负重 CT 是一种新型锥形束 CT 扫描仪，患者在双足站立的自然状态下进行检查，可客观反映负重时足踝部骨性结构形态及力线变化，具有辐射剂量小、扫描速度快等优势。因不同于以往负重 X 线片的 2D 成像方式，近期研究对负重 CT 的 3D 数据中评价、诊断足踝疾病的新方法提供了思路。本文就现有负重 CT 在足踝部疾病诊疗的应用研究作一综述。
既往在足踝疾病的诊疗中，因负重位 X 线可较为客观地显示生理情况下足踝部的力线、结构的稳定性而得到广泛应用。但足踝部骨骼解剖结构复杂，X 线片存在骨骼重叠、投照位置及方法偏差、肢体旋转等局限。而术前准确评价患足力线、旋转，对于治疗方案的选择及其预后有重要意义。CT 扫描能够清晰显示足部骨性结构，但临床常规CT 检查足踝部并没有应力，并不能客观显示足踝部处于站立、负重应力下的实际状态。因此，站立负重状态下的 CT 检查技术实现了真正意义上的功能检查，可直接观察足踝关节在站立状态下的表现及骨关节对应关系的细微变化。
足踝负重 CT（PedCAT） 是一种新型 Mini PedCAT足踝部锥形束CT 扫描仪，采用锥形束技术， 具有辐射剂量小（相当于常规医疗 CT 的 10%）、扫描速度快等优势。最重要的是该设备可在承重状态下进行双侧足部和踝关节的 3D 成像以及图像重建，弥补了传统 CT 在仰卧位，即非负重时无法模拟足部日常运动中形态结构的缺陷，可早期、准确定位患者病变。单次扫描仅需 20 秒，3 分钟内即可看到全部 3D 数据，还可查看多种可调整平面（包括径向、轴向、冠状平面）中的无阻挡切割平面。有效提高了对足踝部创伤、拇外翻、跖骨痛及平足症等相关疾病的诊疗效率。本文就现有负重 CT 对于部分足踝部疾病的诊断、病因及手术方案的应用研究作一综述。
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拇外翻
拇外翻的重要表现为第1 跖骨旋前、内收畸形，第 1 近节趾骨外翻。临床查体中我们常会发现， 这种畸形在负重时会更为明显。因此拇外翻术前需完善足的负重位影像学检查以评价畸形程度。
Collan 等单足负重 CT 对拇外翻的检查显示，拇外翻患者较对照组存在显著的第 1 跖骨旋前改变； 但在检查中，患者身体前屈并单足负重，重心存在明显偏移动，可能仍不是理想的负重检查方式。
此外，在维持第 1 跖骨稳定的结构中，籽骨也发挥着重要作用。在拇外翻发生发展中，由于跖趾韧带牵拉，而籽骨位置相对固定，跖骨旋转时常伴有跖籽关节脱位。有学者认为，籽骨的复位与术后疼痛及拇趾功能等预后因素显著相关，复位脱位或半脱位的籽骨是矫正拇外翻手术中的必要操作。为评价籽骨脱位程度，Hardy 和Clapham 提出对足正位X 线片胫侧籽骨位置的七分法。但由于跖骨旋转的存在，该方法并不能客观反映跖骨与籽骨间的相对关系。因此，结合 Smith在籽骨轴位上对胫侧籽骨的 4 分法，Kim 等提出在 CT 下的四分法可以更准确地评价第 1 跖骨的旋转及跖籽关系，该方法将拇外翻分为无旋转或脱位、单纯跖骨旋前、单纯籽骨脱位、跖骨旋前合并脱位四类。Kim 等通过半负重 CT 对 166 足拇外翻进行分析，发现 87.3% 的拇外翻患者存在跖骨旋前，其中 25.9% 为单纯跖骨旋前，且单纯跖骨旋前的患足正位片胫侧籽骨位置的七分法分度较高（>5°），也进一步证实了 X 线片上假性籽骨脱位的存在。负重 CT 下进行籽骨脱位观察更为准确，但是在三维空间中如何定义测量的标准参考线，需要进一步研究。
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拇僵硬
