断层解剖与影像
基于CT三维视图的成人正常锁骨曲度及髓腔形态学参数的影像解剖学研究
中华解剖与临床杂志, 2023,28(4) : 230-237. DOI: 10.3760/cma.j.cn101202-20220926-00287
摘要
目的

探讨成人正常锁骨的曲度和髓腔形态学CT影像解剖学参数,为临床手术方案的选择和锁骨固定装置的设计提供参考。

方法

纳入2021年3月—8月河北医科大学第三医院影像科行胸部螺旋CT扫描的成年国人中锁骨形态正常且完整的92例CT影像学资料,其中男44例、女48例,年龄20~87(51±17)岁,按年龄分为<60岁组(61例)和≥60岁组(31例)。应用Calculate 3D工具重建出锁骨CT三维影像模型;应用“Inertial Axes”功能建立锁骨的惯性轴及其两端坐标;应用“Reslice Objects”功能重新分割锁骨CT三维影像模型,生成调整后的锁骨三维视图,并基于此观察锁骨的一般形态。依据惯性轴长度将锁骨八等分后,可得到7个等距的矢状面髓腔截面,自锁骨远端向近端依次命名为S1~S7。使用“Measure”工具,在冠状位及水平位视图上分别测量和计算锁骨体积、表面积、长度、内外两侧曲率半径和深度、远近两端关节面宽度和高度;在矢状位视图上分别测量7个截面的皮质厚度、髓腔面积、最长径和最短径。采用独立样本t检验或方差分析对各指标测量结果进行不同性别、年龄和截面间的比较。

结果

本组92例92侧正常成人锁骨CT测量结果显示,锁骨体积(29 518.4±7 049.2)mm³,表面积(8 271.8±1 291.2)mm2,长度(143.7±11.5)mm,内侧曲率半径为(128.3±28.0)mm、深度为(16.4±2.6)mm,外侧曲率半径为(56.7±19.4)mm、深度为(11.4±2.6)mm,近端关节面的宽度为(20.5±3.8)mm、高度为(21.8±3.4)mm,远端关节面的宽度为(15.4±3.5)mm、高度(12.8±2.3)mm。锁骨皮质厚度从S2向两端递减,其中S2皮质最厚[(3.5±1.1)mm],S7皮质最薄[(2.6±0.7)mm]。髓腔面积、最长径和最短径在S4处最小并向两侧扩大,其中S4髓腔面积为(24.7±11.0)mm²、最长径为(6.7±1.7)mm、最短径为(4.6±1.2)mm。7个截面间各指标差异均有统计学意义(P值均<0.05)。以上各指标中:近端关节面宽度和外侧曲率半径测量值不同性别间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05),其他指标测量值男性均大于女性,差异均有统计学意义(P值均<0.05);与<60岁组相比,≥60岁组锁骨远端关节面的宽度和高度,以及各截面的髓腔面积、最长径和最短径较大,而皮质较薄,差异均具有统计学意义(P值均<0.05)。

结论

在不同截面处,锁骨的皮质厚度及髓腔面积、最长径和最短径等指标存在较大差异;在选择手术方式时,术者需要考虑性别差异、年龄差异,以及骨折部位和类型的影响。

引用本文: 程鑫群, 雷翔, 宇文培之, 等.  基于CT三维视图的成人正常锁骨曲度及髓腔形态学参数的影像解剖学研究 [J] . 中华解剖与临床杂志, 2023, 28(4) : 230-237. DOI: 10.3760/cma.j.cn101202-20220926-00287.
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

版权归中华医学会所有。

未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。

锁骨骨折临床常见,约占全身骨折的2.6%,肩部骨折的44%1, 2。在锁骨骨折的手术治疗中,术者如果对锁骨曲度和髓腔形态特征的了解不足,不仅会增加手术时长和术后并发症发生风险,还可能导致术中X线透视次数和频率增加,尤其是在髓内固定手术中,给术者和患者的健康都留下巨大的隐患。因此,了解锁骨的形态解剖学特征对锁骨骨折治疗及其固定装置的设计研究至关重要。在最新的研究中,王晓波等3利用锁骨CT影像的水平位最大密度投影法对国人锁骨曲率半径进行测量,但这种方法因影像重叠的缺点可能不能真实地反映锁骨的曲度特征。测量锁骨髓腔大小及皮质厚度的解剖学参数可帮助术者更好地选择手术方案及合适的内固定物,但目前国内缺乏相关研究,国外相关研究也较少。随着锁骨骨折手术技术的快速发展和锁骨固定装置的不断更新,对锁骨曲度及髓腔形态特征的观察和测量工作显得愈发必要和迫切。因此,本研究中,笔者利用华北地区人群的正常锁骨CT影像资料,观察和测量锁骨的一般形态、曲度、皮质厚度和髓腔形态等相关解剖学参数,探索国人锁骨形态学变化的一般规律,为临床手术方案的选择和锁骨固定装置的设计提供参考和数据支撑。

