CT 常用測量指標(biāo)對兒童髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷價值

吳俊峰 黃立雪 邢海龍 趙瑞華 毛大為

髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是一種多因素介導(dǎo)的疾病，病理異常涉及骨、軟骨和軟組織，當(dāng)臨床和體格檢查發(fā)現(xiàn)髕骨脫位時，髕骨關(guān)節(jié)不穩(wěn)易于診斷，但當(dāng)患者不能提供明確的髕骨脫位史且體格檢查沒有明確陽性發(fā)現(xiàn)時，則易漏診或誤診，因此需借助于影像學(xué)進行診斷和評估病變嚴(yán)重程度［1～4］。目前，CT 成像廣泛的應(yīng)用于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)中，其中的常用測量指標(biāo)包括股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、股骨滑車與脛骨結(jié)節(jié)的水平距離(tibial tuberosity - trochlear groove distance，TTTG)，及髕腱長度與髕骨最大對角線長度比值(insall-salvati index，IS 指數(shù))［5～7］。本研究通過比較病例組和對照組，探討伸膝狀態(tài)下7 個定量指標(biāo)對兒童髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷價值。

材料與方法

1.研究對象:(1)病例組:2011 年1 月～2013 年8 月間在筆者醫(yī)院及外院就診并手術(shù)的髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者30 例(男性4 例，女性26 例，患者年齡13 ～16 歲，平均年齡14.9 ±1.1歲，1 例女性患者及1 例男性患者為雙側(cè)髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn))，共32 例膝關(guān)節(jié)(左膝17 例，右膝15 例)。病例組的納入標(biāo)準(zhǔn)為:①至少有1 次髕骨脫位病史，臨床體檢髕骨脫位恐懼試驗陽性，關(guān)節(jié)鏡手術(shù)證實髕骨脫位或半脫位;②年齡≤16 歲骨骺未愈合患者;③不合并髕骨骨折、內(nèi)外側(cè)副韌帶損傷、或交叉韌帶損傷。(2)對照組:25 例接受膝關(guān)節(jié)CT 掃描的兒童患者(男性14 例，女性11 例，患者年齡范圍12 ～16 歲，平均年齡14.6 ±1.1 歲，1 例女性患者及1 例男性患者為雙膝關(guān)節(jié))，共27 例膝關(guān)節(jié)(左膝12 例，右膝15 例)。對照組中23 例患者為單膝關(guān)節(jié)外傷，行膝關(guān)節(jié)CT 掃描，將非外傷側(cè)膝關(guān)節(jié)納入對照組;2 例患者為非骨化性纖維瘤患者，將其雙膝關(guān)節(jié)納入對照組。所有對照組膝關(guān)節(jié)均無疼痛、外傷、不穩(wěn)、或手術(shù)病史。

2.CT 描方法:病例組及對照組膝關(guān)節(jié)CT 掃描均采用西門子Sensation 16 排螺旋CT 或西門子Somatom Definition Flash雙源CT。檢查者常規(guī)平臥、足先進、患膝完全伸直。掃描參數(shù):電壓120kV、電流采用自動毫安計算，掃描層厚3mm，STD重建，所有CT 掃描均行多平面重建(multiplanar reformations，MPR)，層厚3mm。掃描范圍包全髕骨、股骨滑車及脛骨結(jié)節(jié)。

3.影像評價方法:病例組和對照組均在橫斷面及矢狀面重建圖像上進行相關(guān)測量，包括股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG和IS 指數(shù)。所有測量均在圖像工作站(centricity radiology RA 600，GE)上進行(掃描圖像與工作者站兼容性較好)。由2 名高年資影像專業(yè)專業(yè)醫(yī)師分別獨立完成測量。評價2 名醫(yī)師測量間的一致性，采用組內(nèi)一致性系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)。股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、和股骨滑車深度(圖1)的測量選擇緊鄰骺線下緣的下方橫斷層面，定位骺線為經(jīng)滑車溝矢狀面骺線，骨性關(guān)節(jié)面為測量基準(zhǔn)。選用經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面，測量髕骨長軸與股骨后髁連線間的夾角，即為髕骨傾斜角(圖2)。髕骨外移度(圖3)需要利用兩幅橫斷面，分別是圖1(確定內(nèi)側(cè)滑車內(nèi)緣)和圖3 經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面。TTTG(圖4)也需要利用兩幅橫斷面，分別是圖1(確定滑車凹軟骨下骨板的最凹點)，和圖4 經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)最凸點的橫斷面(確定脛骨結(jié)節(jié)的最凸點)。IS 指數(shù)(圖5)于經(jīng)髕骨最大長軸矢狀面測量，量取髕骨最大長度及髕腱后緣長度，IS 指數(shù)為髕腱后緣長度與髕骨最大長度比值。

圖1 股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度及股骨滑車深度的測量

圖2 髕骨傾斜角的測量

圖3 髕骨外移度測量

圖4 為股骨滑車與脛結(jié)節(jié)的水平距離(TTTG)測量

圖5 為IS 指數(shù)測量

4.統(tǒng)計學(xué)方法:使用獨立樣本t 檢驗對比病例組和對照組樣本的年齡差異。各測量值均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，使用獨立樣本t 檢驗對比病例組和對照組兩樣本間測量指標(biāo)的差異。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線確定各測量指標(biāo)的曲線下面積及約登指數(shù)最大點。以約登指數(shù)最大點作為診斷界值，計算各指標(biāo)的敏感度和特異性。所有統(tǒng)計采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件包分析，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.一般情況比較:病例組和對照組的年齡無統(tǒng)計學(xué)差異(t= -1.296，P= 0.200)。