拇僵硬是第 1 跖趾关节退行性病变，以疼痛、背伸活动受限及关节背侧骨赘形成为主要表现， 是第 1 跖趾关节第二常见的病变。拇僵硬造成跖趾关节的背伸活动受限，引发患者在行走时趾的拇僵硬感，推进时产生关节区疼痛，发病有时较为隐匿，常与拇外翻相混淆。目前对于拇僵硬的认识还比较有限，对于病因是否存在第 1 跖骨过长和抬高、手术是否需要改变跖骨长度和高度等均存在争论。
多位学者认为，第 1 跖骨抬高是第 1 跖趾关节炎发展中的继发表现，甚至代偿机制。Meyer 等对120 例患者的随机对照研究显示，拇僵硬与第 1 跖骨抬高间不存在显著相关性；另一项对 180 例患足 X 线第 1 跖骨高度横断面的研究也得出类似结论。此外，第 1 跖骨过长同样可能是拇僵硬的原因之一，其通过限制第 1 跖骨跖曲，并增加跖趾关节间压力促进拇僵硬的发生发展。Munuera 的研究中虽然显示拇僵硬患者存在第 1 跖骨过长的趋势，但与对照组相比不存在统计学意义上的差异，而 Zgonis 等的报道显示拇僵硬患者第1 跖骨长度较对照组短缩。
既往研究均采用足负重位 X 线在 2D 平面评价第 1 跖骨的高度及与外侧跖骨的关系。如上所述，X 线片由于跖骨重叠、投射角度和距离等问题， 测量结果可能存在偏差。而负重 CT 的出现，使在3D 下准确客观评价跖骨力线、长度成为可能。近期，Cheung 及 Myerson 等首次应用负重 CT 证实拇僵硬患者存在第 1 跖骨抬高，且抬高与功能受限显著相关。但是对于三维测量方法目前缺少规范性，需要更多负重 CT 下大样本的对照研究。除了样本量，还需要医生改良目前对骨性结构的二维化认知，针对三维结构测量进行几何学分析； 断面的测量与判断需要新的测量标准和方法。只有完善这些方法，才能了解拇僵硬发生发展中跖骨位置变化。此外，负重 CT 可以一次扫描全足， 临床医生在分析前、中、后足畸形相关性时，有了更为可靠的基本资料。
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扁平足
平足畸形是一种以正常足弓缺失为主要表现的常见疾病。多数情况下，轻中度扁平足没有不适症状，但随病情进展可表现出疼痛及活动受限。根据临床查体，扁平足又可被分为僵硬性及柔软性。僵硬性畸形可能是由于合并跗骨联合、关节炎、严重软组织挛缩等导致。对于柔软性扁平足的治疗方案较广泛，视患者不同情况选择定制支具及鞋等非手术治疗，或跟骨截骨、软组织重建甚至关节融合等手术。术前仔细查体及客观的影像学检查有助于选择合适的治疗方式并延缓病情进展。我们常通过足的负重正侧位 X 线片甚至模拟负重 CT，以评估在负重状态下足弓的塌陷程度。
Ferri 等早期通过模拟负重 CT（50% 负重） 评价扁平足与正常足的舟骨下皮肤厚度、前足弓角及距下关节半脱位的变化，证实负重可导致足部骨性、软组织结构变化，且有助于对扁平足合并距下关节半脱位的诊断。Cody 等对 45 例Ⅱ 期成人获得性平足症的负重 CT 研究显示，距骨先天形态可能与其发病相关，患足距骨上下关节面夹角较对照组显著增大，且与负重侧位片上所见的足弓改变相关。
扁平足的形成机理及治疗复杂多样，随病情进展可出现后足外翻、内侧序列不稳定、前足外展甚至踝关节外翻等改变。目前在双足负重 CT 下对扁平足的研究仍较少，我们相信随着这一新技术的广泛应用，可以在负重状态下对平足畸形中各关节在三维平面上的病理解剖改变进行更为准确的分析，通过三维测量可以发现足部旋转改变， 这与目前认识中关节脱位相结合，可以引发新的手术设计或改良手术方式，将显著改善临床对扁平足的诊断及治疗方案的制定。
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后足力线异常
