三維CT在股骨頸前傾角測量中的應用

劉天婧，石永言，趙群

（中國醫(yī)科大學 附屬盛京醫(yī)院小兒骨科，沈陽 110004）

三維CT在股骨頸前傾角測量中的應用

劉天婧，石永言，趙群

（中國醫(yī)科大學 附屬盛京醫(yī)院小兒骨科，沈陽 110004）

目的 利用三維CT測量單側(cè)發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位（DDH）患兒股骨頸前傾角（FNA）的數(shù)值，初步研究單髖脫位患兒的雙側(cè)股骨近端發(fā)育演變規(guī)律。方法 收集366例單側(cè)DDH患兒的三維CT圖像，按年齡分組：小于18個月組、18個月至3歲組、大于3歲組，測量各年齡組的患側(cè)和健側(cè)FNA的大小，利用統(tǒng)計軟件學進行統(tǒng)計學分析，并繪制DDH患兒的FNA-年齡變化曲線圖。從而揭示股骨近端的發(fā)育演變規(guī)律。結(jié)果 單髖脫位的患側(cè)FNA比健側(cè)平均大1°～5°，且差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。小于18個月、18個月至3歲年齡組的患側(cè)和健側(cè)FNA的差異沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05），大于3歲的兩側(cè)差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結(jié)論 單髖脫位的股骨近端病理改變并不僅僅存在于患側(cè)，其健側(cè)也發(fā)生改變，且雙側(cè)FNA隨年齡增大的演變規(guī)律是對稱的。

發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位；三維CT；股骨頸前傾角

發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位（developmental dysplasia of the hip，DDH）是兒童骨科最常見的先天性疾病之一，可嚴重影響患兒的行走和生活質(zhì)量。在DDH患兒中，許多方法被用于股骨頸前傾角（femoral neck anteversion，F(xiàn)NA）的測量，如X線雙平面法（Ogata坐標法）、超聲法、二維CT重疊法等。近年來隨著三維CT的廣泛應用，可清晰顯示股骨近端和股骨內(nèi)外側(cè)髁的解剖關(guān)系，使FNA的測量更加精確可靠，為指導臨床手術(shù)方案的選擇及術(shù)后療效的評估提供科學的依據(jù)。本研究通過三維CT測量，探討單側(cè)DDH患兒的患側(cè)與健側(cè)FNA的大小，及其隨年齡的變化規(guī)律，揭示DDH患兒股骨近端發(fā)育的病理演變規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 一般材料

收集我院2004年1月至2008年12月被診為單側(cè)DDH患兒的三維CT資料，共366例，男60例，女306例?；純耗挲g6個月～15歲。其中右髖脫位143例，左髖脫位223例。所有病例在行三維CT檢查前均為初次診治，未接受過任何保守治療或手術(shù)治療，排除患有已知的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾病或合并其他先天畸形者。

1.2 檢查方法

患兒仰臥于檢查床上，雙腿自然伸直，平行于檢查臺長軸。先掃描雙側(cè)髖關(guān)節(jié)，范圍從髖臼上緣至股骨小轉(zhuǎn)子；再掃描雙側(cè)股骨遠端，即雙側(cè)股骨內(nèi)外側(cè)髁。將兩組軸位圖像傳輸?shù)焦ぷ髡静捎帽砻嬲谏w技術(shù)SSD進行圖像的后處理（圖1、圖2）。

1.3 測量方法

將髖、膝關(guān)節(jié)的二維數(shù)據(jù)進行三維CT表面重建。獲得股骨內(nèi)外側(cè)髁和股骨近端的立體圖像，將股骨近端及股骨內(nèi)外側(cè)髁重疊在一幅圖像中，兩髁最低點與大粗隆最低點確定額狀面，并且大粗隆最低點在兩髁最低點的中央，三點連成一條直線，即髁軸。股骨頭中心（股骨頭最大直徑處的圓心）與股骨頸基底部中心的連線（股骨頭骨骺較小或偏位時，以股骨頸軸線為準）為頸軸，頸軸與髁軸的夾角即為股骨頸前傾角（圖3）。

1.4 統(tǒng)計學分析

統(tǒng)計各年齡組單髖脫位患側(cè)和健側(cè)的FNA大小，繪制FNA-年齡變化曲線圖。并將所有患兒分為小于18個月、18個月～3歲和大于3歲3個年齡組，測量每個患兒的患側(cè)與健側(cè)的FNA值，二者組成配對資料。采取配對樣本t檢驗，分組進行檢驗，利用SPSS15.0軟件統(tǒng)計分析，P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 不同年齡組健側(cè)和患側(cè)的FNA值

單髖脫位的患側(cè) FNA為（36.09±8.46）°，健側(cè)為（34.54±8.81）°，兩者之間差異具有統(tǒng)計學意義；小于18個月組患側(cè) FNA為（33.70±6.49）°，健側(cè)為（32.76±7.84）°，兩者之間的差異沒有統(tǒng)計學意義；18個月～3歲組患側(cè)為（35.78±7.90）°，健側(cè)為（34.26±8.88）°，兩者之間的差異也沒有統(tǒng)計學意義；而大于3歲組患側(cè)為（39.86±9.70）°，健側(cè)為（37.42±9.34）°，兩者之間的差異具有統(tǒng)計學意義。見表1。

