1、不同位置内外上髁轴线对多层螺旋 CT 容积再现测量肱骨头扭转角的影响【摘要】 探讨肱骨远端不同位置内外上髁轴线对多层螺旋 CT 容积再现三维重建测量肱骨头扭转角的影响。 方法收集 51 根肱骨干标本，行 16 排螺旋 CT 扫描，容积再现技术三维重建测量肱骨头扭转角。俯视位观察，肱骨远端内外上髁连线取 3 种不同方位，求得 3 组肱骨头扭转角。与二维 CT 取肱骨远端 3 个不同平面的肱骨头扭转角进行对比研究。结果肱骨头扭转角最小值 4，最大值 59.8，6 组肱骨头扭转角数据为（25.510.2）， （25.010.8）， （25.710.8）,（27.310.3）， （26.310.2），
2、 （25.810.4），经统计学处理 6 组肱骨头扭转角差异不显著。且二维 CT 测量肱骨头扭转角时肱骨远端层面越向远端值越小。 结论肱骨头扭转角变异较大，肩关节假体扭转角设计应个性化；肱骨远端不同位置内外上髁轴线对多层螺旋 CT 容积再现测量肱骨头扭转角没有影响；俯视位观察肱骨，当外上髁露出呈小三角形、肱骨远端前关节面被肱骨头遮盖重叠的位置是多层螺旋 CT 三维重建测量肱骨头扭转角的更简单、更快捷而且准确的测量位置。 【关键词】 肱骨头 扭转角 体层摄影术 X 线计算机 假体Abstract：ObjectiveTo evaluate the effect of transepicondyla
3、r axis of different position on volume rendering technique measuring the humeral head retroversion angle with multi slice spiral CT.MethodFiftyone dry humerus specimens were scanned with 16 slice spiral CT scanner,At top view the threegroup humeral head retroversion angle decided by the transepicond
4、ylar axis of different position were measured by volume rendering technique,As to twodimension CT method,the distal reference axis of the humeral head retroversion angle was defined by three sections of different levels,the total sixgroup data on humeral head retroversion angle were analyzed by Stat
5、istics.ResultThe humeral head retroversion angle ranged from 4 to 59.8,the humeral head retroversion angle of six groups were（25.510.2）,（25.010.8）,（25.710.8）,（27.310.3）,（26.310.2）， （25.810.4） respectively.The Statistics showed that the results have no significant difference among them.The more dista
6、l the humerus was,the smaller humeral head retroversion angle defined by a line between the epicondyles on twodimension CT method was.Conclusion The humeral head retroversion angle is markedly variable,the humeral head retroversion angle of shoulder joint prosthetic design should be individual.The t
7、ransepicondylar axis of different position has no effect on volume rendering technique measuring the humeral head retroversion angle with multi slice spiral CT.The top view at which lateral epicondyle of the humerus showing minitriangulum and the anterior surface of the distal humerus articulation w
