反映前内下角的皮质对位关系。Chen等[24]通过观测正常股骨标本,提出在获取标准侧位图像的基础上(头颈钉与髓内钉成一直线,设为0°),再将C臂X线机向下旋转30°(相当于股骨外旋30°),即能消除大转子、转子间线、前外上角结节等结构的重叠遮挡,获得清晰的前内下角切线位透视图像,准确反映该局部的皮质对位情况。经95例临床验证,术中透视与术后三维CT皮质砥住的符合率在正位透视为63.3%,侧位透视为79.6%,前内侧斜位透视为86.7%,斜位透视的准确率显著高于正侧位透视[25]。Inui等[26]回顾性分析头髓钉内固定术后36例失败患者和135例配比患者,发现如果前内侧斜位显示皮质关系为负性,则其失败概率增加4倍。近年来,前内侧斜位透视在评判骨折复位质量上逐渐获得了临床应用,但尚需提高其投射角度的标准化和规范化[27-28]。
从数学模型上分析,沿着纵轴旋转肢体(股骨),颈干角则形成一倒立圆锥模型,从股骨下方往上看,股骨颈画出一个圆形的水平面投影。用三角几何方法计算,当头髓钉器械颈干角为130° 时,C臂X线机从标准侧位图像(设为0°)向内旋转30°(相当于股骨外旋)获得前内侧斜位图像,其头颈钉与髓内钉的尾端补角β=ARCtan(tan 50°×sin 30°)≈30.8°,股骨外旋45° 时头髓钉的尾端补角为40.1°,外旋60° 时尾端补角为45.9°,外旋至90° 达到正位时尾端补角为50°。用逻辑反推可知,当透视图像呈现的头髓钉尾端夹角为30° 时,该图像即为前内侧30° 角斜位透视,是判断前内侧皮质对位状态的最佳图像。该夹角>30° 时则反映股骨颈内侧皮质更多,夹角<30° 时则反映前侧皮质更多(图2)。

a. β=30° 对应肢体外旋30°(或C臂X线机内旋);b. β=40° 对应肢体外旋45°
Figure2. Anteromedial oblique fluoroscopic images of an 84-year-old female patient immediately after operation, the limb rotation degree was estimated by the angle (β) between the head and neck nail and the tail end of the intramedullary naila. β=30° corresponds to 30° of limb external rotation (or C-arm X-ray machine internal rotation); b. β=40° corresponds to 45° of limb external rotation
6 推荐术毕即刻三件套标准化透视
正如骨折分类是骨科医生的共同语言一样,术毕即刻的标准化影像(透视或摄片)也是骨科医生相互交流的共同基准[29]。用于监视操作步骤和手术质量的术中透视非常重要,但为了减少辐射伤害,临床应遵循“够用即可”的原则[30-32];但术毕用于记录留存作为质量评价的最终影像,则必须达到“标准规范”的要求,才能用于相互比较。
术毕即刻是指患者手术已结束但尚未离开手术床(牵引床),此时的影像代表着手术最终状态,也是术后随访的初始状态。目前临床上大多进行垂直地面(相当于正位)和平行地面(相当于侧位)两个角度的透视。由于肢体(更确切的说是头髓钉)旋转程度不同,这两个透视角度往往不属于标准正侧位。此时确定投射角度是从获得器械的标准侧位开始的。中国康复医学会修复重建外科专委会老年髋部骨折研究学组推荐术毕即刻获取三件套标准影像:① 首先投射出器械的标准侧位,观察到头颈钉与髓内钉呈一直线;② 前内侧斜位,在标准侧位基础上旋转C臂X线机30°,清晰显示出前内侧皮质,此时头颈钉与髓内钉的尾部夹角为30°;③ 标准正位,从标准侧位开始旋转C臂X线机90°,观察到头颈钉和交锁螺钉的尾部金属前后齐平呈一直线。见图3。这3张透视图像除了用于术后即刻的骨折复位质量判断(颈干角、皮质对位、皮质间隙、皮质台阶)和内固定物安放位置测量(如TAD、Cal-TAD、Parker比例、Cleverland九宫格分区),还作为术后随访影像的对比基线,用于探讨不同治疗效果的危险因素,如治疗失败(头颈钉切出、切入,髓内钉断裂)、并发症(颈干角内翻、过度退钉、股骨颈短缩)、功能差(疼痛、Parker行走能力评分)。

