探讨Lauge-Hansen旋后外旋型踝关节骨折的后踝骨折块的立体骨折线-面-三维立体分布情况，为临床提供参考。
回顾性分析2012年1月—2017年3月同济大学附属同济医院收治的70例旋后外旋型Ⅲ/Ⅳ度后踝骨折患者的CT扫描数据及临床资料，将所有医学数字成像和通信数据使用Mimics 16.0进行分析，复位骨折后，使用3-Matic软件在立体图形中标识骨折线。进行标准化后，将所有后踝骨折块的立体骨折线绘制于同一三维立体图像中。最终绘制出骨折线和骨折面的热图。
后踝关节面骨折线变化各异，但大部分骨折线仍集中于一条弧形带状区域。该带状区域始于距离后缘切线1/7～2/7的位置，止于距离外缘切线5/11～7/11的位置。后踝骨折块关节面占胫骨远端总关节面面积的比例平均为14.96%(2.23%～38.45%)。立体骨折块出现频率最高的区域位于标准底部视角后侧的2/11、标准内侧视角后侧的1/9、标准外侧视角后侧的1/11。
后踝骨折的位置变异较大，大部分骨折块位于后外侧，即主要为HaraguchiⅠ型或Bartonicek-Rammelt 2型骨折。对于后踝骨折的线-面-三维研究，有助于手术计划的制定、损伤机制的探索，以及为生物力学或有限元建模提供理论依据。
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踝关节是人体负重行走的重要骨性结构，而踝部骨折也是骨科的常见损伤。踝关节比较重要的稳定结构包括内外踝、后踝、副韧带和下胫腓联合等，其中有关后踝的基础研究相对较少，因此，后踝是当前足踝外科的热点。踝关节骨折中，7%～44%发生后踝骨折[1]。对于合并后踝损伤的踝关节骨折，往往预后更差，且发生创伤性关节炎的概率更高[2]。因为后踝骨折会降低关节接触面积，从而诱发踝关节发生退变[3]。
Lauge-Hansen分型是踝关节骨折的经典分型，临床又以旋后外旋型踝关节骨折最为常见。目前，对后踝骨折的机制还认识不清，治疗策略存在争议。治疗不当会造成踝穴不稳定，以及创伤性关节炎，影响患者生活。本文拟针对旋后外旋型踝关节骨折的后踝骨折块，利用三维有限元进行标准化分析，绘制后踝骨折线-面-三维立体热图，从而描述和展示旋后外旋型踝关节骨折中后踝骨折块位置的集中趋势和分布特点，为临床提供参考。
纳入标准：(1)年龄>18岁；(2)Lauge-Hansen旋后外旋型Ⅲ/Ⅳ度踝关节骨折；(3)CT扫描数据质量符合三维重建要求。排除标准：(1)不伴有外踝骨折的单纯后踝骨折；(2)开放性骨折；(3)合并有其他损伤；(4)双侧踝关节骨折。
按照以上标准选取同济大学附属同济医院2012年1月—2017年3月收治的70例Lauge-Hansen旋后外旋型Ⅲ/Ⅳ度踝关节骨折患者，纳入其CT扫描数据及临床资料进行回顾性分析。其中男26例、女44例，年龄18～79岁；右侧39例，左侧31例。
首先，将骨折患者的医学数字成像和通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)数据导入图像处理软件Mimics 16.0(Materialise NV)，通过去除工具将距骨和腓骨的图像删除，仅保留胫骨，进行骨结构的三维重建，得出单纯胫骨的三维立体图像；然后在Mimics 16.0中对骨折块进行虚拟复位(图1)。
然后，将1名健康成年男子(志愿者，32岁，已签署知情同意术)的踝关节DICOM数据导入Mimics 16.0，同法去除距骨和腓骨的图像信息，进行三维立体重建，得出正常胫骨远端骨结构三维立体图像。将此三维图像和70例中复位好的1例患者后踝骨折三维图像导入3-Matic软件。以健康成年男子的图像为标准视图进行配准，即通过调整后踝骨折的三维图像大小，与标准图像完全重合(2A)；配准后将后踝骨折块的三维立体骨折线标识于健康成年男子的"标准"三维图像中，标记为患者1(2B)。剩余69例患者均重复此操作，将所有三维立体的后踝骨折线绘制于同一张"标准"三维立体图像中(2C、2D)。最后，通过E-3D数字医学平台(中南大学),将绘制有70例后踝骨折线的标准化视图转化为热图。转化依据为后踝骨折线以及骨折面在三维立体各个位置出现的频次。
