《International Orthopaedics》:Navicular bone morphometry for implant planning in fracture surgery: a dry bone analysis
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本研究旨在定量表征dry足舟骨与手术相关的形态学特征,并提供可用于内植物置入的解剖学参考值。研究人员对55块无宏观畸形的孤立、非成对dry足舟骨进行了检查。采用数显卡尺和数字厚度规评估了结节形态、结节至内侧楔骨距离、足舟骨体部尺寸(内外侧宽度、水平特异性前后径
本研究旨在定量表征dry足舟骨与手术相关的形态学特征,并提供可用于内植物置入的解剖学参考值。研究人员对55块无宏观畸形的孤立、非成对dry足舟骨进行了检查。采用数显卡尺和数字厚度规评估了结节形态、结节至内侧楔骨距离、足舟骨体部尺寸(内外侧宽度、水平特异性前后径及深度)、距舟关节面深度及凹度指数。结果显示,结节最窄宽度、前后径及上下高度分别为6.59±1.28 mm、16.38±2.43 mm和11.24±1.26 mm;结节沟深度为2.05±0.92 mm;结节中点至内侧楔骨关节面最近点及最远点距离分别为21.86±3.11 mm和29.65±3.37 mm;体部平均内外侧宽度为37.69±3.54 mm;水平特异性前后径分别为18.01±2.34 mm、15.15±2.15 mm和12.56±1.62 mm,对应体部深度分别为18.35±3.01 mm、25.24±2.30 mm和22.52±2.47 mm。研究结论认为,这些发现提供了与手术相关的解剖学参考值,可辅助术前规划、支持更安全的足舟骨骨折固定,并有助于足舟骨内植物及固定装置的设计与优化。
足舟骨作为连接距骨与远端跗骨的关键结构,在维持足内侧纵弓及负荷传导中发挥着核心作用。由于其特殊的解剖位置及多重关节关系,该结构的完整性受损将直接影响中足生物力学及内侧柱稳定性。尽管足舟骨骨折相对罕见,约占所有骨折的0.45%、足部骨折的5.1%及中足骨折的35%,但其治疗面临诸多挑战。目前临床处理的核心目标是恢复稳定性以保留足功能并维持负重结构的完整性。治疗方法依据骨折移位程度、关节对合及内侧柱稳定性而定,对于移位或粉碎性体部骨折,常需切开复位内固定
(open reduction and internal fixation, ORIF)或经皮技术。然而,足舟骨复杂的三维形态及有限的骨性通道使内植物置入技术难度显著增加,加之该区域血供特点导致延迟愈合、不愈合及缺血性坏死风险升高,进一步凸显了精确术前规划的重要性。尽管足舟骨骨折的临床意义重大,但与内植物置入直接相关的水平特异性骨性数据仍十分有限,这给术前规划和内植物选择带来困难。基于此,研究人员开展了这项描述性形态测量研究,旨在为骨折固定规划提供手术相关的形态测量学参考值,论文发表在《International Orthopaedics》杂志。
研究人员所用主要关键技术方法如下:样本来源于Hacettepe大学医学院解剖学系收集的55块dry足舟骨标本,经伦理委员会批准后进行测量。采用0.01 mm精度的数显卡尺和数字厚度规,以距舟关节面及结节作为解剖参照点建立标准解剖方位,进行线性形态测量。测量参数涵盖结节最小内外侧宽度、前后径、上下高度、胫骨后肌腱沟深度、结节中点至内侧楔骨关节面最近及最远点距离、体部内外侧宽度、三个水平位点(内侧楔骨关节面起始、终止及背侧末端水平)的前后径与深度、外侧面前后径、距舟关节面深度及凹度指数
(concavity index, 垂直于弦中点至关节面最深点距离与弦长之比)。每项参数由两名独立观察者测量,采用组内相关系数
(intraclass correlation coefficient, ICC)评估可靠性。统计分析采用SPSS v23.0软件,连续变量以均数、标准差、百分位数及最小-最大值表示,正态性检验采用Shapiro-Wilk检验及直方图分析,同一骨标本的水平特异性测量比较采用Friedman检验及Wilcoxon符号秩检验(Bonferroni校正,显著性水平p<0.0167),其余分析以p<0.05为显著。
研究结果部分依据原文结构呈现如下:
**结节形态测量**:足舟骨结节最窄宽度为6.59±1.28 mm(范围2.90–9.77 mm),前后径为16.38±2.43 mm(范围11.83–21.72 mm),上下高度为11.24±1.26 mm(范围8.86–14.40 mm),胫骨后肌腱沟深度为2.05±0.92 mm(范围0.03–4.71 mm)。结节中点至内侧楔骨关节面的距离,最近点为21.86±3.11 mm(范围15.56–30.85 mm),最远点为29.65±3.37 mm(范围23.33–36.44 mm)。这些数据提示结节区域近端骨量逐渐收窄,存在显著的解剖学变异。
**足舟骨体部尺寸**:体部平均内外侧宽度为37.69±3.54 mm(范围30.77–45.78 mm)。三个水平位点的前后径分别为18.01±2.34 mm、15.15±2.15 mm和12.56±1.62 mm,对应深度分别为18.35±3.01 mm、25.24±2.30 mm和22.52±2.47 mm。Friedman检验显示前后径及深度在各水平间均存在极显著差异(χ
2(2)=108.036,p<0.001;χ
