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分析研究三角骨微结构的解剖学

2020-07-11 306 上传者：管理员

摘要：目的通过对三角骨微血管的灌注及观察，明确三角骨滋养孔的位置分布、骨内血管的走形，同时对三角骨微结构进行进一步分析。方法利用明胶粉末和Pb3O4的混合灌注液，对12例标本进行灌注，灌注成功后通过Micro-CT进行扫描，将数据导入Mimics软件进行三维血管的重建，对三角骨滋养孔的分布、骨内血管的走形、血管直径及骨微结构进行测量及分析。结果三角骨近端掌侧、体部尺背侧以及远端背侧可见较恒定的滋养孔，其中近端掌侧为(1.42±0.51)支，体部尺背侧为(1.58±0.51)支，远端背侧为(3.25±0.87)支；近端掌侧的滋养孔直径较粗为(0.52±0.07) mm，其余依次为(0.48±0.11) mm及(0.48±0.12) mm；近端掌侧、体部尺背侧及远端背侧滋养孔直径两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)。三角骨近端掌侧的滋养血管向骨内的延续较深，维持一定骨内直径的同时与三角骨长轴平行；三角骨远端背侧的滋养血管较多，但延续入骨内的血管短浅。结论 (1)三角骨近端掌侧、体部尺背侧以及远端背侧有恒定的滋养孔及滋养血管存在；(2)近端掌侧的滋养血管为三角骨的主要血供来源，其次是体部尺背侧的滋养血管；(3)三角骨背侧骨小梁的稀疏与背侧撕脱性骨折可能有相关性，但有待进一步验证。

关键词：
Micro-CT
三角骨
微结构
血管灌注
解剖学
骨外科
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三角骨是腕骨及腕关节的重要组成部分，临床上三角骨骨折时有发生，但目前对三角骨的骨折机制及治疗方案仍存有一定争议，笔者认为这与对三角骨的滋养血管分布、骨小梁构成等微结构的认识不足有关。随着医学影像学的发展，近年来，微计算机断层扫描(Micro-CT)得到了众多研究者的青睐，Micro-CT分辨率高达几个微米，具有良好的“显微”作用[1,2]。但到目前为止，对三角骨微结构进行研究的报道罕见。在本研究中，我们扫描多个正常的三角骨。利用Micro-CT技术对三角骨滋养孔分布、骨内血管走形及骨微结构进行了分析，以便更准确地描述三角骨的解剖结构特征，并为临床工作提供理论支持。

1、材料和方法

1.1试验标本、试剂及仪器

12例成人腕关节及手部标本(昆明医科大学解剖教研室提供，左、右侧各6例)、明胶粉末（Biofroxx公司，CAS:9000-70-8）、红色Pb3O4(天津市风船化学试剂科技有限公司，CAS:1314-41-6),Micro-CT(PerkinElmer，铂金埃尔默公司，美国)、Mimics 20.0软件（Materialise公司，比利时）。

1.2灌注前准备

所有标本均逐一进行X线透视，排除三角骨骨折、脱位、骨质缺失及肿瘤等情况。将5 g明胶于100ml 40℃蒸馏水中充分溶解后再与100 g氧化铅混匀[1,2]，搅拌均匀待其完全溶解，并置入40℃水浴保存。

1.3灌注方法

于前臂下段分别解剖出尺、桡动脉后标本置于37℃恒温水浴中，将灌注导管针置入尺动脉、桡动脉并固定，先后用肝素钠溶液（50 U/ml）、10%福尔马林溶液、肝素钠各50 ml分别进行灌洗，直到灌洗液清亮。将明胶-氧化铅溶液通过恒压注射器以130～140mmHg的压力先后通过尺、桡动脉注入，灌注时间控制在20 min左右，同时当静脉及小动脉有红色明胶-氧化铅溶液流出后逐一进行结扎，最后结扎尺、桡动脉后肢体脱离水浴锅，并于4℃冷藏保存24 h。

1.4 Micro-CT的扫描及数据处理

标本组织固定后，将整个三角骨切除，周围软组织尽可能剥离。所有标本均用Micro-CT扫描，（扫描参数：电压90 kV，电流160μA，层厚0.4 mm，扫描分辨率50μm，扫描时间120 s，共获取250层数据，扫描数据以Dicom格式文件保存，导入Mimics 20.0软件观察标本并重建灌注的血管。主要完成：（1）观察并记录血管、滋养孔的分布及走形，测量滋养血管的管径；（2）通过重建动脉和整个三角骨的三维模型，进而评价动脉、滋养孔及骨内血管的特点；（3）通过观察不同切面骨小梁的结构特点，对三角骨的微结构特征进行总结。