1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准

纳入标准:(1)年龄≥18岁;(2)以标准体位(仰卧位,两臂上举抱头)完成胸部CT扫描;(3)CT影像上锁骨形态完整、清晰。排除标准:(1)锁骨先天性畸形;(2)锁骨髓腔内外病变,如肿瘤、结核、关节炎;(3)锁骨骨折等外伤史。

1.2 一般资料

2021年3月—8月河北医科大学第三医院影像科胸部螺旋CT扫描的患者资料共120例,从中筛选出92例满足要求的正常锁骨资料进行测量与分析,其中男44例、女48例,年龄20~87(51±17)岁。按年龄分组:<60岁组61例,≥60岁组31例。资料筛选工作由2名经过培训的骨科住院医师共同完成,其中不确定的资料由1名高年资骨科医师审核并做最终决定。

本研究获得河北医科大学第三医院伦理委员会批准(科2021-083-1),所有参与者知情同意。

1.3 CT扫描和图像处理

采用64排多层螺旋CT扫描仪(Siemens,德国),以肺窗扫描。扫描参数:电压120 kV,电流为自动调整,层厚1 mm,层间距1 mm;扫描范围:自肺尖扫描至肺底,包括完整的肩峰;扫描模式:螺旋扫描模式。原始扫描数据保存在河北医科大学第三医院影像科工作站上。研究人员以DICOM格式将原始数据导入Mimics 20.0软件(Materialise,比利时)中,根据系统推荐的骨组织重建阈值并结合肉眼观察设定阈值窗(226~1 708 Hu),将骨性结构分离出来。既往的研究表明,两侧锁骨的解剖学参数差异无统计学意义3。因此,每例患者我们选取其建模难度较低的一侧锁骨进行独立建模和测量,同时兼顾左右两侧锁骨建模例数大致均等。根据肉眼判断的锁骨与肩胛骨及胸骨的边界,选用擦除、修饰等工具对各层面蒙板进行编辑。得到各层面边缘分明且完整的锁骨蒙罩后,使用Calculate 3D工具重建出能反映解剖结构细微差异的高质量的锁骨CT三维影像模型(以下简称为“锁骨模型”)。首先,应用“Inertial Axes”功能建立锁骨的惯性轴,得到惯性轴两端坐标;然后,应用“Reslice Objects”功能重新分割锁骨模型,生成调整后的锁骨冠状面视图、水平面视图和矢状面视图;最后,使用“Measure”工具栏中的各种工具对不同指标进行测量和计算。测量工作由2名经过培训的骨科住院医师各自独立完成并间隔3周后再次进行测量,取各指标4次测量结果的平均值作为最终测量结果并进行统计学分析。

1.4 测量指标
1.4.1 锁骨模型表面指标

锁骨体积;锁骨表面积;锁骨长度:锁骨上表面两端关节面中点的连线;锁骨外1/3段长度:锁骨上表面远端关节面中点与外侧弧度变化最大点前后缘中点的连线;锁骨中1/3段长度:锁骨上表面外侧弧度变化最大点前后缘中点与内侧弧度变化最大点前后缘中点的连线;锁骨内1/3段长度:锁骨上表面近端关节面中点与内侧弧度变化最大点前后缘中点的连线。见图1

点击查看大图
图1
锁骨CT三维影像模型上测量锁骨长度(L)、锁骨外1/3段长度(L1)、锁骨中1/3段长度(L2)、锁骨内1/3段长度(L3)等表面指标
点击查看大图
图1
锁骨CT三维影像模型上测量锁骨长度(L)、锁骨外1/3段长度(L1)、锁骨中1/3段长度(L2)、锁骨内1/3段长度(L3)等表面指标
1.4.2 测量冠状面视图中心层面指标

远端关节面高度:锁骨远端关节面向上、下缘移行处的两点连线;近端关节面高度:锁骨近端关节面向上、下缘移行处的两点连线。见图2A

点击查看大图
图2
锁骨CT三维视图不同切面中心层面测量指标 2A 冠状面视图:远端关节面高度(H1)、近端关节面高度(H2)2B 水平面视图:外侧曲率半径(R1)、内侧曲率半径(R2)、外侧深度(D1)、内侧深度(D2)、远端关节面宽度(W1)、近端关节面宽度(W2)2C 矢状面视图:皮质厚度(X)、髓腔最长径(Lmax)、髓腔最短径(Lmin)
点击查看大图
图2
锁骨CT三维视图不同切面中心层面测量指标 2A 冠状面视图:远端关节面高度(H1)、近端关节面高度(H2)2B 水平面视图:外侧曲率半径(R1)、内侧曲率半径(R2)、外侧深度(D1)、内侧深度(D2)、远端关节面宽度(W1)、近端关节面宽度(W2)2C 矢状面视图:皮质厚度(X)、髓腔最长径(Lmax)、髓腔最短径(Lmin)
1.4.3 测量水平面视图中心层面指标

