MSCT聯(lián)合血清免疫炎性因子在骨折不愈合診斷中的應(yīng)用

劉鹿鋒， 王 猛

1. 西北政法大學體育部， 陜西 西安 710100； 2. 西安交通大學第一附屬醫(yī)院， 陜西 西安 710061

膝關(guān)節(jié)損傷為運動損傷常見類型，包括骨質(zhì)改變、半月板及韌帶損傷等類型，臨床主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腫脹、疼痛及功能障礙等，患者通常存在不同程度活動受限情況[1,2]。膝關(guān)節(jié)作為支撐人體壓力的重要部位，損傷后極易引起骨折[3,4]，故快速準確診斷膝關(guān)節(jié)損傷后骨折，評估骨折愈合情況，對制定最佳治療方案尤為關(guān)鍵。多層螺旋CT(MSCT)可通過螺旋式容積掃描，三維顯示圖像，較為完整清晰地顯示骨折部位、形態(tài)等情況，明確骨關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)及細微損傷，對膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷診斷質(zhì)量提高具有重要意義[5,6]。有研究指出，CT定量測量骨折局部形態(tài)學參數(shù)與骨量參數(shù)，可評價骨折愈合進程[7]。另有研究指出，血清免疫炎性因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)、IL-1β在骨吸收及骨質(zhì)破壞中發(fā)揮重要作用[8,9]。本研究分析MSCT聯(lián)合血清免疫炎性因子在骨折不愈合診斷中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年5月至2022年4月西安交通大學第一附屬醫(yī)院82例疑似膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者，其中，男37例、女45例；年齡16～25歲，平均(20.52±2.04)歲；體質(zhì)量指數(shù)(BMI)20～24 kg/m2，平均(22.12±0.78)kg/m2；受傷至就診時間2～24 h，平均(12.06±2.67)h；受傷至手術(shù)時間1～7 d，平均(3.20±0.54)d。納入標準：年齡16～25歲；均為體操運動員；膝關(guān)節(jié)損傷史明確，X線片確診膝關(guān)節(jié)損傷；高度懷疑骨折，受傷至手術(shù)時間≤7 d；患者知情同意；相關(guān)資料詳細完整。排除標準：無明確外傷史；伴有血液或免疫功能障礙者；合并重要器官功能不全者；精神異?；蛏窠?jīng)功能障礙者；既往膝關(guān)節(jié)骨折者；妊娠期、哺乳期女性。

1.2 方法

MSCT檢查：受檢者均于入院2 h之內(nèi)進行X線檢查，采用銳柯CARESTREAM DRX-Evolution X線機檢查，常規(guī)拍攝膝關(guān)節(jié)正側(cè)位，電壓150 kV，電流5 mA；X線檢查完成后，24 h內(nèi)進行MSCT檢查，采用德國SIEMENS 16層螺旋CT掃描儀，患者平躺，雙腿伸直，足先進，自股骨踝上3 cm至脛骨踝下3 cm掃描，參數(shù)設(shè)置：電流100 mA，電壓120 kV，層厚3 mm，螺距0.8，準直16 mm×0.6 mm，掃描時間5 s。將掃描數(shù)據(jù)上傳至后處理工作站，進行冠狀面、矢狀面多面重建，并進行三維重建；術(shù)后第12周進行定量CT掃描，掃描骨折患處同時掃描標準骨模，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)計算骨密度(BMD)、骨折端為中心遠近1 cm測量區(qū)域的橫截面積(CSA)、截面慣性矩(CSMI)及橫截面積力學強度指數(shù)(BSICSA)、截面慣性矩力學強度指數(shù)(BSICSMI)。

血清學檢查：術(shù)后第12周抽取5 mL空腹肘靜脈血，離心速度3500 r/min，離心半徑16.5 cm，離心10 min后，分離血清待檢；采用日立7600全自動生化分析儀,以深圳晶美生物工程有限公司提供酶聯(lián)免疫吸附法測定血清TNF-α、IL-6、IL-1β(粵深械備20220975號)水平，操作嚴格遵循儀器及試劑盒說明書進行。

