基于桌面平面的新型肩胛骨坐标系提高反式全肩关节置换术前三维测量的可重复性

《Journal of Clinical Medicine》:A Novel Tabletop Plane-Based Scapular Coordinate System Improves the Reproducibility of Preoperative Three-Dimensional Measurements in Reverse Total Shoulder Arthroplasty

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月18日 来源:Journal of Clinical Medicine 3.3

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  背景/目的:准确的肩胛盂形态三维(3D)评估取决于测量所用的坐标系。传统的基于标志点的坐标系可能因观察者识别肩胛骨标志点的变异性而受到影响。本研究旨在比较新型肩胛骨前平面(anterior scapular plane, ASP)坐标系与传统手术肩胛骨平面(s

  
背景/目的:准确的肩胛盂形态三维(3D)评估取决于测量所用的坐标系。传统的基于标志点的坐标系可能因观察者识别肩胛骨标志点的变异性而受到影响。本研究旨在比较新型肩胛骨前平面(anterior scapular plane, ASP)坐标系与传统手术肩胛骨平面(surgical scapular plane, SSP)的可重复性。方法:对25例接受初次反式全肩关节置换术的肩关节进行术前计算机断层扫描评估。使用两种坐标系测量肩胛盂版本(glenoid version, GV)、肩胛盂倾斜(glenoid inclination, GI)、肩胛盂高度(glenoid height, GH)、肩胛盂宽度(glenoid width, GW)和整体偏移(global offset, GO)。两名骨科肩关节专科培训后的外科医生独立进行所有测量,每例重复两次,间隔1个月。使用组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)评估观察者内和观察者间信度。结果:ASP所有参数均显示出几乎完美的观察者内和观察者间信度,ICC范围分别为0.888–0.990和0.864–0.932。相比之下,SSP表现出几乎完美的观察者内信度(ICC范围0.815–0.963),但GV(ICC范围0.660–0.705)和GI(ICC范围0.660–0.738)的观察者间信度仅为实质性。使用ASP后,GV的观察者间信度提高至0.887–0.924,GI提高至0.898–0.932。结论:ASP坐标系在肩胛盂形态的术前3D评估中表现出优于传统SSP坐标系的可重复性。其解剖学准确性和术后评估适用性仍有待验证。
**研究背景与问题**:反式全肩关节置换术(reverse total shoulder arthroplasty, RTSA)是治疗肩关节骨关节炎、肩袖撕裂关节病及不可修复肩袖撕裂的有效方法。近年来RTSA使用量增加,但植入物相关并发症与翻修手术也随之增多,其中肩胛盂组件位置对植入物寿命有显著影响,基座 superior 倾斜已被认为是早期失败的主要原因之一。术前准确评估肩胛盂形态至关重要,而传统二维(two-dimensional, 2D)CT测量受扫描平面与肩胛骨相对关系影响,可重复性有限。三维(three-dimensional, 3D)CT规划软件虽能提高准确性,但各软件内置的肩胛骨坐标系并不统一,且常用坐标系依赖手动识别解剖标志点,如肩胛棘三角(trigonum spinae)形态变异大,观察者间可重复性较低(ICC=0.76)。全自动坐标系基于肩胛骨表面分割,虽术前可重复性优良,但关节置换后因植入物、骨切除和金属伪影改变骨表面,难以可靠重建,无法用于术后评估。因此,需要一种既具高可重复性又能在术前和术后保持一致解剖参考的坐标系。受全髋关节置换术中前骨盆平面(anterior pelvic plane, APP)的启发,研究人员开发了一种基于三个前方解剖标志点——肩胛上角前点、肩胛下角前点和喙突前点——的桌面平面(tabletop plane)肩胛骨坐标系,称为肩胛骨前平面(anterior scapular plane, ASP),并假设其可重复性优于传统手术肩胛骨平面(surgical scapular plane, SSP)。

