MRI評估慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者距骨和腓骨位置

周汝壽 李宏云 李宏 華英匯 陳世益

1昆明市中醫(yī)醫(yī)院（云南昆明 650027）

2復旦大學附屬華山醫(yī)院運動醫(yī)學與關節(jié)鏡外科，復旦大學運動醫(yī)學中心（上海 200040）

MRI評估慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者距骨和腓骨位置

周汝壽1，2李宏云2李宏2華英匯2陳世益2

1昆明市中醫(yī)醫(yī)院（云南昆明 650027）

2復旦大學附屬華山醫(yī)院運動醫(yī)學與關節(jié)鏡外科，復旦大學運動醫(yī)學中心（上海 200040）

目的：評估慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者距骨和腓骨在踝關節(jié)中的位置。方法：100名測試對象納入本研究，其中50名為慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者（A組），50名為非踝關節(jié)不穩(wěn)疾病、至我院就診的患者（B組）。每名測試對象行MRI檢查，并在橫斷面上采用2種方法測量腓骨在踝穴內的前后位置：采用軸向踝指數(shù)（ax?ial malleolar index，AMI）以距骨為參照物測量腓骨的位置；采用踝間指數(shù)（inter malleolar index，IMI）以內踝為參照物測量腓骨的位置。另外，我們還應用一種新的測量方法：踝距指數(shù)（malleolar talus index，MTI）來測量距骨在踝穴內的旋轉位置。結果：以距骨為參照物時，踝關節(jié)不穩(wěn)組AMI明顯高于較對照人群（11.04°±5.66°vs 7.68°±5.38°，P＜0.01）；但以內踝為參照時，踝關節(jié)不穩(wěn)組IMI與對照人群組相比無顯著差異（7.22°±3.44°vs 7.93°±3.36°，P=0.03）；以內踝為參照物測量距骨在踝穴內的旋轉位置時，踝關節(jié)不穩(wěn)組MTI明顯高于較對照人群（89.46°±2.64°vs 85.99°±2.24°，P＜0.01）。結論：慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者存在距骨內旋現(xiàn)象，但腓骨在踝穴內的位置并未發(fā)生改變。

踝；不穩(wěn)；距骨；腓骨；位置

踝關節(jié)扭傷是最常見的運動損傷之一，部分患者會殘留疼痛、腫脹、打軟腿等慢性癥狀，并可出現(xiàn)反復扭傷的踝關節(jié)不穩(wěn)表現(xiàn)。導致踝關節(jié)扭傷的危險因素包括內源性（韌帶松弛、神經(jīng)肌肉控制異常以及解剖變異等）以及外源性（鞋子類型、運動強度與運動方式、運動前是否熱身等）兩種。既往的研究發(fā)現(xiàn)，踝關節(jié)解剖變異是導致踝關節(jié)反復扭傷的一個重要因素。有學者發(fā)現(xiàn)脛骨平臺和足跟內翻與慢性踝關節(jié)不穩(wěn)有關[1，2]。Frigg等也發(fā)現(xiàn)慢性踝關節(jié)不穩(wěn)與脛距關節(jié)的骨性不匹配有關[3]。

Scranton等[4]研究發(fā)現(xiàn)，慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的患者中可出現(xiàn)明顯的腓骨在踝穴中向后移位。在他們的研究中，采用軸向踝指數(shù)（axial malleolar index，AMI）這一指數(shù)來測量腓骨在踝穴中的相對位置。在Scranton之后，又有其他多位研究者分別發(fā)表文章支持這一發(fā)現(xiàn)[5-7]。他們認為，腓骨后移可能是引起踝關節(jié)反復扭傷的重要因素之一，對于這一類解剖異常的患者，需要采取更加積極的治療方案和康復措施[6]。但是，采用AMI來評估腓骨的相對位置存在一個明顯的缺陷：在測量時，需要利用距骨作為測量的相對參照物，如果在這些踝關節(jié)不穩(wěn)的患者中同時存在距骨內旋，則測量出的AMI值也會升高，從而得出腓骨向后移位的錯誤結果[8]。LeB?run等認為，用踝間指數(shù)（inter malleolar index，IMI）測量得出的腓骨位置更加準確，因為在這種測量方法中，選取的參照物是相對固定的內踝[8]。

本研究的主要目的是再次評估踝關節(jié)不穩(wěn)患者腓骨在踝穴中的相對位置，并提出一種新的測量指數(shù)：踝距指數(shù)（malleolar talus index，MTI），用以評估距骨在踝穴內的旋轉位置。

