シンデスモチック足関節損傷の3次元変位検出における軸荷重と外部トルクの比較

Comparison of External Torque to Axial Loading in Detecting 3-Dimensional Displacement of Syndesmotic Ankle Injuries.

• Arne Burssens
• Nicola Krähenbühl
• Maxwell M Weinberg
• Amy L Lenz
• Charles L Saltzman
• Alexej Barg

抄録

背景:

現在の画像診断技術では、2次元測定値を用いて足関節の3次元変位を定量化しようとしているが、これは正確な診断を曖昧にする可能性がある。そこで、我々の目的は、荷重およびトルク下での足関節の3次元変位を重量負荷型コンピュータ断層撮影法(WBCT)を用いて測定し、従来の2次元測定値との関係を評価することであった。

BACKGROUND: Current imaging techniques try to quantify 3-dimensional displacement of syndesmotic ankle injuries using 2-dimensional measurements, which may obscure an exact diagnosis. Therefore, our aim was to determine 3-dimensional displacement of syndesmotic ankle injuries under load and torque using a weightbearing computed tomography (WBCT) and to assess the relation with previously established 2-dimensional measurements.

方法:

7つの対になった死体標本を放射線透過性のフレームに取り付けた。軸方向荷重（0kg, 85kg）と外部トルク（0, 10Nm）を組み合わせた異なるパターンの3次元モデルを生成するためにWBCTスキャンを取得した。無傷のシンジスモティック靭帯を含む足首、前下脛骨靭帯（AITFL；条件1A）、三角靭帯（DL；条件1B）、複合AITFL+DL（条件2）、およびAITFl+DL+骨膜間膜（条件3）の切片化を、順次撮像を繰り返した。基準となる解剖学的ランドマークを、変位を定量化するために、腓骨の無傷の位置に対して相対的に確立した。その後、得られた2次元および3次元測定値の間で相関分析を行った。

METHODS: Seven paired cadaver specimens were mounted into a radiolucent frame. WBCT scans were obtained to generate 3-dimensional models after different patterns of axial load (0 kg, 85 kg) combined with external torque (0, 10 Nm). Sequential imaging was repeated in ankles containing intact syndesmotic ligaments, sectioning of the anterior inferior tibiofibular ligament (AITFL; condition 1A), deltoid ligament (DL; condition 1B), combined AITFL+DL (condition 2), and AITFl+DL+interosseous membrane (condition 3). Reference anatomical landmarks were established relative to the intact position of the fibula to quantify displacement. A subsequent correlation analysis was performed between the obtained 2- and 3-dimensional measurements.

結果:

軸荷重は、無傷の足首に対して状態2では横方向の並進（平均=-0.9mm、95%信頼区間[CI]：1.3、-0.1）を有意に増加させたが（<0.05）、他の有意な変位は示さなかった。外力トルクは、腓骨の背側移動（＞0.05）を除いて、すべての方向で変位を有意に増加させた（＜0.05）。最も高い変位は、条件3で外力を加えたときに検出され、後進（平均= -3.1 mm; 95% CI: -4.8, -2.7）と外旋（平均= -4.7度; 95% CI: -5.6, -2.9）から構成されていた。2次元測定と3次元測定の間のピアソン相関係数は中程度であり、0.31から0.56（<0.05）の範囲であった。

RESULTS: Axial load increased lateral translation (mean = -0.9 mm, 95% confidence interval [CI]: 1.3, -0.1) significantly in condition 2 relative to the intact ankle ( < .05) but did not demonstrate other significant displacements. External torque increased displacement significantly in all directions ( < .05), except for dorsal translation of the fibula ( > .05). The highest displacement could be detected when external torque was applied in condition 3 and consisted of posterior translation (mean = -3.1 mm; 95% CI: -4.8, -2.7) and external rotation (mean = -4.7 degrees; 95% CI: -5.6, -2.9). Pearson correlation coefficients between the 2-dimensional and 3-dimensional measurements were moderate and ranged from 0.31 to 0.56 ( < .05).

結論:

足首の不安定性を検出する際には、軸荷重よりも外力トルクの方が優れていることが示されました。軸荷重は横方向への移動を増加させたが、トルクを加えるまではその差はミリ単位以下の大きさであった。以前に確立された2次元測定値との間には中程度の相関関係が認められた。

CONCLUSION: External torque demonstrated superiority over axial load in detecting syndesmotic ankle instability. Axial load increased lateral translation; however, differences were submillimeter in magnitude until torque was applied. A moderate correlation was found with previously established 2-dimensional measurements.

臨床的関連性:

臨床では、これらの所見は、足首のシンジスモチック損傷の検出を改善するために、現在の画像診断モダリティに外力トルクを適用することを実証しています。

CLINICAL RELEVANCE: In clinical practice these findings substantiate application of external torque in current imaging modalities to improve detection of syndesmotic ankle injuries.