前交叉韌帶撕裂與膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)的相關(guān)性

孫百勝SUN Baisheng

紀丙軍2JI Bingjun

鄭 雷1ZHENG Lei

姜 輝1JIANG Hui

何偉華1HE Weihua

盛明明1SHENG Mingming

前交叉韌帶撕裂與膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)的相關(guān)性

孫百勝1SUN Baisheng

紀丙軍2JI Bingjun

鄭 雷1ZHENG Lei

姜 輝1JIANG Hui

何偉華1HE Weihua

盛明明1SHENG Mingming

作者單位
1. 中國人民武裝警察部隊山東省總隊醫(yī)院影像科 山東濟南 250014
2. 濰坊陽光融合醫(yī)院影像科 山東濰坊261000

Department of Radiology， Shandong Provincial Corps Hospital of Chinese People's Armed Police Force， Ji'nan 250014， China

Address Correspondence to： SUN Baisheng

E-mail： wujing_radiology@163.com

2016-03-17

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷 第7期：536-539

Chinese Journal of Medical Imaging

2016 Volume 24 （7）： 536-539

目的 分析前交叉韌帶（ACL）撕裂與膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)的相關(guān)性。資料與方法 回顧性分析2014年6月—2015年6月于中國人民武裝警察部隊山東省總隊醫(yī)院行關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)且術(shù)前行患側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI檢查的50例患者，分別測量其髕韌帶與髕骨長軸長度，計算Insall-Salvati指數(shù)，并與對照組50例膝關(guān)節(jié)正常者的MRI資料進行對比分析。結(jié)果 50例ACL撕裂者髕韌帶長度、Insall-Salvati指數(shù)分別為（50.07±6.84）mm和1.17±0.13，對照組髕韌帶長度、Insall-Salvati指數(shù)分別為（44.37±5.91）mm和1.03±0.11，兩組數(shù)據(jù)比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；兩組間髕骨長軸長度差異無統(tǒng)計學(xué)意義［（42.87±4.72） mm比（42.51±4.68） mm，P＞0.05］。在相同性別的病例組與對照組間，髕韌帶長度及Insall-Salvati指數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而髕骨長軸長度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；不同性別病例組間髕韌帶長度、髕骨長軸長度及Insall-Salvati指數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論 Insall-Salvati指數(shù)在男女性別間無明顯差異。ACL撕裂者Insall-Salvati指數(shù)明顯高于正常者，提示Insall-Salvati指數(shù)可以作為評估ACL撕裂的一個重要參數(shù)。

前交叉韌帶；撕裂傷；膝關(guān)節(jié)；磁共振成像

【Key words】Anterior cruciate ligament； Lacerations； Knee joint； Magnetic resonanc imaging

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）撕裂是一種常見的膝關(guān)節(jié)韌帶損傷［1］。ACL撕裂后有多種直接及間接征象，包括ACL消失、不連續(xù)、走行異常以及股骨外側(cè)髁骨挫傷及脛骨平臺后外側(cè)“對吻性”骨挫傷、股骨外側(cè)髁凹陷征、脛骨前移位、外側(cè)半月板后角裸露等［2］。膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)作為評估髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的重要參數(shù)，對其相關(guān)的研究報道較多［3-4］；但國內(nèi)外對于膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)與ACL撕裂的相關(guān)性研究鮮見報道［5］。本文對50例臨床資料完整的ACL撕裂重建病例的術(shù)前MRI資料進行回顧性分析，并與50例正常膝關(guān)節(jié)的MRI資料進行對比，以探討ACL撕裂與膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)的相關(guān)性。

1　資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2014年6月—2015年6月在中國人民武裝警察部隊山東省總隊醫(yī)院行關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)，且術(shù)前行患側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI檢查的50例患者。其中男28例，女22例；年齡12～44歲，平均（26.6±13.3）歲。所有病例均有明確的外傷史，受傷時間與就診時間間隔為2 h～2個月，中位時間為17 d，MRI檢查與關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)時間間隔為2～25 d，中位時間為6 d。所有患者均為單側(cè)發(fā)病，其中右膝29例，左膝21例。同時選取50例年齡匹配、具有正常膝關(guān)節(jié)者的MRI資料（僅膝關(guān)節(jié)少量積液者可納入范圍）作為對照組，其中男30例，女20例；年齡14～44歲，平均（27.1±14.2）歲；均為單側(cè)，右膝31例，左膝19例。排除標準：有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史、髕骨外側(cè)脫位或髕骨不穩(wěn)病史者、膝關(guān)節(jié)其他結(jié)構(gòu)損傷者（包括后交叉韌帶或內(nèi)、外側(cè)副韌帶撕裂、髕韌帶或股四頭肌損傷、半月板Ⅲ級損傷等）以及年齡＞45歲的患者。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Symphony 1.5T超導(dǎo)型MR掃描儀。采用包裹式表面線圈，患者仰臥，腿伸直位，掃描橫斷面、矢狀面和冠狀面，三者均采用自旋回波T1加權(quán)序列（TR 400～450 ms，TE 12 ms）、快速自旋回波T2加權(quán)（TR 3200 ms，TE 90 ms）及脂肪抑制FSE雙回波（TR 3500 ms，TE 16/96 ms），掃描層厚均為3 mm，間距為0.3 mm，視野 180 mm，矩陣為256×256。