8、ith the forearm being shaded is more simple,faster and precise for the volume rendering technique measuring the humeral head retroversion angle with multi slice spiral CT.Key words：humerus; retroversion angle; tomography; Xray computed; prosthesis肱骨头扭转角（retroversion angle or retrotorsion angle：以下简称
9、RA） ，是指肱骨头中轴线与肱骨远端内外上髁轴线或滑车轴线的夹角,肱骨头扭转角是肩关节假体设计、假体选择及肩关节重建手术的核心指标之一1、2 。其测量方法包括直接解剖学测量、X 线片测量、CT二维法测量等，用多层螺旋 CT（multislice spiral CT,MSCT）容积再现（volume rendering technique,VRT）三维重建测量肱骨头扭转角的方法国内外尚未见报道。本文讨论肱骨远端不同方位定义线对 MSCT 容积再现测量肱骨头扭转角的影响。1 材料与方法1.1 标本材料由解剖教研室提供 51 根成人肱骨干标本，其中右侧 23 根，左侧28 根。所有标本经 X 线片排
10、除骨折及其他异常。1.2 方 法1.2.1 仪器及扫描条件用使用 Siemens Somatom Sensation 16 排多层螺旋 CT 扫描仪，CT 扫描参数：120 kV，有效 120150 mAs,准直器宽度 1.5 mm，采集层厚 5 mm，连续扫描数据采集，重叠 1.5 mm 重建，重建层厚 2 mm。1.2.2 扫描体位及范围肱骨标本置于水平放在检查床上面（装柯达激光胶片）的泡沫上，以正交定位线居于肱骨前面中轴、侧面中轴为准，不能居中轴者用小布袋调整使肱骨中轴线居中。扫描范围从肱骨头最高点到肱骨滑车末端。1.2.3 容积再现三维重建测量方法用容积再现 3D 成像处理方式重建肱骨
11、。用“VRT Gallery”中肩关节模式，获得肱骨三维重建图像，再俯视位观察。1.2.3.1 确定肱骨头扭转角的近端定义线肉眼目测观察肱骨头关节面弧度变化最明显处作连线，确定肱骨头关节面底边连线 AB（articular surface diameter） 1 。作其垂直平分线即为肱骨头的中轴线 CD，线 CD 为肱骨头 RA 的近端定义线（图13） 。1.2.3.2 确定肱骨头扭转角的远端定义线俯视位观察肱骨，肱骨远端前关节面被肱骨头遮盖重叠，肱骨头及大小结节与内外上髁部分重叠，调整位置，当外上髁露出小三角形为画内外上髁轴线 EF 为远端定义线的第 1 个位置，线 CD 与线 EF 间的锐
12、角为肱骨头 RA，用 16 排 CT 自带测量角度的工具测量肱骨头 RA 值，得数据a 组；当内上髁露出小三角形其余位置除前关节面外侧部未被重叠外与第1 位置大致相同，画内外上髁轴线 EF 为远端定义线的第 2 个位置，得肱骨头 RA 数据 b 组。第 3 个位置是俯视位观察肱骨，肱骨远端前关节面不被肱骨头遮盖重叠，结节间沟底与肱骨远端前方冠突窝底重叠，连接内外上髁轴线 EF，得肱骨头 RA 数据 c 组（图 13） 。图 1VRT 测量肱骨头扭转角第 1 位置 E 为露出的呈小三角形的外上髁，F 为内上髁。线 AB 为头关节面直径，线 CD 为肱骨头中轴线，线EF 为内外上髁轴线。线 CD
13、与线 EF 的夹角为肱骨头扭转角 图 2VRT 测量肱骨头扭转角第 2 位置 E 为外上髁，F 为露出的呈小三角形的内上髁。其余同图 1 所示 图 3VRT 测量肱骨头扭转角第 3 位置 E 为外上髁，F为内上髁。结节间沟底部与冠突窝外侧部重叠，其余同图 1 所示 1.2.4 二维 CT 测量方法1.2.4.1 确定肱骨头 RA 近端定义线把重叠 1.5 mm 重建，重建层厚 2 mm 的 CT 图像连同浏览器用光盘存入，在家用电脑打开，调整窗宽窗位为骨窗时用捕获软件捕捉肱骨头最大层面，用 Symeonides 等3类似的方法，取肱骨头关节面变化最明显处连线求得关节面直径 AB,作其垂直平分线