外侧曲率半径:在锁骨外侧画圆,圆的弧度刚好与前缘骨皮质的弧度匹配时的圆半径;内侧曲率半径:在锁骨内侧画圆,圆的弧度刚好与后缘骨皮质的弧度匹配时的圆半径。外侧深度:以锁骨远端前缘点和内侧段前缘最高点的连线为基准线,外侧段前缘最低点到基准线的最短距离;内侧深度:以锁骨近端后缘点和外侧段后缘最低点的连线为基准线,内侧段后缘最高点到基准线的最短距离。远端关节面宽度:锁骨远端关节面向前、后缘移行处的两点连线;近端关节面宽度:锁骨近端关节面向前、后缘移行处的两点连线。见图2B

1.4.4 测量矢状面视图中心层面指标

依据惯性轴长度将锁骨八等分后,从远端到近端进行排序,得到7个等距的矢状面髓腔截面(S1~S7),测量每个髓腔截面的面积、最长径和最短径。其中最长径和最短径是通过对髓腔区域进行拟合后由Mimics软件自动识别不规则图形的最长轴和最短轴并对其进行量化后得到的。在每个截面选取皮质最厚、最薄和中等厚度3个不同位置的皮质区域进行测量并取平均值,得到皮质厚度。见图2C

1.5 统计学方法

应用SPSS 21.0统计软件进行数据分析。对于计量资料,首先使用单样本K-S检验来检验数据分布是否符合正态分布:服从正态分布时用x¯±s表示,组间比较采用独立样本t检验或方差分析;偏态分布时以MQ1Q3)表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验或Kruskal-Wallis H检验。采用ICC对2名骨科医师的测量结果进行一致性检验:ICC<0.40表示一致性较差,0.40~0.75表示一致性中等,>0.75~1.00表示一致性良好。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2名研究人员对所有解剖学参数测量结果的ICC值为0.816~0.983,一致性良好。

2.1 锁骨一般形态

从水平面视图来看,锁骨形态呈“~”状,内1/3段凸向前方,外1/3段凹向后方;从冠状面视图来看,锁骨两端形态差异较大,外1/3段较为扁平,内1/3段则较为粗大。

2.2 锁骨解剖学参数测量结果的比较
2.2.1 锁骨模型表面参数

男性和女性锁骨体积、表面积、长度、外1/3段长度、中1/3段长度和内1/3段长度等参数比较差异均有统计学意义(P值均<0.05),而在<60岁组和≥60岁组间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表1

点击查看表格
表1

92侧成人正常锁骨CT三维影像模型表面指标测量值在不同性别和年龄间的比较(x¯±s

表1

92侧成人正常锁骨CT三维影像模型表面指标测量值在不同性别和年龄间的比较(x¯±s

测量指标总体(92侧)性别年龄
男(44侧)女(48侧)tP<60岁(61侧)≥60岁(31侧)tP
V(mm³)29 518.4±7 049.235 426.6±4 851.824 102.6±3 469.912.96<0.00129 285.8±6 925.129 976.2±7 381.6-0.440.659
S(mm²)8 271.8±1 291.29 380.0±824.77 255.8±633.913.92<0.0018 231.7±1 274.08 350.6±1 342.1-0.420.679
L(mm)143.7±11.5151.8±8.9136.3±8.28.71<0.001144.3±12.2142.5±10.10.680.499
L1(mm)37.0±4.338.9±4.635.4±3.24.24<0.00137.4±4.636.3±3.51.250.216
L2(mm)65.2±8.469.5±7.561.3±7.35.32<0.00165.4±8.764.7±7.90.410.805
L3(mm)48.1±6.951.2±7.345.2±5.04.58<0.00148.2±7.747.8±5.20.250.686

注:V为锁骨体积;S为锁骨表面积;L为锁骨总长度;L1为锁骨外1/3段长度;L2为锁骨中1/3段长度;L3为锁骨内1/3段长度

2.2.2 冠状面和水平面参数

男性与女性近端关节面宽度和外侧曲率半径间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05);而男性两端关节面高度、两侧深度、远端关节面宽度和内侧曲率半径等参数均较女性大,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。与<60岁组比较,≥60岁组远端关节面的宽度和高度较大,差异均有统计学意义(P值均<0.05),而近端关节面的宽度和高度、两侧曲率半径和深度等参数在<60岁和≥60岁组间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表2

点击查看表格
表2

92侧成人正常锁骨冠状面和水平面CT影像参数测量值在不同性别和年龄间的比较(mm,x¯±s

表2

92侧成人正常锁骨冠状面和水平面CT影像参数测量值在不同性别和年龄间的比较(mm,x¯±s

测量指标总体(92侧)性别年龄
男(44侧)女(48侧)tP<60岁(61侧)≥60岁(31侧)tP
H112.8±2.313.9±2.511.9±1.74.64<0.00112.5±2.213.6±2.4-2.180.032
H221.8±3.422.6±3.621.1±3.02.210.03021.4±3.522.7±3.1-1.700.093
W115.4±3.516.7±3.314.1±3.13.92<0.00114.8±3.516.5±3.1-2.230.028
W220.5±3.820.7±4.020.4±3.60.430.66920.2±4.021.2±3.3-1.220.227
R156.7±19.456.9±18.456.4±20.30.140.88957.2±19.855.6±18.60.370.715
R2128.3±28.0137.9±28.8119.5±24.53.290.001130.7±29.6123.6±24.31.140.259
D111.4±2.612.7±2.410.1±2.15.69<0.00111.6±2.710.8±2.21.470.145
D216.4±2.617.2±2.715.8±2.22.720.00816.0±2.417.1±2.5-1.960.053