对于骨折线的三维热图：在标准底部视角观察后踝骨折线进入关节面的位置，其位置描述为其与后缘切线的距离(a)和前后径(c)的比例。在标准底部视角观察后踝骨折线穿出关节面的位置，其位置描述为其与外缘切线的距离(b)和左右径(d)的比例。见图3。
注：a为后踝骨折线与后缘切线的距离；b为后踝骨折线与外缘切线的距离；c为前后径；d为左右径；e为后踝骨折线；f为外缘切线；g为后缘切线
对于骨折面的三维热图：在标准底部视角观察后踝骨折块与胫骨远端关节面的位置关系，其位置描述为其宽度和前后径的比例。在标准内外侧视角观察后踝骨块与胫骨内外侧面的位置关系，其位置描述为其宽度和前后径的比例。
最终观察后踝骨折线的三维分布情况，了解骨折线立体分布的集中趋势，找到在标准底部视角后踝骨折线最集中区域。观察后踝骨折块在胫骨远端底部、后侧以及内外侧的分布情况，找到在标准底部和内外侧视角后踝骨折块出现最集中区域。
后踝关节面骨折线变化各异，但大部分骨折线仍集中于一条弧形带状区域。最终展示图像为标准后侧视角、标准底部视角、标准内侧视角和标准外侧视角。在标准图像中沿热图的上下左右边缘做4条平行于边框的切线，带状区域起始于距离后缘切线1/7～2/7的位置，而结束于距离外缘切线5/11～7/11的位置(图4)。后踝骨折块关节面占胫骨远端总关节面面积的比例平均为14.96%(范围为2.23%～38.45%)。立体骨折块出现频率最高的区域位于在标准底部视角后侧的2/11，在标准内侧视角后侧的1/9，标准外侧视角后侧的1/11(图5)。
踝关节骨折为一种常见的损伤类型，每年每10万人中约有150人发生此类骨折[4]。而在手术治疗的踝关节骨折患者中，合并后踝骨折的病例则占到50%左右[5]。有研究表明，伴有后踝骨折的三踝骨折比单纯内外双踝骨折的预后要差[6],且后踝骨折的复位情况会直接影响下胫腓联合的复位程度[7]。早在1932年，Henderson就对后踝骨折进行了描述。从那以后，关于此类损伤的处理和治疗就一直争论不休，各种生物力学和临床实验的结果也不尽相同。
踝关节是由3块骨性结构组成的复合体，包括距骨顶、胫骨穹隆和腓骨远端。踝关节为鞍状结构，稳定性由骨骼和韧带共同承担。胫距关节不规则、复杂的几何形态以及动态、静态稳定结构，均会对关节面力的负载产生影响。后踝也称胫骨远端后结节，有增大胫距关节接触面积、降低胫距关节单位面积压力的作用。踝关节后侧稳定性的破坏主要源于2种损伤机制：扭转暴力和垂直暴力。任何踝关节面几何结构异常都会影响关节运动。由于后踝处骨小梁呈纵向排列，受力后易致骨小梁劈裂，故骨折面常与胫骨纵轴平行。后踝骨折对于关节稳定和接触压力的影响，已在既往很多研究中得到证实。
X线平片是认识和识别后踝骨折最基本的影像学检查，但众多研究已经证实，在辨识骨折块大小和形态方面，其评判结果准确性欠佳[8,9]。其原因可能是多方面的：骨折类型变异较大，边缘嵌插压缩，X线投照方向与骨折面不平行等。直到CT的普及和应用，使我们对于后踝骨折的认识又进一步加深。Haraguchi等[10]基于CT断层扫描对后踝骨折进行了描述和分型：Ⅰ型为后外斜形；Ⅱ型为内侧延伸型；Ⅲ型为小壳型(小片剥脱型)。而后，Bartoíˇcnicek和Rammelt等[11,12]又根据三维立体重建的结果，对后踝骨折进一步归纳分型：1型为切迹外骨折，2型为后外侧骨折，3型为后踝两部分骨折，4型为后外侧大三角形骨折，5型为不规则的骨质疏松骨折。在本研究中，HaraguchiⅠ型53例、Ⅱ型4例、Ⅲ型13例；Bartonicek-Rammelt分型1型13例、2型39例、3型4例、4型13例、5型1例。目前，已有很多研究支持针对伴有后踝骨折的踝关节骨折应常规进行CT检查[9,13]。CT检查可以提高诊断的准确性，甚至可以改变44%的伴有后踝骨折的踝关节骨折患者基于X线的术前设计[14,15]。后踝骨折块的真实大小和形态的判断，对术前计划的制定和预后会产生很大影响[6]。如今很多医院已经配备了医学影像存档与通讯系统(picture archiving and communication systems, PACS)，可以从不同层面观察骨折情况，但是由于距骨顶形态似穹隆，断层扫描很难直观得到后踝骨折线在关节面的走行，加上距骨阻挡视线，导致无法对后踝骨折块进行直接的多维观察。因此，笔者通过去除腓骨和距骨后的多维直观观察，研究后踝骨折的损伤特点。