14、（肱骨头的中轴线）CD，线 CD 为肱骨头 RA 的近端定义线。1.2.4.2 确定肱骨头 RA 的远端定义线用捕获软件捕捉肱骨远端 3 个骨窗层面，第 1 层面为内外上髁轴线 EF 远离鹰嘴窝骨皮质，线 EF 为肱骨头 RA 的远端定义线。线 CD 与线EF 的夹角为肱骨头 RA，得肱骨头扭转角数据 d 组。第 2 层面为内外上髁轴线经过鹰嘴窝骨皮质，得肱骨头扭转角数据 e 组。第 3 层面为内外上髁轴线位于鹰嘴窝骨皮质前方，得肱骨头扭转角数据 f 组。用捕获软件拼接肱骨头最大层面及远端的 3 个不同层面,用以 JPG 格式存入（图46） 。1.2.4.3 在 Photoshop 7.0 中
15、打开以 JPG 格式存入的肱骨头最大层面及远端 3 个不同层面的拼接图，用 Photoshop 7.0 中测量角度的工具测量线 CD 与线 EF 的夹角，即为肱骨头 RA。为减少非系统误差在测量过程中的影响，每根肱骨不同远端定义线所得的头扭转角测量 3 次，取其均值为原始数据。共 6 组。容积再现三维重建测量定义 3 组肱骨头扭转角：a、b、c 组；二维 CT 测量定义另3 组：d、e、f 组。1.2.5 用 SPSS 10.0 软件包进行统计学处理肱骨头 RA 数据以 x-s 表示，6 组肱骨头 RA 比较采用方差分析。P0.05 为统计学差异显著。图 4CT 二维法测量肱骨头扭转角第 1
16、层面 线 AB 为头关节面直径，线 CD 为肱骨头中轴线，E 为内上髁，F 为外上髁。线 EF 为内外上髁轴线，线 EF 远离鹰嘴窝骨皮质。用 Photoshop 7.0 中测量角度的工具测量线 CD与线 EF 的夹角为肱骨头扭转角 图 5CT 二维法测量肱骨头扭转角第二层面 线 EF 经过鹰嘴窝骨皮质。其余同图 4 图 6CT 二维法测量肱骨头扭转角第 3 层面 线 EF 位于鹰嘴窝骨皮质前方。其余同图 42 结 果多层螺旋 CT 容积再现三维重建测量不同位置内外上髁轴线的 3 组肱骨头扭转角：a、b、c 组；二维 CT 测量另 3 组：d、e、f 组。6 组间比较，采用方差分析，方差齐性检
17、验 P 值等于 0.964,证明方差齐性。方差分析，F 值等于 1.271,P 值等于 0.276,大于 0.05，说明各组间肱骨头扭转角测量值没有统计学差异，组间多重比较 LSD 法 P 值仍然大于0.05（表 1） 。表 1 51 根肱骨 6 组肱骨头扭转角测量值比较x-s（）均数 95%的可信区间（）RAmin（）RAmax（）P 值（LSD 法）a 组（n=51）25.510.222.728.45.058.00.897b 组（n=51）25.010.822.028.15.058.00.723c 组（n=51）25.710.822.728.84.055.00.974d 组（n=51）27
18、.310.324.430.26.859.80.489e 组（n=51）26.310.223.429.24.953.20.827f 组（n=51）25.810.422.828.74.054.8*LSD 法多种比较，表内 P 值是以 f 组和其余各组间比较所得。P0.05 为统计学差异显著。3 讨 论肱骨头扭转角变异较大，除人与人之间的个体差异外，主要是因为测量方法不同及肱骨远端定义线的不同所致4 。就测量方法而言有直接解剖测量法5 、X 线片测量法6 、二维 CT 测量法7等。就测量定义线而言，通常肱骨扭转角近端定义线为头中轴线，而远端定义线较混乱，有的取内外上髁轴线（滑车轴线） 1 ，有的取远
19、端前关节面切线8 ，有的取前臂轴线的垂线7 。目前没有一种尽善尽美的测量方法及定义线。本试验肱骨头远端定义线取内外上髁轴线。3.1 肱骨远端 3 个不同层面内外上髁轴线对肱骨头 RA 二维 CT 测值的影响复习文献不同作者都用二维 CT 法测量肱骨头 RA，远端定义线同为内外上髁轴线，但给出的图片取层面不一样，有的内外上髁轴线经过鹰嘴窝骨皮质3 ，有的位于鹰嘴窝较深处、远离骨皮质7 。不同平面的远端定义线是否会影响肱骨头 RA 测值？本试验用 51 根肱骨干标本二维 CT 法测量肱骨头 RA，肱骨远端取第 1 层面为内外上髁轴线远离鹰嘴窝骨皮质，第 2 层面为内外上髁轴线经过鹰嘴窝骨皮质，第
20、3 层面为内外上髁轴线位于鹰嘴窝骨皮质前方。结果是：（1）肱骨头扭转角测值变异较大 459.8,与 Pearl 等报道结果相似4 。 （2）以内外上髁轴线为远端定义线测得 3 个平面的肱骨头 RA 从上到下分别为（27.310.3）， （26.310.2），（25.810.4），从上到下逐渐减小，此结果未见文献报道。3.2 肱骨远端 3 个不同位置内外上髁轴线对肱骨头扭转角 MSCT容积再现测值的影响MSCT 容积再现三维重建测量肱骨头扭转角，俯视位观察内外上髁及肱骨远端前关节面处于 3 个不同位置，对肱骨头 RA 测值影响没有统计学差异。推测其原因可能是肱骨头与远端的内外上髁、前关节面本身三