2(2)=89.345,p<0.001)。外侧面前后径为11.60±1.54 mm。距舟关节面深度为5.27±0.92 mm(范围3.03–7.17 mm)。上述结果揭示了足舟骨体部存在显著的水平特异性几何形态变异。
**测量可靠性**:所有参数的ICC均大于0.90,表明测量结果具有高可靠性。
讨论部分,研究人员首先阐述了足舟骨骨折的手术挑战性,强调该骨在距舟及舟楔关节生物力学中的核心地位,以及成功治疗所需的解剖复位、距舟关节对合恢复及内侧柱长度保持等要素。尽管AO手术原则强调保留足舟骨形态对于实现手术稳定性至关重要,但现有文献多集中于骨折分类、手术临床结局及生物力学研究,缺乏可直接指导内植物置入的详细骨性形态测量数据。
针对结节区域固定,研究人员指出结节是胫骨后肌腱的主要附着点,在撕脱骨折中尤为关键。该研究测量的结节平均上下高度11.24 mm在近端收窄至6.59 mm,部分标本仅2.90 mm,提示该区域骨量分布不均且近端尤为有限。鉴于临床用于足舟骨固定的螺钉直径范围为2.0–3.5 mm(急性骨折)至4.0 mm(选择性固定技术),这种区域性狭窄对内植物尺寸选择和螺钉轨迹规划构成重要解剖学约束。胫骨后肌腱沟平均深度2.05 mm也提示下缘邻近区域存在骨外轨迹风险。结节前后径平均16.38 mm则界定了多螺钉固定时的有限骨性通道,需在螺钉数量、直径及间距规划中予以考虑。结节中点至内侧楔骨关节面约22 mm及30 mm的距离,为结节向内固定时的螺钉长度选择及避免关节穿透提供了实用解剖参考;而距舟关节面深度5.27 mm的数据,则对理解侧向螺钉轨迹的安全性具有临床相关性——并非所有侧向轨迹均能保证安全的骨内通道。
对于足舟骨体部固定,研究人员强调该区域尺寸对背侧钢板放置及螺钉规划尤为重要。本研究所测平均内外侧宽度37.69 mm与既往文献报道的34.7±5.6 mm及40.4±2.7 mm相符,为背侧固定规划提供了有用参考。更重要的是,三个水平位点前后径的显著差异(均p<0.001)表明背侧钢板放置的可用骨性通道沿足舟骨体并非恒定,远端节段的进行性狭窄提示钢板与骨面的贴合及远端 placement 需个体化处理。深度测量的显著差异(均p<0.001)同样提示区域特异性骨几何形态——近端约18 mm、中段25 mm、远端22 mm的深度变化,意味着同一螺钉长度不适用于足舟骨所有区域,需根据局部骨性解剖确定螺钉长度和轨迹以降低皮质穿透风险。
基于上述发现,研究人员提出足舟骨钢板系统的 design 启示:螺钉孔布局、螺钉角度及钢板几何形态应依据骨的区域性形态测量学特征进行规划。邻近距舟关节面及结节区域的螺钉可能更适合采用可变角度或角度控制系统而非固定角度系统;内侧楔骨关节面对应区域(前后径最宽处)则可提供更适合双排或多螺钉配置的骨性通道。远端/外侧的狭窄及非均匀几何形态提示,完全矩形或标准网格钢板可能无法充分贴合足舟骨解剖,过度塑型可能影响内植物力学性能。因此,钢板系统不应仅依据内外侧长度区分中/大尺寸,还应纳入考虑远端收窄模式、前后径及区域性深度参数的解剖特异性尺寸选项。
此外,这些形态测量数据对重建性内植物规划亦具参考价值。尽管目前足舟骨假体重建的文献仅限于个案报告及小样本重建系列,主要采用患者特异性3D打印内植物治疗晚期骨坏死、严重骨缺损或畸形等情形,本研究提供的水平特异性形态测量数据可为个性化重建规划中的区域性解剖变异界定提供依据。
研究局限性方面,研究人员指出:标本年龄性别未知,无法进行人口统计学效应分析;缺乏关节软骨、软组织及骨折特异性变形,测量值未必完全反映术中实际的骨性通道;无法确认左右侧标本是否来自同一个体,故侧别差异不能解释为真正的生物性偏侧化;数据未与影像学规划、术中透视、内植物特异性生物力学测试或临床结局相关联,故应作为手术规划的解剖学参考值而非确定性手术规则来解读。
研究结论部分,原文表述为:"The present study demonstrated level-specific morphometric differences in the navicular tuberosity and body that are relevant to fracture fixation. These quantitative data provide anatomical reference values that may assist implant selection, estimation of safer fixation corridors, and preoperative assessment of the risk of cortical perforation or articular penetration. The findings support preoperative planning by highlighting regional osseous variability that should be considered during navicular fixation." 翻译如下:本研究揭示了足舟骨结节及体部与骨折固定相关的水平特异性形态测量学差异。这些定量数据提供了可辅助内植物选择、更安全固定通道评估以及皮质穿透或关节穿透风险术前评估的解剖学参考值。研究发现强调了足舟骨固定中应予考虑的区域性骨变异,从而支持术前规划。