表1不同年齡組單髖脫位健側(cè)與患側(cè)FNA的比較［±s，（°）］Ta b.1Th ec o mp a r i s o nb e t w e e nt h eFNAo f t h ea f f e c t e da n d u n a f f e c t e ds i d e so f u n i l a t e r a l DDHi nd i f f e r e n t a g eg r o u p s［±s，（°）］Age group n Unaffected Affected t P＜18months 147 32.76±7.8433.70±6.491.5910.11418months-3years 116 34.26±8.8835.78±7.901.9470.054＞3years 103 37.42±9.3439.86±9.702.6320.010Total 366 34.54±8.8136.09±8.463.5890.000

2.2 患側(cè)和健側(cè)的FNA值-年齡變化曲線

患側(cè)的FNA值從6個月的32.94°增大到5～6歲時的43.14°，而后出現(xiàn)一定程度的下降，6～7歲為41.14°，7～8歲時為 38.45°，8歲以上為 38.80°；健側(cè)的FNA值從6個月時平均為31.38°增大到5～6歲時的41.00°，而后出現(xiàn)一定程度的下降，6～7歲為38.43°，7～8歲時為 35.09°，8歲以上為 34.45°（圖4）。

3 討論

自從1954年Billing［1］首先對股骨的幾何結(jié)構(gòu)及FNA的定義進行了詳細闡述以來，相繼有多種方法用于測量FNA的大小，例如X線雙平面法（Ogata坐標法）、超聲法、2張或3張二維CT圖像重疊法等。但這些方法都存在著一個缺點：他們得到的圖像是二維平面圖像，不能直觀反映股骨近端和股骨內(nèi)外側(cè)髁的三維立體解剖結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，而是通過2個或3個二維CT平面的夾角來估算FNA的大小，圖像選擇的隨機性較大，可重復性差，且受患者的體位影響較大。隨著三維CT的應用，其重建的圖像清晰顯示股骨近端和內(nèi)外側(cè)髁的解剖結(jié)構(gòu)，且圖像可以在360°角內(nèi)任意角度觀察，能夠精確定位股骨頭和股骨頸基底部的中心，從而確定股骨頸軸線，可重復性強。同時，三維CT又能從不同角度顯示股骨頭與髖臼的解剖關(guān)系，這對臨床醫(yī)生全面直觀的了解DDH患兒髖關(guān)節(jié)的整體病理改變和三維立體解剖關(guān)系有很大的幫助，為臨床選擇手術(shù)方式提供客觀依據(jù)。

許多學者驗證了三維CT測量FNA的準確性較高。紀盛章等［2］分別采用二維CT、三維CT和標本實物測量了30例股骨標本，得出三維CT和標本實物的差異無統(tǒng)計學意義，而二維CT和標本實物的差異有統(tǒng)計學意義。柳達等［3］采用標本實物法、二維CTWeiner方法、二維CTMurphy方法、三維CT方法分別對12例股骨標本進行測量，得出三維CT與標本實物測量最為接近，兩者差異無統(tǒng)計學意義，且兩者的相關(guān)性最好。可見采用三維CT方法重建后的圖像與實物測量方法所觀察的圖像本質(zhì)上是一致的，可以把此方法作為評估前傾角大小的標準［4］。Dunlap等［5］根據(jù) 5個作者對 1524個股骨標本的測量，得出FNA平均值為11.2°，還發(fā)現(xiàn)前傾角隨年齡增加而逐漸變小，出生后3～8個月平均為31°，2歲時為 23.7°，至成人時為 8.7°。Tachdjian 等［6］指出出生前幾個月股骨頸與股骨內(nèi)外側(cè)髁處于同一冠狀面上，F(xiàn)NA為 0°，出生時約為 30°～35°，1歲時約為26°，以后逐漸減少，至成人約為13°。

目前觀點認為DDH患兒的FNA會增大，所以需要采用股骨近端旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)［7］來糾正增大的FNA。但DDH患兒的FNA究竟增大多少，患側(cè)與健側(cè)的股骨近端發(fā)育如何，術(shù)中需要矯正多少是適宜的，始終是小兒骨科醫(yī)生的一大難題。我科早期一些尚未發(fā)表的資料顯示，對一些DDH患兒的隨訪觀察中發(fā)現(xiàn)，有些患兒的術(shù)后FNA呈現(xiàn)了負值，這可能是由于早期術(shù)前沒有三維CT的準確測量，無法得知FNA的準確度數(shù)，無法制定精確的旋轉(zhuǎn)截骨方案，術(shù)中不能糾正到一個合適的度數(shù)，從而出現(xiàn)術(shù)后FNA呈現(xiàn)負值的情況，這將不可避免的造成了醫(yī)源性髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生［8］。