21、维空间位置相对固定，因此俯视位无论怎样调整位置，本身固有的扭转关系不会改变，除非当位置旋转后，肱骨头扭转角近端定义线即头中轴线取法不一致。另外，对照二维 CT 测量法测得的肱骨头 RA 数据，二维CT 测量法第 3 层面即内外上髁轴线位于鹰嘴窝骨皮质前方时测得的肱骨头扭转角与 CT 容积再现三维重建测量的肱骨头扭转角接近，其分别为（25.510.2）， （25.010.8）， （25.710.8），（25.810.4），分析其原因可能是 MSCT 容积再现测量时俯视位内外上髁轴线不一定是肱骨髁的最高点连线而是最外侧点连线，所以其测值与二维 CT 测量法最远端层面测值相近。还有，从操作简单方便方
22、面说，俯视位观察肱骨，肱骨远端前关节面被肱骨头遮盖重叠，肱骨头及大小结节与内外上髁部分重叠，调整位置，当外上髁露出小三角形画内外上髁轴线作为远端定义线的位置是更简单、快捷的方法，因为内上髁较外上髁长，用肱骨头遮盖外上髁更方便。总之，肱骨头扭转角测值不能一概而论，要说明是何种测量方法：如直接解剖测量法、X 线片测量法、二维 CT 测量法等。还要说明测量定义线，尤其是远端定义线，如果是二维 CT 测量法还需说明远端定义层面。由此可见，统一的测量方法和标准定义线是今后肱骨头扭转角测量需要解决的问题。多层螺旋 CT 容积再现三维重建测量肱骨头扭转角是更快捷的方法，其精确性经过二维 CT 测量法的验证，
23、还需要肱骨标本直接解剖学测量法进一步的验证。【参考文献】1 Boileau P,Walch G.The threedimensional geometry of the proximal humerus.Implications for surgical technique and prosthetic designJ.J Bone Joint Surg（Br）,1997,79（5）:857865.2 唐康来，李起鸿，杨柳.人工肩关节的研究进展J.中国矫形外科杂志,2005,13（14）:10991101.3 Symeonides PP,Hatzokos I,Christoforides J,
24、et al.Humeral head torsion in recurrent anterior dislocation of the shoulderJ.J Bone Joint Surg（Br）,1995,77:687690.4 Pearl ML.Proximal humeral anatomy in shoulder arthroplasty:implications for prosthetic design and surgical techniqueJ.J Shoulder Elbow Surg,2005,14（1 Suppl）:99104.5 Pearl ML,Volk AG.R
25、etroversion of the proximal humerus in relationship to prosthetic replacement arthroplastyJ.J Shoulder Elbow Surg,1995,4（4）:286289.6 Kronberg M,Brost m LA,Soderlund V.Retroversion of the humeral head in the normal shoulder and its relationship to the normal range of motionJ.Clin Orthop Relat Res,199
26、0,253:113117.7 Hernigou P,Duparc F,Hernigou A.Determining humeral retroversion with computed tomographyJ.J Bone Joint Surg（Am）,2002,84（10）:17531762.8 Farrokh D,Fabeck L,Descamps PY,et al.Computed tomography measurement of humeral head retroversion:influence of patient positioningJ.J Shoulder Elbow Surg,2001,10（6）:550553.