注:H1为远端关节面高度;H2为近端关节面高度;W1为远端关节面宽度;W2为近端关节面宽度;R1为外侧曲率半径;R2为内侧曲率半径;D1为外侧深度;D2为内侧深度

2.2.3 矢状面参数

比较S1~S7等7个截面的髓腔面积、最长径、最短径及皮质厚度,我们发现S4髓腔最小,其面积为(24.7±11.0)mm2,最长径值为(6.7±1.7)mm,最短径为(4.6±1.2)mm。髓腔S4向两侧逐渐增大,髓腔面积、最长径、最短径和皮质厚度等4个矢状面参数测量值在S1~S7不同截面间比较,差异均有统计学意义(P值均<0.001),见表3。骨皮质于S2最厚,向两端递减,S7处皮质最薄,差异具有统计学意义(P<0.05)。在不同截面,锁骨髓腔形态变化明显,从外向内由扁椭圆形到圆形到三角形,见图3

点击查看表格
表3

92侧成人正常锁骨矢状面不同截面参数CT影像测量值在不同性别和年龄间的比较(x¯±s

表3

92侧成人正常锁骨矢状面不同截面参数CT影像测量值在不同性别和年龄间的比较(x¯±s

测量指标总体(92侧)性别年龄
男(44侧)女(48侧)tP<60岁(61侧)≥60岁(31侧)tP
A(mm²)
A178.6±33.189.5±30.468.6±32.63.170.00277.2±35.481.3±28.3-0.570.573
A250.1±23.555.6±25.445.1±20.72.180.03247.8±24.054.7±22.4-1.320.190
A330.9±14.533.6±14.028.4±14.71.740.08529.3±14.733.9±13.8-1.460.148
A424.7±11.028.5±10.721.2±10.23.330.00122.6±10.328.7±11.4-2.560.012
A539.6±18.149.4±16.930.5±14.15.85<0.00137.0±19.244.5±14.9-1.890.062
A659.8±25.672.8±24.547.9±20.55.33<0.00158.2±27.063.0±22.8-0.850.398
A7148.2±47.4162.1±48.9135.4±42.62.370.020142.9±48.9158.6±43.1-1.900.061
F220.69124.92122.15128.43101.42
P<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
Lmax(mm)
Lmax118.2±4.619.6±4.216.8±4.63.090.00317.7±4.819.0±3.9-1.290.201
Lmax211.4±3.111.9±3.011.0±3.11.450.15011.2±3.112.0±2.9-1.170.244
Lmax37.4±27.7±1.97.2±2.01.260.2127.2±1.97.9±2.0-1.630.106
Lmax46.7±1.77.3±1.76.2±1.53.260.0026.5±1.77.2±1.6-2.030.046
Lmax58.6±2.29.8±2.07.6±1.85.66<0.0018.4±2.49.0±1.8-1.270.208
Lmax610.5±2.411.5±2.19.5±2.34.40<0.00110.3±2.610.8±2.0-0.810.422
Lmax716.2±2.716.7±2.415.7±2.81.620.11015.8±2.716.9±2.6-2.090.039
F225.06137.86112.29132.94100.97
P<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
Lmin(mm)
Lmin15.1±1.45.4±1.34.7±1.42.480.0155.0±1.55.1±1.2-0.340.737
Lmin25.0±1.85.3±1.94.8±1.71.460.1484.9±1.95.3±1.5-1.190.237
Lmin35.2±1.45.6±1.34.9±1.52.290.0245.1±1.55.5±1.3-1.440.152
Lmin44.6±1.25.0±1.14.3±1.12.970.0044.4±1.15.1±1.2-2.670.009
Lmin55.7±1.56.4±1.35.0±1.44.92<0.0015.4±1.66.3±1.3-2.750.007
Lmin67.2±1.98.1±1.76.4±1.74.88<0.0017.0±1.97.6±1.7-1.390.169
Lmin711.9±2.412.6±2.311.2±2.32.930.00411.7±2.612.3±2.0-1.150.252
F211.17125.03110.76126.1196.60
P<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
X(mm)
X12.9±0.93.0±0.92.7±0.81.690.0943.0±0.82.7±1.01.050.296
X23.5±1.13.7±1.23.4±1.01.460.1493.5±1.13.5±1.10.250.802
X33.4±0.83.8±0.73.1±0.65.53<0.0013.5±0.73.2±0.81.910.060
X43.3±0.73.6±0.63.0±0.65.18<0.0013.4±0.63.1±0.82.630.010
X53.0±0.63.1±0.62.9±0.61.700.0933.1±0.62.7±0.53.250.002
X62.9±0.72.9±0.72.8±0.61.000.3212.9±0.62.8±0.80.890.374
X72.6±0.72.8±0.82.4±0.52.720.0082.6±0.62.6±0.90.690.490
F17.0411.877.9114.414.24
P<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