我們通過對366例單髖脫位患兒的患側(cè)和健側(cè)的FNA測量，將患側(cè)與健側(cè)配對統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，患兒在行走之前及學步期，其患側(cè)與健側(cè)之間并無統(tǒng)計學差異（小于18個月組，P＝0.114；18個月～3歲組P＝0.054）。單髖脫位患兒，無論其患側(cè)或健側(cè)，都與正常人的前傾角（12°～15°）相差甚多，這種改變提示雖然是單髖脫位的患兒，但其健側(cè)的前傾角同樣增大，需要在以后的隨訪觀察中密切注意其變化。我們推測這可能跟股骨近端是人體下肢生物力學傳導系統(tǒng)的重要組成部分有關(guān)，F(xiàn)NA的改變在患兒尚未行走負重時（小于18個月）及學步早期（18個月～3歲）是對稱的，雙側(cè)之間的互相適應為了更好的力學傳遞。具體股骨近端在人體下肢生物力學傳遞系統(tǒng)中起著怎樣的作用，其雙側(cè)FNA的關(guān)系如何，有待進一步研究。

3歲后患兒已能夠獨立行走，此時由于髖關(guān)節(jié)負重的影響，此時患側(cè)與健側(cè)FNA之間的差異具有統(tǒng)計學意義（P＝0.010）。3歲后單髖脫位患兒的健側(cè)FNA為37.42°，患側(cè)為39.86°，兩側(cè)差異雖然有統(tǒng)計學意義，但其差值僅為2.44°，在臨床上可認為雙側(cè)FNA是對稱的。同理，對于整個總體，患側(cè)與健側(cè)的差異也有統(tǒng)計學意義，但兩側(cè)1.54°的差別也無臨床意義。

總之，單髖脫位的股骨近端病理改變并不僅僅存在于患側(cè)，其健側(cè)也發(fā)生改變。兩側(cè)的差異具有統(tǒng)計學差異，但相差 1°～5°，平均 1.54°，無臨床意義?；紓?cè)及健側(cè)前傾角隨患兒年齡增大都有輕度的上升趨勢，表示在未治療的單髖脫位中，不僅患側(cè)前傾角增大是隨年齡變化而逐漸發(fā)展的，其對側(cè)也經(jīng)歷著同樣的進展過程，且雙側(cè)是對稱的。

［1］Billing L.Roentgen examination of the proximal femur end in children and adolescents；a standardized technique also suitable for determination of the collum-，anteversion-，and epiphyseal angles；a study of slipped epiphysis and coxa plana ［J］.Acta Radiol，1954（Suppl），110：1-80.

［2］紀盛章，程喜定，楊建平，等.股骨頸前傾角三維CT測量方法［J］.中華骨科雜志，2001，21（3）：187-188.

［3］柳達，馬瑞雪，吉士俊.利用螺旋CT的三維重建技術(shù)測量股骨頸前傾角［J］.中華小兒外科雜志，2002，23（6）：526-530.

［4］Kim JS，Park TS，Park SB.Measurement of femoral neck anteversion in 3D.Part1：3Dimaging method ［J］.Med Biol Comput，2000，38（6）：603-609.

［5］Dunlap K.Anew method for determination of torsion of the femur［J］.JBone Joint Surg Am，1953，35（A）：289-232.

［6］Tachdjian MO.Pediaetric orthopaedics［M］.3rd ed.Philadelphia：W.B.Saunders Co，2002.

［7］Blockey NJ.Derotation osteotomy in the management of congenital dislocation of the hip［J］.JBone Joint Surg Am，1984，66（B）：485-490.

［8］Tonnis D，Heinecke A.Acetabular and femoral anteversion：relationshipwithosteoarthritis of the hip ［J］.JBone Joint Surg Am，1999，81（12）：1747-1770.

（編輯 裘孝琦，英文編輯 鄭華川）

The Evaluation of Femoral Neck Anteversion by Three-dimensional Computed Tomography

LIUTian-jing，SHIYong-yan，ZHAOQun
（Department of Pediatric Orthopaedics，Shengjing Hospital，China Medical University，Shenyang 110004，China）

ObjectiveTo evaluate the femoral neck anteversion （FNA）of patients with unilateral developmental dysplasia of the hip（DDH）and reveal the developmental regularity of the proximal femur.Methods366three-dimensional CTs of unilateral DDHpatients were categorized into three age groups：＜18months，18months-3years，and ＞3years.The femoral neck anteversion of both sides were measured and a statistical comparison was performed between them.The line chart showing the relationship of femoral neck anteversion and age was drawn to reveal the developmental regularity of the proximal femur.ResultsIn total，the affected side of unilateral DDHhad an femoral neck anteversion 1°～5°significantly larger than the unaffected side（P<0.05）.There was no statistical difference between affected and unaffeted sides in age group ＜18months and 18months-3years，while it was significant in age group ＞3years.ConclusionPathological changes of the proximal femur were observed not only the affected side in unilateral DDHbut also the unaffected side.The FNAsymmetrically developed with age older.

developmental dysplasia of the hip；three-dimensional computed tomography；femoral neck anteversion

R726.8

A

0258-4646（2010）01-0044-03

劉天婧（1985-），女，碩士研究生.

趙群，E-mail：zhaoqunorthopedics@hotmail.com

2009-08-11