膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者脛骨近端CT值測量的研究進(jìn)展

許超　何友武　范秋平

[摘要] 膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是臨床上骨科較為常見的疾病，在中老年群體中發(fā)病率高，且嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。通過研究測量脛骨近端CT值，比較各部位的CT值的差異，揭示可能存在的致病機(jī)制，對其診療和預(yù)防具有重要的臨床意義。本文通過對膝關(guān)節(jié)脛骨近端的解剖結(jié)構(gòu)、影響CT值測量的因素、不同測量技術(shù)的比較、CT值測量技術(shù)的臨床應(yīng)用等方面的研究，進(jìn)行系統(tǒng)的整理并作一綜述。

[關(guān)鍵詞] 膝關(guān)節(jié)；骨性關(guān)節(jié)炎；脛骨近端；CT值

[中圖分類號] R684.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）24-0165-04

[Abstract] Knee osteoarthritis is a common disease in orthopedics， with high incidence in the elderly population， and seriously affects the quality of life. This study has important clinical significance in its diagnosis and treatment by study of measuring the proximal tibial CT value， comparing the differences in CT values of various parts， and revealing its possible pathogenesis. In article， the anatomical structure of the proximal tibia， the factors that influence the measurement of CT value， the comparison of different measurement techniques， and the clinical application of CT measurement techniques are reviewed and summarized.

[Key words] Knee joint； Osteoarthritis； Proximal tibia； CT value

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis）是臨床上比較常見的疾病之一，初期主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛和關(guān)節(jié)僵硬，一側(cè)或雙側(cè)膝關(guān)節(jié)均可累及，尤其在徒步上下樓梯時臨床表現(xiàn)更加明顯[1]，中老年患者是發(fā)病的高危人群，女性患者往往多于男性，隨病情遷延進(jìn)展可致關(guān)節(jié)面軟骨退變，甚至整個關(guān)節(jié)面乃至周圍軟組織出現(xiàn)不同程度的損傷，導(dǎo)致患者活動受限，嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量[2]。影像學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，為認(rèn)識和診斷該病提供了新的手段，尤其是CT技術(shù)在其中扮演了十分重要的角色。膝關(guān)節(jié)組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，臨床癥狀及發(fā)病機(jī)制也十分復(fù)雜，影響因素較多，往往是多方面因素交互影響作用的結(jié)果，脛骨近端作為重要的組成部分，承擔(dān)了人體的載荷，由于各部位的受力程度不同，是否引起了局部骨質(zhì)的改變，以及在CT數(shù)值上的改變情況等均需要進(jìn)一步研究，通過CT值的變化發(fā)現(xiàn)其潛在的骨量改變，客觀上也對我們在一定程度上認(rèn)識本病的致病機(jī)制具有重要的意義。

1 膝關(guān)節(jié)脛骨近端的解剖學(xué)概述

膝關(guān)節(jié)由脛骨下端、脛骨上端、髕骨、半月板、交叉韌帶等構(gòu)成，是人體最大最復(fù)雜的關(guān)節(jié)[3]。脛骨近端即上端，由寬厚的內(nèi)、外側(cè)脛骨髁組成，也稱脛骨平臺，與股骨內(nèi)外側(cè)髁相連，內(nèi)側(cè)平臺較大，冠狀位與矢狀位均呈凹形，外側(cè)平臺矢狀位呈凸形或平坦，冠狀位上呈凹形，脛骨兩髁之間有髁間隆起，由內(nèi)外側(cè)兩個結(jié)節(jié)構(gòu)成，其前后各有一凹，是膝關(guān)節(jié)交叉韌帶和半月板的附著點(diǎn)[4]。

脛骨近端平臺在股骨下端和脛骨所在的接觸面，其骨性結(jié)構(gòu)主要組成是松質(zhì)骨[5-6]，是膝關(guān)節(jié)承擔(dān)生理負(fù)荷的重要組成，同時也對關(guān)節(jié)功能發(fā)揮起到重要的影響[7-8]。因此，對脛骨近端相關(guān)解剖知識的充分了解，對我們認(rèn)識和研究膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎十分必要，同時也為我們測量膝關(guān)節(jié)脛骨近端CT值打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，只有解剖層次清楚才能在CT值測量中盡可能的避免出現(xiàn)誤差，因此具有至關(guān)重要的影響，必須引起十分的重視。

2 影響CT值測量的因素

在CT值測量的過程中，必然會充斥著各種各樣的影響因素，因此在測量之初就應(yīng)該全面考慮，予以規(guī)避。例如性能優(yōu)良的CT設(shè)備，熟練的掌握CT值測量技術(shù)，專業(yè)人員的指導(dǎo)，先進(jìn)影像系統(tǒng)等，這些因素都是可以控制的，只要精心組織和安排就可以將影響降到最低。但是，有些方面的因素對CT值測量的精確性有巨大的影響，在實(shí)際的操作過程中，需要我們細(xì)致、全盤、充分的考量，將誤差盡量縮小到可以接受的合理范圍。