愈合的判定標準：X線片顯示骨折線消失，且皮質(zhì)連續(xù)、損傷處僅殘留少量不規(guī)則骨痂，癥狀、體征消失，本研究根據(jù)該標準判定膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者的愈合及未愈合[10]。

1.3 統(tǒng)計學方法

2 結(jié)果

2.1 MSCT、X線對膝關(guān)節(jié)損傷后骨折的診斷效能

82例疑似膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者經(jīng)手術(shù)結(jié)果證實，有67例骨折、15例非骨折。MSCT診斷靈敏度及準確度均高于X線(P<0.05)，MSCT診斷特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值與X線比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1、表2。

表1 MSCT、X線診斷結(jié)果

表2 MSCT、X線對膝關(guān)節(jié)損傷后骨折的診斷效能

2.2 MSCT診斷與手術(shù)結(jié)果的一致性分析

手術(shù)確診的67例膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者中，脛骨平臺骨折27例，髕骨骨折23例，股骨踝骨折17例(表3),一致性檢驗結(jié)果顯示：MSCT診斷膝關(guān)節(jié)損傷后骨折類型與手術(shù)結(jié)果的Kappa值為0.901(95%CI：0.776～1.027)，符合率為92.68%。

表3 MSCT診斷與手術(shù)病結(jié)果的一致性分析

2.3 骨折愈合與未愈合患者MSCT定量參數(shù)與血清免疫炎性因子比較

67例膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者中，愈合47例，未愈合20例。骨折愈合患者BMD、BSICSA、BSICSMI高于骨折未愈合患者，血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平低于骨折未愈合患者(P<0.05)。見表4。

表4 骨折愈合與未愈合患者MSCT定量參數(shù)與血清免疫炎性因子

2.4 MSCT定量參數(shù)與血清免疫炎性因子的相關(guān)性分析

膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者BMD、BSICSA、BSICSMI與血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平呈負相關(guān)(P<0.05)。見表5。

表5 MSCT定量參數(shù)與血清免疫炎性因子的相關(guān)性分析

2.5 MSCT定量參數(shù)、血清免疫炎性因子對骨折不愈合評估價值

以骨折不愈合為陽性樣本，骨折愈合為陰性樣本，ROC曲線結(jié)果顯示，BMD、BSICSA、BSICSMI、TNF-α、IL-6、IL-1β評估骨折不愈合的曲線下面積(AUC)分別為0.736、0.774、0.735、0.777、0.716、0.754，截斷值分別為25.93、70.74、73.13、31.22 ng/L、23.97 pg/mL、220.03 pg/mL。六項聯(lián)合評估骨折不愈合的AUC為0.908，優(yōu)于各指標單獨評估。見圖1。

圖1 MSCT定量參數(shù)、血清免疫炎性因子評估骨折不愈合的ROC曲線

3 討論

膝關(guān)節(jié)作為人體最易損傷關(guān)節(jié)之一，由多個組織共同組成，其中包括脛骨、髕骨、股骨及韌帶等，體操運動員運動過程中因技術(shù)動作錯誤、準備活動足、訓練負荷安排不合理、缺乏醫(yī)務(wù)監(jiān)督等原因，極易出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)損傷，甚至骨折，嚴重影響其日常生活工作[11-13]，因此，盡早診斷并實施治療尤為關(guān)鍵。