2.兩名醫(yī)師測量結(jié)果的一致性檢驗:兩名醫(yī)師測量滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG、IS 指數(shù)各測量指標(biāo)的ICC 值 分 別 為0.787、0.897、0.758、0.954、0.970、0.885、0.898(P ＜0.01)，說明兩名醫(yī)師測量的一致性良好。取平均值作為最后觀測值。

3.CT 常用測量指標(biāo)對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷價值:表1 顯示了病例組和對照組各測量指標(biāo)的結(jié)果。可見，病例組中，股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度均顯著減少(P ＜0.01)，髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG 值、IS 指數(shù)均明顯增大(P ＜0.01)。表2 顯示了伸膝位各測量指標(biāo)的ROC 曲線下面積、相應(yīng)診斷閾值、敏感度、特異性。股骨滑車深度、髕骨傾斜角、和髕骨外移度的曲線下面積均＞0.900，股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、和IS 指數(shù)的曲線下面積均＞0.800，TTTG 的曲線下面積為0.795。

表1 髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)測量指標(biāo)的比較

表2 CT 常用測量指標(biāo)的ROC 曲線下面積、診斷界值、敏感度、特異性

討 論

本研究表明，在兒童膝關(guān)節(jié)伸直位時，基于CT重建圖像測量的滑車面對稱性、外側(cè)滑車傾斜度、滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG、IS 指數(shù)在志愿者和髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者間存在統(tǒng)計學(xué)差異。依據(jù)ROC 曲線下面積，髕骨傾斜角、股骨滑車深度、髕骨外移度、股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、IS指數(shù)及TTTG 依次具有一定的診斷價值。滑車面對稱性、外側(cè)滑車傾斜度和滑車深度均是反映股骨滑車發(fā)育不良的定量指標(biāo)［5，6］。Ali 等［8］提出應(yīng)該取經(jīng)骨骺線處的橫斷面測量滑車面對稱性和滑車深度，本研究沒有采用經(jīng)骨骺線處的橫斷面，因為筆者發(fā)現(xiàn)，此水平橫斷面于部分正常人亦顯示為內(nèi)側(cè)滑車面發(fā)育不全，因此本研究選用了緊鄰骺線下緣的下方橫斷層面。在本研究中，髕骨傾斜角、股骨滑車深度、髕骨外移度、股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、IS指數(shù)、及TTTG 依次具有非常好的診斷價值，結(jié)論與文獻(xiàn)類似。不過，本研究提出的診斷界值(分別為＞23°、＜4mm、＞3mm、＜35%、＜15°、＞1. 0 及＞20mm)與上述報道有差別，考慮與本研究患者均為兒童有關(guān)。

筆者發(fā)現(xiàn)部分患者股骨外側(cè)滑車呈弧線狀，計算外側(cè)滑車長度時取外側(cè)滑車弧線的弦長。外側(cè)滑車傾斜度則取經(jīng)滑車溝及外側(cè)滑車最高點連線與股骨后髁連線夾角，外側(cè)滑車最高點為外側(cè)滑車距離后髁連線最遠(yuǎn)點。外側(cè)滑車深度則取外側(cè)滑車最高點與后髁連線距離。當(dāng)內(nèi)側(cè)滑車發(fā)育不全時，內(nèi)側(cè)滑車長度取0，內(nèi)側(cè)滑車深度取值等于中間滑車深度。髕骨傾斜角是反映髕骨內(nèi)外側(cè)支持力量平衡性的定量指標(biāo)［4］。本研究中膝關(guān)節(jié)為全伸狀態(tài)，界定的診斷界值為＞23°。髕骨外移度是反映髕骨半脫位的定量指標(biāo)。在伸膝位，本研究發(fā)現(xiàn)髕骨外移度對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)具有非常好的診斷價值(ROC 曲線下面積為0.924)，診斷界值為＞3mm。TTTG 代表股骨滑車與脛骨結(jié)節(jié)的水平距離，實際上間接反映了Q 角大小。TTTG 與髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的關(guān)系受到眾多文獻(xiàn)的關(guān)注。Dejour 等［9］在伸膝位CT 橫斷面上測量，發(fā)現(xiàn)對照組TTTG 為12.7 ±3.4mm，而髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)組為19.8 ±1.6mm，從而提出TTTG 診斷界值應(yīng)為＞20mm，其敏感度為56%，特異性為96.5%。Koeter 等［10］則認(rèn)為在有癥狀患者中，TTTG ＞15mm 為手術(shù)干預(yù)的指征。在本研究中，界定的診斷閾值為＞20mm。IS 指數(shù)是提示髕骨高位的指標(biāo)，本研究中界定的診斷閾值為＞1.0。

本研究存在以下不足:①病例組和對照組不同時期患者的CT 掃描采用了不同CT 機型掃描。不過，兩組測量均采用了一致的MPR 重建圖像，故機型差異對本研究的結(jié)果不應(yīng)造成太大的影響;②本研究僅涉及16 歲以前的兒童，故研究結(jié)果不適用于成人;③本研究只針對了膝關(guān)節(jié)伸直位，而膝伸屈角度的差異可能導(dǎo)致上述測量值發(fā)生變化，這同樣需要進一步的相關(guān)研究;④髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)為多因素介導(dǎo)疾病，除本研究涉及的發(fā)育性異常和骨性對合異常外，軟組織(髕內(nèi)外側(cè)軟組織支持結(jié)構(gòu)、髕韌帶及股四頭肌)異常、外傷以及繼發(fā)性髕骨軟化也在疾病發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用，需要進一步研究其作用機制［11］。

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