后足力线是足踝部疾病诊疗的重要参数。通常， 除结合查体外，需进一步行负重位 X 线检查。跟骨长轴位和 Saltzman 位是术前评估后足内外翻畸形最常用的两种方式。既往研究结果证实，在观察者间长轴位较 Saltzman 位有更好的一致性和可靠性 。但其结果的准确性可能被二维图像下存在的被检者下肢旋转、骨质重叠、跟骨形态变异等问题影响 。负重 CT 为在三维下准确客观评价足部解剖结构提供了可能。现有研究已证实，在X 线、传统CT 及负重CT 下测量的足部力线存在差异， 负重 CT 才能真实反映足部结构情况。负重 CT 提供的三维重建可同时模拟标准体位的传统X 线， 以消除由下肢旋转等带来的测量误差。
Hirschmann 及 Burssens 均曾提出负重 CT 测量后足力线的新方法，并进一步证实其有效性。
Burssens 对 30 例后足外翻、30 例内翻的患者行跟骨长轴位片及负重 CT 检查，并在负重 CT 中定义胫距关节面中点及跟骨最下方负重点连线为后足力线，在进一步对两种测量方法的组间相关系数比较中，负重 CT 的新方法具有显著优势（ICC>
0.8）；Hirschmann 在对比负重与非负重 CT 中对胫骨跟骨、腓骨跟骨及跟距骨间距离的测量中， 发现负重下后足骨间结构存在明显改变，进一步证实了负重 CT 对反映生理状态下足部结构的重要意义。现有的多种测量方法均通过截取负重 CT 图像的部分层面，并对图像中的角度或距离进行评价。换言之，我们目前对于三维数据的测量，仍局限在二维的方法中，这也必将限制对足部结构在三维空间变化的解读。
近期，Lintz 等提出的负重 CT 中测量Foot Ankle Offset（FAO）值很好地解决了上述问题；FAO 是一种全新的三维测量方法，基于足部的三脚架结构，通过标记踝关节中心，第 1、5 跖骨远端与跟骨负重点的空间坐标及进一步计算得到。在评估中纳入前足的相关数据，有助于了解前足对后足力线的影响。Lintz 的研究已经初步证实该方法在观察者内及观察者间的可靠性，并可有效区分正常、内翻及外翻患足。大样本对照研究将有助于进一步提供 FAO 的正常参考值，未来还将会出现更多三维测量方法间的比较。除对后足内外翻的研究外，Kim 等通过单足负重 CT 分析了 96例内翻性踝关节炎患者的距骨旋转情况，通过计算距骨旋转率，证实在内翻性踝关节炎中，45% 的患者存在距骨内旋，且距骨内旋的发生随关节炎严重程度升高。
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总结
负重 CT 自 2017 年 7 月于北京同仁医院足踝外科中心装机测试并投入使用以来，已为数百名足踝疾病患者进行检查。我们在临床的应用显示， 该设备在足踝部疾病的诊疗方面表现优秀，可替代传统 CT。虽然曾有多位学者试图应用传统 CT， 在患者卧位时对足底施加轴向应力，应力的大小约为体质量的 10% ～ 50%，以试图获得模拟负重位的 CT 扫描。但这种半负重方式可能存在对半脱位或较小的力线偏斜的假阴性结果。而Yoshioka 和 Kido 等自制的模拟全负重装置通过固定膝于屈曲位对足部进行加压，由于检查中腓肠肌处于松弛状态，无法客观反映生理状态下的足部力线。
负重 CT 可为足踝外科医师提供真正的 3D 负重图像，有助于了解患足结构的生物力学变化。此外，由于负重 CT 所具备的扫描速度快、费用低廉及低辐射剂量等优势，有助于其在足踝部疾病床诊疗中的广泛应用。未来也将有更多应用负重CT 下对足踝疾病发生发展机制的探索，为优化诊疗方案，甚至弥补国际相关学术领域的空白提供思路。
【参考文献】：略
本文来源：《足踝外科电子杂志》2017年6月第4卷第2期
本文作者：张树，王智，张建中 首都医科大学附属北京同仁医院骨科
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