注:A为锁骨髓腔矢状截面面积,A1~A7为锁骨八等分后第1~第7等距矢状截面髓腔面积;Lmax为锁骨髓腔矢状截面最长径,Lmax1~ Lmax7为锁骨八等分后第1~第7等距矢状截面髓腔最长径;Lmin为锁骨髓腔矢状截面最短径,Lmin1~Lmin7为锁骨八等分后第1~第7等距矢状截面髓腔最短径;X为锁骨髓腔矢状截面皮质厚度,X1~X7为锁骨八等分后第1~第7等距矢状截面皮质厚度

点击查看大图
图3
依据惯性轴长度将锁骨八等分后,得到7个等距的髓腔矢状面截面,从远端至近端依次为S1~S7
点击查看大图
图3
依据惯性轴长度将锁骨八等分后,得到7个等距的髓腔矢状面截面,从远端至近端依次为S1~S7

在7个截面上,男性的各项参数测量值均大于女性,其中S1、S2、S4、S5、S6、S7髓腔面积,S1、S4、S5、S6髓腔最长径,S1、S3、S4、S5、S6、S7髓腔最短径以及S3、S4、S7皮质厚度,男女间比较差异均具有统计学意义(P值均<0.05)。与<60岁者相比,≥60岁者同一截面的髓腔面积、最长径和最短径较大而皮质较薄,其中S4髓腔面积、S4和S7髓腔最长径、S4和S5髓腔最短径与皮质厚度两组间比较差异均有统计学意义(P值均<0.05)。见表3

3 讨论
3.1 锁骨曲度和髓腔解剖学参数测量的意义

锁骨是形状复杂的上肢带骨,了解其解剖学参数对其骨折手术治疗至关重要。钢板固定是当前锁骨骨折最主要的手术方式。为了解决钢板与锁骨不匹配的问题,术者常需要充分暴露锁骨和预弯钢板,而过分剥离锁骨周围软组织可能导致骨折延迟愈合与不愈合,预弯钢板可能出现钢板突出或断裂等问题。在本研究中,我们测量了锁骨两侧曲度与分段长度,并进行性别和不同年龄间的比较,这有助于钢板的设计和个体化选择,从而提高内固定效果、改善预后。采用钢板固定手术存在钢板突出、皮肤刺激、术中暴露广泛、软组织损伤,以及术后易诱发感染等缺点4, 5;髓内固定作为一种微创治疗方法能很好地克服上述缺点,而术者对锁骨曲度和髓腔特征的了解也是影响髓内固定效果的重要因素。唐尚权等6分析了28例锁骨骨折克氏针髓内固定失败的案例后指出,克氏针穿出骨皮质处发生的骨吸收易导致退针,未预弯克氏针导致骨折端内固定长度不足易发生退针。当前,国外虽有少量关于锁骨髓腔解剖学参数测量的研究7, 8, 9,但人种差异和地区差异都可能会限制国外学者的测量结果对国人的适用性。因此,测量国人的锁骨曲度和髓腔形态学参数有助于新型钢板的设计,以及提高钢板固定和髓内固定效果并改善预后。

3.2 锁骨解剖学参数测量结果分析

本研究中,我们基于华北地区人群正常锁骨螺旋CT扫描数据,应用Mimics软件重建锁骨三维模型,并于锁骨模型表面测得锁骨长度,男性为(151.8±8.9)mm,女性为(136.3±8.2)mm,男性锁骨长于女性。王晓波等3基于32例(男女各16例)正常成人锁骨CT影像的水平面投影,测得锁骨长度男性为(153.9±7.5)mm、女性为(135.4±7.6)mm,我们的结果与之基本一致。刘建等10对西南地区的61副成人锁骨标本进行测量,得到锁骨长度男性为(148.1±1.1)mm、女性为(126.2±0.84)mm,其测量数值偏小,在女性更加明显。我们认为,研究对象的地区分布不同可能是导致该差异的主要原因。Andermahr等7基于德国196个(男90个、女106个)正常锁长度骨标本,测得锁骨长度男性为(156±10)mm、女性为(146±10)mm。以上研究结果表明,国人的锁骨长度短于欧洲人。上述差异提示术者在选择合适长度的钢板和髓内固定装置时,性别差异、地区差异和人种差异的影响不容忽视。此外,锁骨骨折短缩移位后,其长度的恢复对重建患肢肩部功能至关重要,因为锁骨在胸骨和肩胛骨之间起支撑作用,锁骨缩短可能会限制肩部的功能活动。Yan等11指出,锁骨短缩超过2 cm时,后期发生肩关节功能活动障碍以及假关节的风险会升高。