1.5统计分析

采用SPSS Statistics 17.0软件对数据进行统计学分析，定量数据用均数±标准差表示，三组比较采用单因素方差检验，显著性水平设为双侧α=0.05。

2、结果

2.1三角骨的滋养血管来源

通过Micro-CT扫描及Mimics 20.0软件对三角骨及其血管进行三维重建（图1），因腕部血管网互相交通，所以以不同血管网指定各滋养孔的血供来源。其中三角骨近端掌侧及体部尺背侧滋养血管均来源于尺动脉、骨间前动脉及尺动脉腕背支的血管网分支；远端背侧滋养血管则来源于骨间后动脉及其血管网。两血管网交通甚少。

图1三角骨及周围血管重建（左手）a：掌侧b：尺侧c：三角骨滋养血管网（尺侧）

近端掌侧、体部尺背侧以及远端背侧可见较恒定的滋养孔；在滋养孔的数量、直径以及向骨内血管延续的分布、类型上均有不同（图2），其中管径多以近端掌侧的直径较粗，滋养孔数量上则以远端背侧较丰富，其中近端掌侧骨内血管延伸较长，为主要的骨内血管，远端背侧有多个滋养孔，但延续至骨内血管的均短浅。

12例标本中滋养孔掌面近尺骨侧共有17个（平均1.42±0.51个），体部尺背侧有19个（平均1.58±0.51个），远端背侧总共有40个（平均3.25±0.87个）。三角骨详细的滋养孔孔径统计见表1。近端掌侧、体部尺背侧及远端背侧滋养孔直径比较差异无统计学意义（P=0.470）；近端掌侧与体部尺背侧滋养孔直径比较差异无统计学意义（P=0.228）；近端掌侧与远端背侧滋养孔直径比较差异无统计学意义（P=0.365）；体部尺背侧与及远端背侧滋养孔直径比较差异无统计学意义（P=0.612）。

图2三角骨的滋养孔分布（右手）a:背侧b:尺侧c:掌侧

表1 Mimics三维重建后三角骨滋养孔直径统计

2.3骨内血管

所有标本中三角骨的骨内动脉显影良好、结构清晰的有10个，显影稍差的有2个。其中有一些血管断流的信号，在多扫描位置联合确认无误后可视为相对完成的动脉，考虑为造影剂的充填不充分或血管栓塞等。结果显示三角骨骨内血管数量相对不多，且多为数条，多为掌、尺侧的滋养孔连续灌注而成，背侧罕见，冠状位上可见骨内血管基本垂直三角骨的长轴，且分支少。将所有标本的灌注图像调整为统一的角度及大小后，再将滋养血管的图像投影至一个三角骨中，进而得出血管分布的范围（图3）。

图3三角骨的骨内血管分布（右手）a:背侧b:尺侧c:掌侧

3、讨论

3.1三角骨滋养血管的分支走形及主要构成

结合本研究可发现，三角骨滋养孔较少，其中较恒定的滋养孔位于近端掌侧、体部尺背侧及远端背侧，其中近端掌侧垂直进入后基本平行于月骨侧关节面走行，有短粗的分支呈“Y”样分布，且骨内血管直径较粗；体部尺背侧进入骨内的血管后为沿三角骨长轴走行，且分支少，以上两条滋养孔在骨内有部分相交通，共同构成了三角骨骨内的主要血管网；远端背侧则形成分散的短浅滋养孔进入骨内，且与前两者基本不相通，不构成主要的骨内滋养血管网。

3.2三角骨骨小梁的结构特点

冠状位显示骨小梁于掌侧缘较紧密，逐渐向背侧延展后可见其垂直三角骨的长轴，靠近滋养孔出皮质骨明显减少，骨小梁减少并连续性降低，靠近背侧月骨侧可见骨小梁明显减少（图4）；矢状位显示背侧可见骨小梁由远端向近端平行，