**研究目的**:本研究旨在比较ASP坐标系与传统SSP坐标系在术前RTSA三维评估中的观察者内及观察者间信度,并检验新坐标系是否具有更优越的可重复性。

**研究方法概述**:研究纳入2016年12月至2021年9月在一家机构接受初次RTSA的25例患者(25个肩关节),所有患者术前CT覆盖完整肩胛骨和肱骨,层厚1 mm。排除标准包括既往肩部手术、肱骨近端骨折、慢性锁定脱位、炎症性关节炎、肿瘤、感染、严重肩胛盂骨缺损(Walch B2/B3/C或Favard E2/E3型)及图像质量不足。CT扫描使用Aquilion ONE(Canon Medical Systems)设备,3D重建和测量在Zed Shoulder软件(版本16.0.0,LEXI)中进行。SSP按Kwon等描述的方法定义,以肩胛盂中心为原点,X轴连接肩胛盂中心与肩胛棘三角,Z轴为肩胛下角到X轴的垂线,Y轴为垂直X和Z轴。ASP由三个前方解剖标志点(肩胛上角前点、肩胛下角前点、喙突前点)定义桌面平面,Z轴连接上、下角前点,原点为喙突前点向Z轴所作垂线的垂足,X轴连接原点与喙突前点,Y轴垂直X、Z轴。测量参数包括肩胛盂版本(GV)、肩胛盂倾斜(GI)、肩胛盂高度(GH)、肩胛盂宽度(GW)和整体偏移(GO)。两位专科培训后的肩关节外科医生独立测量两次,间隔1个月,使用组内相关系数(ICC)评估信度。样本量先验计算要求至少14例。

**研究结果**:

* **患者人口学特征**:共25肩,右肩19例,左肩6例;男4例,女21例;平均年龄78.8±4.8岁;平均BMI为25.0±3.6 kg/m2。手术适应证为巨大不可修复肩袖撕裂不伴关节病(Hamada 1–3级)10肩,肩袖撕裂关节病(Hamada 4A和4B级)15肩。Walch分型均为A型(A1 23例,A2 2例),Favard分型均为E0或E1。

* **形态测量结果**:与SSP相比,ASP测得的GV、GI、GH和GW均显著更大(p<0.05)。GO因两种坐标系定义方式不同未进行统计学比较,SSP下GO均值为43.2±4.6 mm,ASP下为114.8±10.7 mm。

* **观察者内与观察者间信度**:SSP中GV和GI的观察者内信度几乎完美,但观察者间信度仅实质性;GH观察者内和观察者间信度均几乎完美;GW观察者内几乎完美,观察者间实质性;GO观察者内几乎完美,首次测量观察者间实质性,第二次几乎完美。ASP所有参数的观察者内和观察者间信度均几乎完美。其中GV的观察者间信度从SSP的0.660–0.705提升至ASP的0.887–0.924,GI从0.660–0.738提升至0.898–0.932。

**讨论与结论**:本研究表明ASP坐标系在术前3D肩胛盂形态评估中的可重复性优于传统SSP,尤其显著改善了GV和GI的观察者间信度。SSP可重复性较低可能源于肩胛棘三角形态变异及骨关节炎导致的肩胛盂中心识别困难。ASP采用不受肩胛盂变形影响的三个前方标志点,并辅以软件自动调整肩胛盂参考点,可能共同促进了其高可重复性,但两者相对贡献尚无法区分。值得注意的是,ASP与SSP测得的绝对值存在显著差异,因此SSP体系下的正常参考值和手术规划目标不能直接适用于ASP。研究还存在一定局限性:样本量相对小;排除严重骨缺损,结果仅适用于轻度侵蚀(Walch A1/A2,Favard E0/E1);ASP的自动调整与SSP的手动选择方法学差异可能引入了利于ASP的偏倚;研究仅评估可重复性而非解剖准确性。结论:新型桌面平面为基础的ASP坐标系在术前3D肩胛骨测量中表现出极好的观察者内和观察者间信度,尤其对GV和GI优于传统坐标系,其解剖学准确性和术后评估适用性仍需进一步研究验证。
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