1 對象與方法

1.1 實驗對象選擇

回顧性研究2014年1月至2016年3月至我院就診的100名患者，分為病例組和對照組兩組。病例組（A組）為50例慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的患者（24例女性，26例男性），平均年齡25歲（16～55歲），入選標準如下：1）踝關節(jié)反復扭傷3次以上；2）在不平的路面上行走有主觀不穩(wěn)感；3）體檢顯示前抽屜試驗陽性；4）MRI顯示距腓前韌帶（Anterior talofibular ligament，ATFL）撕裂，伴或不伴跟腓韌帶（calcaneofibulare ligament，CFL）損傷。

對照組（B組）為50例其他足部疾病并排除踝關節(jié)不穩(wěn)的患者。所有患者無踝關節(jié)扭傷史，MRI顯示無ATFL和CFL損傷。

排除標準如下：1）之前有踝關節(jié)或同側下肢其它關節(jié)手術史；2）存在踝關節(jié)周圍其它關節(jié)或骨骼的畸形如扁平足、高弓足、足跟內翻、脛骨平臺內翻等；3）既往踝關節(jié)骨折史；4）年齡小于16歲或大于60歲。

1.2 測試方法

采用1.5-T HD Signa雙束 MR掃描儀（GE Med?ical Systems，USA）進行掃描。受試者處于仰臥位，接受檢測的踝關節(jié)處于中立位。分別掃描踝關節(jié)軸位、冠狀位以及矢狀位圖像。掃描層厚為3.0 mm。采用快速自選回波，掃描參數(shù)：TR/TE 2600-2800/24–30 ms矩陣：512×320；ETL:8，視野10 cm。

AMI測量方法[4]如下（圖1）：首先確認距骨頂部的關節(jié)面層面，并在該層面作3條直線：直線1為距骨軸的中分線；直線2通過內踝前緣，并垂直于直線1；直線3通過外踝前緣，并通過直線1與直線2的交點；直線2與直線3形成的夾角為AMI。AMI為正值代表外踝在直線2的后方，AMI為負值代表外踝在直線2的前方。AMI值越高代表腓骨位置越向后位移。

圖1 軸位片測量AMI

IMI（inter malleolar index）測量方法[8]如下（圖2）：首先確認距骨頂部的關節(jié)面層面，并在該層面作3條直線：直線1為通過內踝關節(jié)面的切線，直線2通過內踝前緣，并垂直于直線1；直線3通過外踝前緣，并通過直線1與直線2的交點；直線2與直線3形成的夾角為IMI。IMI為正值代表外踝在直線2的后方，IMI為負值代表外踝在直線2的前方。IMI值越高代表腓骨位置越向后位移。

MTI測量方法如下（圖3）：首先確認距骨頂部的關節(jié)面層面，并在該層面作3條直線：直線1為通過內踝關節(jié)面的切線，直線2為距骨軸的中分線；直線3通過外踝前緣，并垂直于直線1；直線2與直線3形成的夾角為MTI。MTI值的升高代表距骨內旋角度增大。

圖2 軸位片測量IMI

圖3 軸位片測量MTI

采用圖象編檔和通信系統(tǒng)（picture archiving and communication system）（PACS version 11.0，Car?estream Healthcare，Rochester，NY，USA）Cobb角進行數(shù)據(jù)測量。測量數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點后2位。由同一位醫(yī)生（第一作者）對每個數(shù)值重復測量3次，每次測量間隔最少1周，以消除記憶因素導致的測量偏倚。取3次測量結果的平均值進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)3次測量結果來計算觀察者內部的可信度。另一位醫(yī)生（第二作者）隨機選取A組內部的43名病例進行測量，根據(jù)2位醫(yī)生的測量結果來計算觀察者之間的可信度。

1.3 統(tǒng)計學分析

采用a priori power分析計算所需樣本量。當設置效應量為0.6，α為0.05，統(tǒng)計效能為0.8時，每組需要最少45例病例。本研究每組各入選50例病例，能夠滿足統(tǒng)計要求。所有數(shù)據(jù)用均值和標準誤（means±SD）表示，觀察者內部和觀察者之間的可信度采用組內相關系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）表示，ICC＜0.4表示可信度較低，ICC在0.4～0.7之間表示可信度中等，ICC＞0.7表示可信度較高。使用SPSS19.0（IBM Corporation，Armonk，New York，USA）統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計學分析，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗（性別比較采用卡方檢驗），并采用可靠性分析進行ICC的計算。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義，P＜0.01為差異具有高度統(tǒng)計學意義。