本研究结果显示,相比于女性,男性锁骨更加粗大,其体积、表面积、总长度和各分段长度、内外侧深度以及两端宽度和高度均大于女性(P值均<0.05);相对于<60岁组,≥60岁组锁骨两端关节面的宽度和厚度均增加(P值均<0.05),这可能与骨质增生有关。在王晓波等3研究中,内侧曲率半径男性为(67.6±12.9)mm,女性为(58.3±10.8)mm,差异有统计学差异(P<0.05);外侧曲率半径男性为(29.5±8.7)mm,女性为(30.1±8.9)mm,差异无统计学差异(P>0.05)。本研究中,我们发现内侧曲率半径男性[(137.9±28.8)mm]较女性[(119.5±24.5)mm]更大,差异有统计学意义(P<0.001);而外侧曲率半径男性[(56.9±18.4)mm]与女性[(56.4±20.3)mm]间比较差异无统计学意义(P=0.889)。笔者分析,虽然上述不同研究间对锁骨内、外侧曲率半径的测量值差异较大,但我们都得到了男性锁骨内侧曲率半径更大,而男女间锁骨外侧曲率半径无明显差异这一结论;不同的是我们测得的内外侧曲率半径明显更大,这可能与采用了层面测量和投影测量的测量方法有关。此外,有学者指出曲度较大会限制髓内钉的固定长度且增加皮质破裂的风险12, 13,这提示我们对于内侧曲率半径更小的女性患者,选择钢板固定或更灵活的髓内固定装置会更有效。

锁骨中段骨折约占锁骨骨折的82%14, 15,这与该处的解剖特征有关。我们发现,锁骨矢状截面形状变化表现为:外1/3段为椭圆形,中1/3段为圆形,内1/3段为三角形。中1/3段是锁骨几何形状改变的移行交界区,且该处没有肌腱和韧带附着,是暴力载荷集中且较为薄弱的部位,在剪切力的作用下易发生骨折16, 17。我们还发现,位于外侧的锁骨第二截面皮质最厚,并由此向两侧递减;锁骨两端皮质最薄,且内侧皮质比外侧更薄;女性和≥60岁人群的锁骨髓腔皮质更薄。观察7个等距的矢状截面髓腔的形态学变化,我们发现,锁骨髓腔呈中间狭窄并向两端增粗的“沙漏状”管道,髓腔面积内侧大于外侧,男性和≥60岁人群的髓腔面积更大,这与Mathieu等8的发现一致。≥60岁者锁骨皮质变薄且髓腔变大可能由骨质疏松导致。锁骨内、外侧髓腔特征的差异可能与其骨化过程有关:胚胎的锁骨骨干在完成最初的膜内成骨后,出现两个骨化中心分别由骨干处向两端延伸,完成软骨内成骨18

对于锁骨骨折的患者,考虑到减少手术损伤和降低骨折不愈合的风险,髓内固定似乎是比钢板固定更好的选择19。乔泽文等20比较了36例接受闭合复位钛弹性髓内钉固定(titanium elastic nail,TEN)患者和40例接受切开复位锁定钢板固定(locking plate,LP)患者的术中、术后结果,发现TEN组患者在手术时间、切口长度、术中失血量、住院时间、术后疼痛VAS评分和上肢功能评分等方面均优于LP组,且术后并发症发生率更低。我们经研究发现,锁骨中1/3段既是内侧弯和外侧弯的交界处,也是髓腔最狭窄的部分,因此,对于锁骨中1/3骨折的患者髓内固定的难度较高。Andermahr等7对此给出了3个解决方法:(1)使用直径更小的髓内钉;(2)将髓内钉的尖端展平以最大程度减小入口处的口径;(3)在骨折处做一个辅助切口,用手动的方法穿入髓内钉。对于髓内固定进针点的选择,我们认为锁骨内侧进针似乎是更安全方便的选择,因为内侧端髓腔更大、便于操作,且外侧端皮质较厚,可降低髓内钉穿出骨皮质的风险。需要指出的是,选择锁骨内侧进针可能很难固定住外侧骨折921。熊川等22对锁骨中段骨折不同内固定的有限元模拟试验证实,锁定钢板、螺纹弹性髓内钉、弹性髓内钉在维持骨折稳定和控制骨折远端方面依次降低。吴剑宏等23针对锁骨外侧骨折建立了新的分型并指出术中使用解剖钢板或锁骨钩钢板能取得满意的效果。因此,在治疗锁骨外侧骨折时,选择稳定性更高的钢板固定可能更有效;对于接受髓内固定的骨折患者来说,应考虑到髓内固定对锁骨远端的控制力较弱,上肢锻炼和负重的时间应晚于钢板固定等问题。对于粉碎性锁骨骨折,钢板固定比弹性髓内钉固定功能恢复更快24;在不同方向的载荷下,斜形骨折锁骨远端的内固定应力和位移量都显著高于横形骨折22。因此,对于斜形骨折和粉碎性骨折等不稳定锁骨骨折来说,钢板固定仍然是首选。对于≥60岁的锁骨骨折患者,考虑其皮质较薄会增加髓内钉穿透骨皮质的风险和骨密度降低可能降低髓内固定的稳定性,钢板固定可能是更有效的选择。