1.3 圖像分析 由2名具有10年以上工作經(jīng)驗的骨關(guān)節(jié)影像診斷主任醫(yī)師和主治醫(yī)師共同閱片，協(xié)商解決差異。膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)參照Balcarek等［3］研究標準，在T1WI標準矢狀位上測量髕韌帶長度和髕骨長軸長度（圖1），并計算兩者比值。Insall-Salvati指數(shù)＞1.3則認為髕骨高位。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 18.0軟件，病例組與對照組間計量資料比較采用成組資料t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

病例組與對照組比較，髕韌帶長度、Insall-Salvati指數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；而髕骨長軸長度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，見表1）。相同性別的病例組與對照組間髕韌帶長度及Insall-Salvati指數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；髕骨長軸長度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，見表2）。不同性別病例組間髕韌帶長度、髕骨長軸長度及Insall-Salvati指數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，見表2）。對照組、ACL撕裂病例組圖像分別見圖1～4。

表1　病例組與對照組間相關(guān)參數(shù)比較

表2　不同性別病例組與同性別對照組間相關(guān)參數(shù)比較

圖1　男，29歲，正常志愿者。MRI T2WI壓脂序列矢狀位示形態(tài)、走行及信號均正常的ACL（A）；MRI T1WI標準矢狀位測量膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)，髕韌帶長度為38.97 mm，矢狀位髕骨長軸長度為37.27 mm，Insall-Salvati指數(shù)為1.05（B）

圖2　男，18歲，ACL股骨附著端完全撕裂。MRI T2WI壓脂序列矢狀位示ACL近股骨附著端信號增高，結(jié)構(gòu)紊亂，走行低伏（箭，A）；MRI T1WI序列矢狀位示Insall-Salvati指數(shù)測量值，髕韌帶長度為57.61 mm，矢狀位髕骨長軸長度為43.98 mm，Insall-Salvati指數(shù)為1.31（B）

圖3　女，28歲，ACL完全撕裂。MRI T2WI壓脂序列矢狀位示ACL走行區(qū)結(jié)構(gòu)紊亂，信號增高，無正常韌帶形態(tài)、結(jié)構(gòu)顯示，提示ACL完全撕裂（A）；MRI T1WI序列矢狀位示Insall-Salvati指數(shù)測量值，髕韌帶長度為48.27 mm，矢狀位髕骨長軸長度為35.17 mm，Insall-Salvati指數(shù)為1.37（B）

圖4　男，35歲，ACL股骨附著端完全撕裂，髕骨附著端部分撕裂。MRI T2WI壓脂序列矢狀位示ACL近股骨附著端信號增高，結(jié)構(gòu)紊亂，走行低伏，提示股骨附著端完全撕裂，髕骨附著端信號局限性增高，提示部分撕裂（箭，A）；MRI T1WI序列矢狀位示Insall-Salvati指數(shù)測量值，髕韌帶長度為49.67 mm，矢狀位髕骨長軸長度為42.13 mm，Insall-Salvati指數(shù)為1.18（B）

3　討論

作為最常見的膝關(guān)節(jié)韌帶損傷，ACL可緣于多種不同類型的膝關(guān)節(jié)力學(xué)機制［6］。臨床對髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性與Insall-Salvati指數(shù)的相關(guān)性研究較多，有研究證明髕骨脫位或髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者的膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)均高于正常人群［3］；但臨床對于ACL撕裂與膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)的相關(guān)性研究甚少，僅Lin等［5］對ACL撕裂重建病例的膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)進行了相關(guān)研究。該研究病例均采用常規(guī)膝關(guān)節(jié)屈膝30°X線側(cè)位片來測量膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)，研究結(jié)果提示ACL撕裂者Insall-Salvati指數(shù)為0.99±0.11，而無ACL撕裂者為1.05±0.12，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究采用MRI標準T1WI矢狀位對Insall-Salvati指數(shù)進行測評［3］。結(jié)果顯示，ACL撕裂者平均髕韌帶長度以及膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)均明顯高于對照組，而兩組間平均髕骨長軸長度差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與Lin等［5］研究結(jié)果存在一定的差異，推測原因與研究所用設(shè)備不同有關(guān)。在Lin等［5］的研究中僅采用普通X線側(cè)位片對Insall-Salvati指數(shù)進行測量，不能排除病例組和對照組中合并其他損傷的可能性，如隱性骨折、半月板Ⅲ級損傷、多發(fā)韌帶撕裂及髕骨脫位等；并且Lin等［5］的研究未能將年齡作為一個相關(guān)因素進行分析，而髕骨骺板軟骨位于骨化核周緣，在16～18歲前尚未骨化完成，骺板的增殖帶和初級鈣化帶較薄弱［7］，故在青少年中更易發(fā)生股四頭肌髕骨附著處骺板軟骨輕微撕脫性骨折。常規(guī)X線側(cè)位片通常無法顯示，從而導(dǎo)致髕骨相對低位，進而造成Insall-Salvati指數(shù)減小。而MRI矢狀位掃描較普通X光片可更為清晰地顯示髕韌帶形態(tài)、更為準確地測量其長度［3-4］。本研究采用的MRI掃描設(shè)備可排除病例組和對照組中合并其他損傷而對本研究結(jié)果的影響，故結(jié)果具有更高的準確性。