2 結果

觀察者內部和觀察者之間的可信度見表1，ICC范圍在0.738～0.903之間，表明3種測量方法可信度均較高。

A組共有24例女性，26例男性，平均年齡25.6± 12.2歲（16～55歲），左側踝關節(jié)23例，右側踝關節(jié)27例；B組共有22例女性，28例男性，平均年齡23.4± 15.2歲（18～59歲），左側踝關節(jié)21例，右側踝關節(jié)29例。兩組之間在年齡、性別、左右側肢體方面無顯著差異。

兩組之間AMI、IMI和MTI測量結果見表2。A組患者AMI和MTI明顯高于B組，差異具有高度統(tǒng)計學意義（P＜0.01），而兩組之間IMI的差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1 觀察者內部和觀察者之間的可信度

表2 兩組各指數(shù)測量結果

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，當以距骨作為參照物時，所測量得到的AMI指數(shù)在A組病例中顯著高于B組，表明慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者腓骨在踝穴內向后移位；而當以內踝作為參照物時，所測得腓骨IMI指數(shù)在兩組之間無顯著差異，表明慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者腓骨在踝穴內并未出現(xiàn)向后移位的現(xiàn)象。這與LeBrun等的結果相同[8]。他們認為出現(xiàn)這兩種不同結果的原因是選擇不同的參照物導致的。他們認為，在踝關節(jié)不穩(wěn)患者中，內踝的位置相對于距骨來說更為穩(wěn)定，以內踝作為參照物，所測量得出的結果將更為可靠。我們的研究中也發(fā)現(xiàn)，在慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者中，MTI值明顯高于對照組，表明慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者存在著距骨內旋的現(xiàn)象，這將會導致AMI在踝關節(jié)不穩(wěn)患者的測量數(shù)據(jù)增高，間接得出腓骨向后移位的錯誤結論。

維持踝關節(jié)的穩(wěn)定結構包括靜力性穩(wěn)定結構（韌帶、關節(jié)幾何形態(tài)）和動力性穩(wěn)定結構（肌肉、肌腱）。以前的研究認為踝關節(jié)外側副韌帶在維持踝關節(jié)旋轉穩(wěn)定和側方穩(wěn)定中均發(fā)揮重要作用[9，10]，大量的生物力學實驗證實，切斷踝關節(jié)外側副韌帶后，距骨內旋角度將會增加，并出現(xiàn)向前內側半脫位的現(xiàn)象[11，12]。但是，以往的文獻多集中于尸體標本的研究，到目前為止，僅有很少的文獻對活體的踝關節(jié)距骨內旋角度進行測量[13]。在Caputo等[13]的研究中發(fā)現(xiàn)，慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者患側踝關節(jié)距骨內旋角度較對側升高5.7°±3.6°。研究結果與我們的一致。但是，在他們的研究中，所選取的病例數(shù)較少，僅為9例，而且使用的測量方法較為復雜，難以推廣。另外，他們將同一名患者的患側肢體與對側肢體進行比較，也存在一定的偏倚。以往的研究已經(jīng)證實，在單側慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的患者中，對側踝關節(jié)也會出現(xiàn)平衡功能障礙、踝關節(jié)疼痛、腫脹、活動受限等癥狀[14-16]。因此，將慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者的雙側肢體進行比較并不合適。在本研究中，我們選取了共100例研究對象的大樣本進行測量，采用了一種較為簡便、易于推廣的方法來測量距骨的內旋，并將踝關節(jié)不穩(wěn)患者與對照人群進行比較，避免了自身比較可能會出現(xiàn)的偏倚，測量結果更為真實可靠。

關于踝關節(jié)不穩(wěn)患者中腓骨在踝穴內的位置一直存在爭議。Kavanagh和Hubbard均認為在踝關節(jié)不穩(wěn)患者中，腓骨位置會明顯前移[17，18]。但是，在他們的研究中采用踝關節(jié)側位片來測量腓骨的相對位置。這一測量方法并不可靠，因為即便只有很小的踝關節(jié)旋轉，也會導致測量結果發(fā)生明顯偏差[6]。Mavi等[19]采用MRI測量腓骨位置，結果發(fā)現(xiàn)在踝關節(jié)外側副韌帶損傷的人群中，腓骨在踝穴中的位置明顯向前方移位。但是，Mavi的研究中樣本量較小。在他們的研究中，踝關節(jié)不穩(wěn)組共有10例病例，對照組有43例人群。而根據(jù)兩組測量結果所計算出的效應量為0.77，檢驗效能僅為0.68，遠達不到統(tǒng)計要求。Scranto[4]、Eren[6]、Mc?Dermott[7]和Berkowitz[5]均認為在踝關節(jié)不穩(wěn)的患者中存在腓骨先后移位的現(xiàn)象。但是他們均是采用距骨作為參照物來測量腓骨的位置，因此測量結果并不準確。我們的研究證實，在慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的患者中腓骨在踝穴中的位置并未發(fā)生改變，這與LeBrun等[8]的研究結果相一致。