本研究中，笔者所采用的骨折线三维热图分析的方法，借鉴了Cole等[16,17]的研究方法，并进行了改良，最终应用于70例发生后踝骨折的旋后外旋型损伤病例中，从而进一步加深对于此类骨折的理解和认识。本研究主要为描述性研究(定性)，结合了关节面骨折面积的定量分析，最终发现：大部分后踝骨折线集中于一条弧形带状区域，带状区域始于距离后缘切线1/7～2/7的位置，而止于距离外缘切线5/11～7/11的位置；后踝骨折块关节面占胫骨远端关节面总面积的比例平均为14.96%(2.23%～38.45%)；立体骨折块出现频率最高的区域位于标准底部视角后侧的2/11、标准内侧面视角后侧的1/9、标准外侧视角后侧的1/11。通过对后踝骨折线的热图分析，可对后踝骨折块的形态和定位做细致描述和归类，有助于更好地制定术前计划并选择合适的内植物固定骨折块，稳定踝关节。
踝关节骨折后，其对位对线和稳定性的恢复对于预后非常关键。有生物力学研究已经证实，后踝对于胫距关节负载传递和限制后侧脱位起到至关重要的作用[18,19]。内固定不充分不牢固，可能会造成复位丢失，或者后期踝穴压力增高[20]。同时，后踝是后侧下胫腓韧带的止点；后踝骨折的良好复位和稳定的固定会有助于下胫腓联合的复位和稳定[21]。已有生物力学及有限元实验证实，对于涉及关节面30%、40%和50%的后踝骨折，支撑钢板均可以获得比拉力螺钉更好的稳定性[22,23]。同样，在一项后踝骨折回顾性临床研究中，对比应用拉力螺钉治疗的患者，应用钢板治疗的患者在随访中获得了更好的功能评分，但在复位的质量和牢固程度方面，未发现明显差异[24]。然而，对于后踝的支撑钢板和拉力螺钉固定，也有临床实验得出了无论复位固定情况和随访功能评分都无显著差异的结果[25]。
从本研究结果来看，后踝骨折的形态变异较大，故术前CT检查对于骨块大小、粉碎程度、关节面情况、下胫腓关节情况的评估至关重要。既往，对于关节面骨折超过25%～33%者被认为是手术治疗后踝骨折的指征[2,3]。现在的观点认为，骨折块的大小不再是决定手术方案的唯一因素，还要充分考虑恢复关节的对位对线、恢复关节面的平整、纠正关节压缩和塌陷、纠正距骨移位、恢复下胫腓联合的稳定性等[26]。对于边缘型的切迹外后踝骨折，一般采用保守治疗的方法[12]。对于后外侧切迹内后踝骨折，两部分后踝骨折，以及大块的三角形后踝骨折，均建议采取切开解剖复位的手术方法治疗。术者需熟悉后内及后外侧入路，以及直接和间接复位后踝骨折的方法。根据立体骨折块出现频率的区域分布提示，由后向前固定更为可靠，而由前向后固定往往会因螺纹不能完全跨过骨折线，导致无法形成加压和可靠固定(图6)。对于较小的骨块，可采用拉力螺钉；而针对较大的骨块，则钢板固定更为合适，同时应注意，在保证复位质量和牢靠固定的前提下，钢板的选择应尽量轻薄，从而最大限度地避免对后侧肌肉肌腱的刺激。分析骨折线分布情况并结合骨折块立体形态，可见较多骨折及移位出现在
长屈肌腱沟的外侧缘，手术复位过程中的剥离显露往往发生腱鞘损伤或肌肉损伤粘连。因此，对后踝骨折的复位固定，有较大可能出现后期
趾的"勒马缰"畸形，需要术中的软组织保护及术后的早期功能锻炼，减少肌腱粘连。
本研究的不足之处：首先，本研究的病例数较少，未进行亚型的研究和分析；其次，本研究为描述和定量相结合的研究，评估的结果存在一定主观性。但笔者认为，本研究得出的热图可以为临床和基础工作提供一定的有价值信息，也进一步完善了对于后踝骨折的基本认识。
总之，后踝骨折的位置变异较大，但大部分骨折块仍位于后外侧，即主要为HaraguchiⅠ型或Bartonicek-Rammelt 2型骨折。对于后踝骨折的线-面-三维研究有助于手术计划的制定，损伤机制的探索，以及为生物力学或有限元建模提供理论依据。