但靠近背侧骨性凸起，肌腱附着处后骨小梁减少并不连续（图5）；断层扫描上可见骨小梁交错，连续性可，但背侧偏月骨的骨小梁仍明显减少并平行于骨性凸起的切线（图6）。

3.3三角骨骨折机制的思考

针对前述骨小梁结构的特点，对骨折机制进行了一些思考。腕部三角骨骨折以背侧撕脱性骨折、背侧骨折、体部骨折较常见，偶有掌侧骨折，目前认为，撕脱骨折或移位较小的骨折可保守石膏固定6周后开始康复锻炼，术后恢复效果较好[3,4]，但也有报道显示三角骨体部骨折骨不连及撕脱骨折遗留慢性尺侧疼痛的后遗症[5,6]。通过本研究可发现三角骨骨内血管垂直长轴，则体部骨折存在骨内血管断裂的可能性较大，骨折后并发移位很可能出现骨折不愈合，从而形成假关节；背侧撕脱性骨折常见于腕关节急剧极度背伸及旋转后出现，系腕关节背伸尺偏时尺骨茎突对三角骨的凿削样作用及附着韧带的牵拉引起[7,8]，但通过对骨微结构的研究发现三角骨背侧骨质为最薄弱处，可能为日常活动中应力刺激小，导致骨小梁生长不佳，导致背侧骨小梁较松散，且与背侧骨质凸起处的切线平行，则难以抵抗韧带撕脱或“凿子”样的应力，在此，笔者认为骨质受伤先后顺序的可能性较大，即在出现急剧背伸、旋转时三角骨背侧的骨质首先受到来自尺骨茎突、月骨及钩骨的联合挤压或凿削，由于背侧骨质不佳，应力集中于此，于是出现背侧的压缩性骨折，由于三角骨背侧浅层有桡背侧韧带，深层有腕骨背侧多条韧带附着，主要为腕骨间背侧韧带、舟三角背侧韧带及月三角韧带[9]，当极度背伸及旋转复位后，压缩的骨折片受到韧带的牵拉，从而出现了骨片的撕脱及移位，但具体机制需要通过进一步试验及临床病例证实。

图4三角骨冠状位的骨小梁情况

图5三角骨矢状位的骨小梁情况a：矢状位上近月骨侧骨小梁平行远近端b：靠近背侧缘骨小梁背侧较稀疏c：靠近尺侧后骨小梁交错紧密d:靠近尺侧边缘骨小梁稀疏

图6三角骨横断面的骨小梁情况

3.4研究结果的临床意义

三角骨体部的骨折势必导致骨内血管的损伤，其主要损伤体部尺背侧滋养血管，若骨折合并移位，骨内血管无法再贯穿，骨外及两端滋养血管血供不足，很容易出现骨不连的并发症，这类三角骨骨折保守后失败再次内固定的报道不在少数[5,6]，因此建议三角骨体部骨折的患者一期行内固定处理，同时内固定物不宜选择垂直骨折线贯穿骨质长轴的螺钉，而宜选择不破坏血运、跨过血运区域的体表固定物，如徐永清[10,11]等设计和使用的镍钛记忆合金两角固定器，它可以在不破坏原骨内血管网的情况下良好复位及固定骨折，因此从固定原理和适应症的选择上是比较合理的。

Micro-CT扫描已经广泛的运用于对小标本的血管分布研究[12,13]。Pb3O4则多用于微循环的灌注研究[14]。两者结合进行显微结构的研究已早有报道，本研究对三角骨的微结构及骨内血管进行了初步的研究及探讨，数据真实、可靠，但有一定局限性和不足。（1）由于灌注标本数量有限，所以结果有一定局限性，不能充分代表整体；（2）灌注材料、浓度及温度等在一定程度上影响滋养血管的终末微血管灌注；（3）灌注最适合的压力未明确，需要进一步研究。通过灌注技术的改进有望进一步提高灌注效果；最后，试验数据与临床数据关联结合不够，需要进一步收集病例验证其结论及实用性。

参考文献：

[1]楼新法，梅劲，Christopher R. Geddes，等.明胶-氧化铅血管造影术的优化[J].中国临床解剖学杂志, 2006, 24(2):259-262.

[9]孔维云,徐永清,王宇飞,等.镍钛记忆合金腕舟骨内固定器的研制及生物力学测试[J].中国修复重建外科杂志, 2008, 22(1):48-52.

[10]徐永清,李川,何晓清,等.记忆合金钉脚固定器治疗腕舟骨骨折[J].中华手外科杂志, 2014, 30(1):22-24.

[11]徐永清,钟世镇,徐达传,等.腕关节韧带的解剖学研究[J].创伤外科杂志, 2006,8(1):52-54.

袁礼波,徐永清,张旭林,罗浩天,许育健,赵万秋,吴欢.三角骨微结构的解剖学研究[J].中国临床解剖学杂志,2020,38(03):254-258+262.

基金: 2015年钟世镇院士工作站项目(2015IC030).