組成膝關(guān)節(jié)的脛骨、髕骨及股骨與其關(guān)節(jié)囊周圍軟組織間差異顯著，通過X線檢查也具有一定臨床效果。目前，X線檢查仍為臨床應(yīng)用最多的診斷方式，其可短時間內(nèi)成像，且費用相對較低，在進行骨折疾病診斷時通常首選X線檢查，但其僅可提供平面圖像，無法直觀觀察膝關(guān)節(jié)損傷情況，極易造成誤診及漏診，尤其是對于無明顯移位的骨折部位而言，X線檢查通常無法觀察到，臨床應(yīng)用具有一定局限性[14,15]。近年來，隨著醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展，膝關(guān)節(jié)損傷后骨折疾病診斷不再僅僅局限于對骨折處及其脫位情況的檢查，還需確認關(guān)節(jié)脫位方向及骨折斷端，有助于更加準確判定疾病損傷類型，為臨床制定合理有效的治療方案提供參考依據(jù)。MSCT于軸位掃描后，進行圖像重建，通過調(diào)節(jié)窗外、窗寬，組織結(jié)構(gòu)細微改變得以清晰顯示，其可進一步縮短掃描時間，有望取代X線檢查，成為臨床首選影像學檢查方法[16,17]。本研究中MSCT診斷靈敏度、特異度明顯高于X線，提示MSCT診斷效能更高。MSCT可進行多層面重建，構(gòu)成三維模型，并將模型沿矢狀面、冠狀面或任一平面甚至曲面斷開形式形成新的斷層圖像，反映骨皮質(zhì)、骨密度及骨小梁改變較為清晰、直觀，同時還可實現(xiàn)三維立體顯示，更為清晰地觀察膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)，有利于骨折定位，有助于隱匿性骨折檢查。

骨折愈合是創(chuàng)傷后骨結(jié)構(gòu)、組織及功能恢復(fù)的過程，精確評估骨折愈合，避免影響骨折愈合因素尤為關(guān)鍵。骨折愈合過程中伴隨骨密度及骨量變化，故BMD動態(tài)變化可作為判定骨折愈合的參數(shù)[18]。此外，骨折愈合不僅恢復(fù)原有組織結(jié)構(gòu)，還包括生物力學功能的恢復(fù)，研究證實，骨力學強度特性重構(gòu)與骨骼生長發(fā)育過程中生物力學強度上升過程一致。另有研究指出，由定量CT測量獲得BMD衍生出的BSICSA、BSICSMI可較為精確地反映骨骼生物力學強度變化，且三者用于評價骨折愈合具有較高靈敏性及準確性[19]，本研究中骨折愈合患者BMD、BSICSA、BSICSMI均高于骨折未愈合患者，證實了上述觀點。此外，骨折愈合患者血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平均低于骨折未愈合患者，提示TNF-α、IL-6、IL-1β可能參與骨折愈合過程。骨折愈合過程伴隨復(fù)雜而精細的生物學調(diào)節(jié)，IL-1β作為介導機體炎癥過程的多功能因子，可誘導IL-6大量釋放，對破骨細胞形成具有促進作用，參與骨質(zhì)吸收過程；TNF-α作為一種免疫炎性因子，可作用于免疫細胞引起組織破壞及骨吸收。相關(guān)性分析可知，膝關(guān)節(jié)損傷后骨折患者MSCT定量參數(shù)BMD、BSICSA、BSICSMI與血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平呈負相關(guān)，提示骨折愈合過程中，骨吸收減少，TNF-α、IL-6、IL-1β釋放隨之下降，促進骨折愈合，骨骼生物力學強度明顯增加。ROC曲線顯示BMD、BSICSA、BSICSMI、TNF-α、IL-6、IL-1β均可用于評價骨折愈合，尤其是各指標聯(lián)合評價，效能更高，可能是由于聯(lián)合評價從骨密度、骨骼生物力學強度及血清學層面共同分析，可協(xié)同補充，進一步提高評估效能。

綜上所述，MSCT診斷膝關(guān)節(jié)損傷后骨折效能較高，且MSCT定量參數(shù)與血清免疫炎性因子有相關(guān)性，MSCT聯(lián)合血清免疫炎性因子可有效診斷骨折不愈合。但本研究樣本量較小，有待臨床擴大樣本量，作進一步證實。