對于ACL撕裂者Insall-Salvati指數(shù)明顯高于正常膝關(guān)節(jié)者的原因，國內(nèi)外文獻尚無相關(guān)分析。推測導(dǎo)致ACL損傷的相關(guān)因素易于導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)增大。女性較男性更易于發(fā)生ACL撕裂和髕骨高位，即提示存在導(dǎo)致上述2種病變的共同因素［8-10］。本研究推測ACL撕裂者Insall-Salvati指數(shù)明顯增高可能與膝關(guān)節(jié)的相關(guān)解剖學(xué)及生物力學(xué)機制有關(guān)。Opar等［11］研究也已證實女性腘繩肌較男性相對較弱。強大的股四頭肌與較為薄弱的腘繩肌間較大力量差常導(dǎo)致ACL緊張度明顯增加而致其損傷，以上因素同樣易于導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)增大。另一方面，Chiba等［12］對ACL和髕韌帶的聯(lián)合損傷機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)膝關(guān)節(jié)部分屈曲時，急減速可以導(dǎo)致ACL和髕韌帶聯(lián)合損傷；伸膝運動時，股四頭肌強大作用同樣可以致使ACL和髕韌帶聯(lián)合損傷［13］。但由于髕韌帶遠較ACL粗大，因此上述機制更易于導(dǎo)致ACL單獨損傷；同時，股四頭肌的強大回縮拉力也同樣易于對髕韌帶拉伸，從而導(dǎo)致Insall-Salvati指數(shù)相對增大。以上因素的綜合分析提示ACL撕裂與膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)升高具有相同的促進因素。但現(xiàn)階段對于髕骨位置與ACL損傷的機制尚未完全掌握，故仍需進一步研究證實。

盡管髕骨高位更易發(fā)生于女性，但在本研究中，相同性別的病例組與對照組間平均髕韌帶長度、膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義P＜0.05）；而不同性別病例組間兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），提示Insall-Salvati指數(shù)與ACL損傷有關(guān)，而與性別無關(guān)。同時本研究所采用的MRI檢查已排除如股四頭肌損傷、髕骨撕脫骨折、髕韌帶損傷及髕骨外側(cè)脫位等可以導(dǎo)致Insall-Salvati指數(shù)升高的其他因素， 提示應(yīng)用MRI測量的膝關(guān)節(jié)Insall-Salvati指數(shù)可作為判定ACL撕裂的一個獨立參數(shù)。當(dāng)然本研究病例數(shù)量較少，且現(xiàn)階段的研究對于ACL損傷機制尚未完全理解和清晰闡述，故仍需要進一步的深入研究以證實上述推測。

本研究為回顧性研究，已無法獲取所入選病例的身高等相關(guān)參數(shù)來進行綜合評估，而Goldstein等［14］研究證實身高與髕韌帶長度存在一定的相關(guān)性，這需要在以后的病例采集中獲取包括患者身高等相關(guān)信息進行系統(tǒng)分析。

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（本文編輯聞浩）

Correlation of Anterior Cruciate Ligament Laceration and Knee Insall-Salvati Ratio

Purpose To evaluate the correlation between anterior cruciate ligament （ACL laceration and knee Insall-Salvati ratio.Materials and Methods Retrospectively analyzed 50 subjects who were applied MRI and ACL. Patellar tendon and axis length， and th Insall-Salvati ratio were measured and compared with 50 control subjects.Results Averag patellar tendon length and the Insall-Salvati ratio were significantly greater in the study group than those of the control group （50.07±6.84） mm vs. （44.37±5.91） mm； 1.17±0.13 vs. 1.03±0.11 （P＜0.05）. Patella axis length was not significantly different between the two groups （42.87±4.72） mm vs. （42.51±4.68） mm （P＞0.05）. There was significant differenc in average patellar tendon length and the Insall-Salvati ratio between two groups under th condition of the same gender， respectively （P＜0.05）， while there was no statistically difference in average patella axis length （P＞0.05）. There was no significant differenc among those between the two groups under the condition of different gender （P＞0.05 Conclusion There is no significant difference in Insall-Salvati ratio between male and female population. The Insall-Salvati ratio in patients with ACL laceration is significantly higher than that in the normal volunteers. Insall-Salvati ratio may be used as an importan risk parameter for evaluation of ACL laceration.

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.07.016

孫百勝

2015-12-02

R686.5；R445.2