a. 标准正位;b. 标准侧位(真正侧位);c. 前内侧30° 斜位
Figure3. Three standard radiographic images in anteroposterior, lateral, and oblique fluoroscopic projections of a 92-year-old female patient at immediate after operationa. Standard anteroposterior view; b. Standard lateral view (true lateral view); c. 30° anteromedial oblique view
术毕透视图像是外科医生操作采集,可以做到标准化,且大多数医院均接受将术毕透视图像作为手术质量的证据留存。但透视图像的视野有限,有时不能包括内固定物全长或不能显示肢体力线。因此部分医院或医生仍坚持在手术结束后进行放射科摄片,患者才能离开手术室。放射科摄片分辨率更好,可以包括更广视野,留下更可靠的临床资料和医学法律依据。但摄片增加了射线曝光量及时间和费用;另外,放射科摄片是由放射科技师操作的,大多数拍摄图像角度并不标准,影响判断的准确性和测量精确性。
7 股骨转子间骨折术后旋转对线不良
股骨转子间骨折复位中的旋转畸形(旋转对线不良)有两种类型,即股骨干旋转和头颈骨块旋转。股骨干旋转造成前倾角改变,股骨干内旋导致前倾角增大,外旋导致前倾角减小。手术医生在术毕即刻若想了解股骨颈前倾角的变化,需先投照出远侧股骨双后髁的重叠水平影像,再向近端平移C臂X线机透视出股骨颈的角度(可能前倾或后倾)。见图4。更准确的方法是术后同时进行股骨髁与股骨颈的CT检查。Ramanoudjame等[33]对40例股骨转子间骨折患者行内固定术后CT检查,研究术后前倾角变化,结果发现正常侧前倾角为(14.2±5.6)°,手术侧为(23.0±16.8)°,约40%患者前倾角变化>15°,绝大多数是前倾角增大,这是由于手法复位时医生将股骨干过度内旋、促使前内侧皮质相互靠近而造成的。Kim等[34]同样研究了109例患者,发现健侧前倾角平均11.7°,有28例(25.7%)手术侧肢体旋转对线不良,平均旋转角度为20.78°(−31.28°~27.18°),其中19例为过度内旋,9例为过度外旋。作者统计发现,不稳定型骨折和延误手术治疗是发生肢体旋转对线不良的两个危险因素,但轻度旋转对线不良对骨折愈合和功能评分没有影响。

a. 股骨双后髁连线与股骨长轴平行,为真正的股骨侧位;b. 平行上移C臂X线机示术后股骨颈前倾角为30°
Figure4. Immediate postoperative fluoroscopy of a 92-year-old female patient showed anteversion angle after fracture reductiona. The line between the posterior condyles of the two femurs was parallel to the long axis of the femur, which was the true lateral position of the femur; b. The C-arm X-ray machine with parallel upward movement showed that the postoperative anteversion angle of the femoral neck was 30°
头颈骨块本身的旋转造成头颈骨块与股骨干皮质对合面积改变,包括屈曲位旋转(下方骨折尖齿转向前方)和过伸位旋转(下方骨折尖齿转向后方)。杜守超等[35]采用CT研究了68例患者术后头颈骨块旋转情况,以>2° 为标准,结果56例有旋转(82.4%),其中屈曲位旋转39例(57.4%),过伸位旋转17例(25.0%)。头颈骨块屈曲位旋转在侧位影像上表现为正性皮质错位或前方皮质成角翘起,超过1个皮质厚度(或4 mm)时应予以纠正[36]。头颈骨块过伸位旋转在侧位影像上表现为负性皮质错位或前方皮质成角凹陷,意味着复位不佳,应予以继续纠正。头颈骨块的旋转角度大小和对功能效果的影响,目前尚缺乏文献报道。
8 总结
股骨转子间骨折的闭合复位微创头髓钉内固定术质量主要依赖透视图像监控。肢体旋转导致的不标准正侧位投射影像,会干扰对骨折复位质量和股骨头内固定物位置的精确判断和参数测量。虽然股骨转子间骨折内固定手术的“容错空间”较大,允许一定程度的偏离“理想标准”,但临床上进一步改进提升手术质量,离不开获取标准规范的透视图像及对其正确判读。推荐在术毕即刻获取并留存标准规范的正、侧和前内侧30° 斜位3张透视影像,作为评价手术质量的基础和术后随访对比的基线。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突;基金经费支持没有影响文章观点
伦理声明 研究方案经同济大学附属杨浦医院伦理委员会批准(LL-2022-KXJS-003)
作者贡献声明 张世民:研究设计,执笔撰稿;孙贵新、王振海、张立、田可为、刘涛、王欣、芮云峰:查阅文献,小组讨论,修改文稿