關節(jié)幾何形態(tài)對踝關節(jié)穩(wěn)定性的作用與踝關節(jié)的位置和關節(jié)面所承受的壓力有關。在韌帶完整與松弛兩種狀態(tài)下，增加軸向負荷能降低踝關節(jié)的軸向旋轉[20]。關節(jié)幾何形態(tài)的改變可能影響踝關節(jié)運動偶聯(lián)[21]。距骨在踝穴內發(fā)生旋轉改變可能改變踝關節(jié)的運動學，出現(xiàn)異常的病理性活動，改變關節(jié)軟骨受力分布，導致軟骨發(fā)生損傷；還有可能改變外側副韌帶的張力，影響損傷韌帶的恢復[22，23]；另外，距骨旋轉后還可導致位于韌帶、關節(jié)囊上的本體感受器傳入至中樞神經(jīng)系統(tǒng)的信號發(fā)生改變[23]，最終導致踝關節(jié)反復扭傷[9，24]，從而進一步增加踝關節(jié)發(fā)生骨關節(jié)炎的風險[25]。因此，有必要對踝關節(jié)不穩(wěn)患者的距骨位置進行評估，對于明顯距骨內旋的患者，應積極糾正這種解剖異常，從而降低踝關節(jié)扭傷及早期發(fā)生創(chuàng)傷性關節(jié)炎的風險。另外，這種利用MRI測量距骨旋轉位置的方法較為簡單，可信度高，也可用于踝關節(jié)外側副韌帶修補術后的臨床療效評估。

當然，在本研究中也發(fā)現(xiàn)，有部分踝關節(jié)不穩(wěn)的患者并無MTI明顯升高，這可能表明距骨內旋的現(xiàn)象并未出現(xiàn)在所有踝關節(jié)不穩(wěn)的患者，在今后的研究中，需要將踝關節(jié)不穩(wěn)患者進一步細分，包括損傷時間、韌帶損傷嚴重程度等，進一步探討在不同類型的踝關節(jié)不穩(wěn)患者中，距骨內旋情況是否有明顯差異。另外，在本研究中對照組是選取非踝關節(jié)扭傷，但患有其他足踝疾病的人群，如果在今后的研究中選擇健康人群作為對照，可能會更具有說服力。

4 結論

慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者存在明顯距骨內旋現(xiàn)象，但腓骨在踝穴內位置并未發(fā)生改變。MTI可以作為一種簡便、可重復性高的測量方法來評估慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者的距骨在踝穴內的位置。

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MR Image Identification of the Fibular and Talus Position in Patients with Chronic Ankle Instability

Zhou Rushou1，2，Li Hongyun2，Li Hong2，Hua Yinghui2，Chen Shiyi2
1 Kunming Municipal Hospital of Traditional Chinese Medicine，Kunming 650027，China
2 Sports Medicine Center of Fudan University，Department of Sports Medicine and Arthroscopy Surgery，Huashan Hospital，Shanghai 20040，China

Li Hongyun,Email:Lieaoon@126.com

ObjectiveTo evaluate the fibular and talus position in patients with ankle instability.MethodsOne hundred subjects were included in this study，which including 50 patients with chron?ic ankle instability（group A）and 50 patients（group B）from the author’s institution for reasons unrelat?ed to ankle instability.Magnetic resonance imaging was conducted for both groups.Then the position of the fibular at the axial plane was evaluated through two ways:in relation to the talus（axial malleo?lar index，AMI）and in relation to the medial malleolus（inter malleolar index，IMI）.Meanwhile，the rota?tion of the talus was also measured using a new index:malleolar talus index（MTI）.ResultsUsing the talus as a reference，the average AMI in group A increased significantly when compared to that in the control group（11.04°±5.66°vs 7.68°±5.38°，P＜0.01）.However，using the medial malleolar as a reference，there was no significant difference in the IMI between group A and the control group（7.22° ±3.44°vs 7.93°±3.36°，P=0.3）.The MTI increased significantly in group A compared to that in the control group（89.46°±2.64°vs 85.99°±2.24°，P＜0.01）.ConclusionThe patients with ankle instabili?ty tends to have an internally rotated talus.However，no significant variation in fibular position is found in patients with chronic ankle instability.

ankle，instability，talus，fibular，position

2016.06.20

國家自然科學基金（NSFC81572209）

李宏云，Email:lieaoon@126.com