3.3 本研究的局限性和展望

本研究的不足之处:(1)样本量较少,需扩大样本量来进一步验证本研究结论的可靠性;(2)数据通过CT扫描和重建锁骨模型进行间接测量得到,与直接测量标本相比存在测量偏倚;(3)CT数据采集于华北地区,地区差异可能会限制本研究结果对国人的普遍适用性。

本研究首次应用根据惯性轴重新建立锁骨CT三维视图的方法测量了国人的锁骨曲度和髓腔形态的相关解剖学参数,得到的结果对当前锁骨骨折患者手术方式的选择和髓内固定的操作都具有指导意义。与既往的研究相比,本研究采用的测量方法有一定的创新性,对其他骨骼的测量工作也有一定的参考价值。在未来的研究中,我们可以获取国内其他地区人群的锁骨CT影像资料并进行测量,其结果将更有地区针对性;进一步扩大样本量,使结果更加可靠;考虑到身高因素的影响,我们将根据地区人群的平均身高设定身高范围作为筛选受试者的纳入标准;此外,还可以选取更多截面和纳入更多解剖学参数进行研究,如髓腔长度、两端关节面面积等,使测量工作得到进一步完善。

引用本文:

程鑫群, 雷翔, 宇文培之, 等. 基于CT三维视图的成人正常锁骨曲度及髓腔形态学参数的影像解剖学研究[J]. 中华解剖与临床杂志, 2023, 28(4): 230-237. DOI: 10.3760/cma.j.cn101202-20220926-00287.

利益冲突
利益冲突:

所有作者声明不存在利益冲突

参考文献
[1]
PostacchiniF, GuminaS, De SantisP, et al. Epidemiology of clavicle fractures[J]. J Shoulder Elbow Surg, 2002, 11(5):452-456. DOI: 10.1067/mse.2002.126613.
[2]
Twomey-KozakJ, WhitlockKG, O'DonnellJA, et al. Epidemiology of sports-related clavicle fractures in the united states: injuries from 2015 to 2019[J]. Orthop J Sports Med, 2022, 10(10):23259671221126553. DOI: 10.1177/23259671221126553.
[3]
王晓波, 邱旭升, 郑欣, . 正常成人锁骨形态的 CT 影像学研究[J]. 中华解剖与临床杂志, 2016, 21(2):89-93. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2016.02.001.
WangXB, QiuXS, ZhengX, et al. Morphological study of the adult clavicle based on CT[J]. Chin J Anat Clin, 2016, 21(2):89-93. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2016.02.001.
[4]
WijdicksFJ, HouwertM, DijkgraafM, et al. Complications after plate fixation and elastic stable intramedullary nailing of dislocated midshaft clavicle fractures: a retrospective comparison[J]. Int Orthop, 2012, 36(10):2139-2145. DOI: 10.1007/s00264-012-1615-5.
[5]
HoogervorstP, van DamT, VerdonschotN, et al. Functional outcomes and complications of intramedullary fixation devices for Midshaft clavicle fractures: a systematic review and meta-analysis[J]. BMC Musculoskelet Disord, 2020, 21(1):395. DOI: 10.1186/s12891-020-03256-8.
[6]
唐尚权, 李坚, 唐化政. 28例锁骨骨折髓内针内固定失败原因探讨[J]. 重庆医学, 2007, 36(12):1197-1198. DOI: 10.3969/j.issn.1671-8348.2007.12.039.
TangSQ, LiJ, TangHZ. Causes of failure of intramedullary nail fixation in 28 cases of clavicle fracture[J]. Chongqing Yixue, 2007, 36(12):1197-1198. DOI: 10.3969/j.issn.1671-8348.2007.12.039.
[7]
AndermahrJ, JubelA, ElsnerA, et al. Anatomy of the clavicle and the intramedullary nailing of midclavicular fractures[J]. Clin Anat, 2007, 20(1):48-56. DOI: 10.1002/ca.20269.
[8]
MathieuPA, MarcheixPS, HummelV, et al. Anatomical study of the clavicle: endomedullary morphology[J]. Surg Radiol Anat, 2014, 36(1):11-15. DOI: 10.1007/s00276-013-1140-2.
[9]
PattedSM, KumarA, HalawarRS. Morphometric analysis of clavicle and its medullary canal: a computed tomographic study[J]. Indian J Orthop, 2020, 54(Suppl 2):283-291. DOI: 10.1007/s43465-020-00223-2.
[10]
刘建, 朱光琼, 孔毅, . 锁骨的解剖学测量及其临床应用[J]. 局解手术学杂志, 2018, 27(9):617-620. DOI: 10.11659/jjssx.04E018143.
LiuJ, ZhuGQ, KongY, et al. Anatomic measurement of clavicle and its clinical application[J]. Journal of Regional Anatomy and Operative Surgery, 2018, 27(9):617-620. DOI: 10.11659/jjssx.04E018143.
[11]
YanMZ, YuenWS, YeungSC, et al. Operative management of midshaft clavicle fractures demonstrates better long-term outcomes: a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials[J]. PLoS One, 2022, 17(4):e0267861. DOI: 10.1371/journal.pone.0267861.
[12]
EichingerJK, BalogTP, GrassbaughJA. Intramedullary fixation of clavicle fractures: anatomy, indications, advantages, and disadvantages[J]. J Am Acad Orthop Surg, 2016, 24(7):455-464. DOI: 10.5435/JAAOS-D-14-00336.
[13]
HulsmansMH, van HeijlM, HouwertRM, et al. Surgical fixation of midshaft clavicle fractures: a systematic review of biomechanical studies[J]. Injury, 2018, 49(4):753-765. DOI: 10.1016/j.injury.2018.02.017.
[14]
KihlströmC, MöllerM, LönnK, et al. Clavicle fractures: epidemiology, classification and treatment of 2 422 fractures in the Swedish Fracture Register; an observational study[J]. BMC Musculoskelet Disord, 2017, 18(1):82. DOI: 10.1186/s12891-017-1444-1.
[15]
MöllerM, WolfO, BergdahlC, et al. The Swedish Fracture Register-ten years of experience and 600,000 fractures collected in a National Quality Register[J]. BMC Musculoskelet Disord, 2022, 23(1):141. DOI: 10.1186/s12891-022-05062-w.
[16]
JuW, MohamedSO, QiB. Comparison of plate fixation vs. intramedullary fixation for the management of mid-shaft clavicle fractures: a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials[J]. Exp Ther Med, 2020, 20(3):2783-2793. DOI: 10.3892/etm.2020.9002..
[17]
GulbrandsenMT, FillerRJ, RiceRC, et al. Spin in the abstracts of meta-analyses and systematic reviews: midshaft clavicle fracture[J]. J Orthop Trauma, 2022, DOI: 10.1097/BOT.0000000000002497. [pulished online ahead of print]. (2022-10-01) [2022-12-14].
[18]
BaumgartM, WiśniewskiM, GrzonkowskaM, et al. Morphometric study of the two fused primary ossification centers of the clavicle in the human fetus[J]. Surg Radiol Anat, 2016, 38(8):937-945. DOI: 10.1007/s00276-016-1640-y.
[19]
FuglesangH, FlugsrudGB, RandsborgPH, et al. Plate fixation versus intramedullary nailing of completely displaced midshaft fractures of the clavicle: a prospective randomised controlled trial[J]. Bone Joint J, 2017, 99-B(8):1095-1101. DOI: 10.1302/0301-620X.99B8.BJJ-2016-1318.R1.
[20]
乔泽文, 魏代好, 李志忠, . 弹性髓内钉与钢板固定锁骨中段骨折的比较[J]. 中国矫形外科杂志, 2021, 29(12):1057-1061. DOI: 10.3977/j.issn.1005-8478.2021.12.01.
QiaoZW, WeiDH, LiZZ, et al. Comparison of elastic intramedullary nail versus locking plate for fixation of middle clavicle fractures[J]. Orthopedic Journal of China, 2021, 29(12):1057-1061. DOI: 10.3977/j.issn.1005-8478.2021.12.01.
[21]
SinghA, SchultzelM, FlemingJF, et al. Complications after surgical treatment of distal clavicle fractures[J]. Orthop Traumatol Surg Res, 2019, 105(5):853-859. DOI: 10.1016/j.otsr.2019.03.012.
[22]
熊川, 李锦, 陈李伟. 锁骨中段骨折三种固定的有限元分析[J]. 中国矫形外科杂志, 2021, 29(20):1873-1877. DOI: 10.3977/j.issn.1005-8478.2021.20.11.
XiongC, LiJ, ChenLW. A finite element analysis on three types of internal fixation for middle clavicle fracture[J]. Orthopedic Journal of China, 2021, 29(20):1873-1877. DOI: 10.3977/j.issn.1005-8478.2021.20.11.
[23]
吴剑宏, 东靖明, 韩志华, . 锁骨外侧端骨折公济分型的建立及其治疗策略[J]. 中华骨科杂志, 2022, 42(4):220-227. DOI: 10.3760/cma.j.cn121113-20211022-00614.
WuJH, DongJM, HanZH, et al. Gongji classification and treatment strategies for lateral clavicle fractures[J]. Chin J Orthop, 2022, 42(4):220-227. DOI: 10.3760/cma.j.cn121113-20211022-00614.
[24]
FuglesangH, FlugsrudGB, RandsborgPH, et al. Plate fixation versus intramedullary nailing of completely displaced midshaft fractures of the clavicle: a prospective randomised controlled trial[J]. Bone Joint J, 2017, 99-B(8):1095-1101. DOI: 10.1302/0301-620X.99B8.BJJ-2016-1318.R1.
 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词