Bemben DA等[9]研究認(rèn)為創(chuàng)傷性損傷可以引起下肢骨量的改變，因此在CT值測量的過程中要將創(chuàng)傷性損傷的患者排除，包括骨折、隱匿性骨折、骨挫傷等創(chuàng)傷性損傷都應(yīng)予以排除，因?yàn)樵谶@種應(yīng)急狀態(tài)中，骨量也會由于應(yīng)激產(chǎn)生微妙的變化，因此需要警惕，避免引起CT值測量時出現(xiàn)失誤，從而避免引起不必要的測量誤差。Harrington J等[10]研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)濕性疾病、糖皮質(zhì)激素長期作用可導(dǎo)致骨量發(fā)生改變，并且對骨的微結(jié)構(gòu)也存在影響，故而在CT值測量時也盡量將此類研究對象排除在外，避免受到影響。Simon D等[11]通過研究也發(fā)現(xiàn)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎對骨量有影響，長期反復(fù)的炎癥刺激，對骨質(zhì)的侵蝕和破壞，對研究骨量的改變十分不利，并且認(rèn)為年齡和性別在骨量改變和骨的微結(jié)構(gòu)的變化中也起重要作用。機(jī)體隨著年齡的增長，由于各種因素的影響，引起骨量的丟失，這種情況在女性群體中顯現(xiàn)的更為明顯，Yavropoulou MP等[12]研究表明，絕經(jīng)后女性骨量變化更加明顯，由于內(nèi)分泌系統(tǒng)的重調(diào)，短期內(nèi)各種激素出現(xiàn)了紊亂，使得骨質(zhì)也出現(xiàn)變化。Reina N等[13]發(fā)現(xiàn)體重超重也對骨量的改變起到了重要影響，因?yàn)殡S著體重的增長，骨的應(yīng)力發(fā)生改變，相應(yīng)骨結(jié)構(gòu)及骨量也重新調(diào)整，承重部分的骨在長期的應(yīng)力作用下變的堅(jiān)固，相應(yīng)的受力小的部分就顯得較為疏松。endprint

Wang Z等[14]發(fā)現(xiàn)他汀類藥物對骨量也有影響，主要表現(xiàn)為增加骨量，保持骨骼處于健康的狀態(tài)，但也使骨量發(fā)生了改變，從而對我們的CT值測量不利，成為影響的因素。Zanocco KA等[15]發(fā)現(xiàn)原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)對骨量也有重要的影響，甲狀旁腺激素是重要的激素，調(diào)節(jié)人體的血鈣水平，促進(jìn)或抑制破骨活動，在很大程度上影響了局部的骨量。Fan P等[16]研究發(fā)現(xiàn)胃癌對骨密度的改變影響巨大，晚期胃癌發(fā)生骨轉(zhuǎn)移后，造成局部骨質(zhì)破壞以及不正常的成骨活動，對局部乃至全身骨量影響巨大，臨床上各種類型的腫瘤，對骨質(zhì)及骨量均有重大的影響，在篩選時需要十分注意。

膝關(guān)節(jié)脛骨近端的CT值測量實(shí)際上是在測量局部的骨密度值，因而需要注意的影響因素是復(fù)雜而且多方面的，在測量之初就應(yīng)該精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將各種影響骨量改變的因素予以排除，如排除各種急慢性的創(chuàng)傷、藥物影響、遺傳代謝性疾病、腫瘤等。以便選取合適的研究對象，這樣才能取得相對可信的結(jié)果。

3 不同的測量技術(shù)的比較

影像學(xué)技術(shù)是常用的檢查方法，可準(zhǔn)確的觀察到疾病的病變部位，發(fā)現(xiàn)異常的改變，通過分析為我們診治疾病提供依據(jù)，在臨床中有重大的意義。當(dāng)前比較常用的如超聲多普勒技術(shù)、X線、CT、MRI等技術(shù)，每種技術(shù)均有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，在脛骨近端骨密度的測量過程中，應(yīng)綜合權(quán)衡利弊，合理的選用影像技術(shù)，是十分必要的。

CT技術(shù)也是一種重要影像學(xué)手段，在骨科相關(guān)疾病中經(jīng)常采用X線和CT平掃等檢查方法，CT平掃包括二維、三維重建，二維重建可以很好的發(fā)現(xiàn)諸如骨折部位、有無移位等，但仍然很難獲得最準(zhǔn)確的影像學(xué)表現(xiàn)，對疾病的診治存在一定程度的影響。丁明勇等[17]發(fā)現(xiàn)采用CT技術(shù)，尤其是三維重建技術(shù)，可以獲得骨折斷端的立體信息，從三維立體的角度了解骨折的情況，極大地保證了診斷的準(zhǔn)確性，也增加了對診療的指導(dǎo)作用。丁燕萍等[18]研究發(fā)現(xiàn)CT技術(shù)獲得的影像學(xué)圖像表現(xiàn)更加客觀，可以從橫斷面、冠狀面、矢狀面等不同的層面來觀察病變部位，更加具體且簡單方便。X射線技術(shù)作為傳統(tǒng)的診斷技術(shù)，容易造成結(jié)構(gòu)的重疊，雖然可以直觀地了解有無病變，但很難多角度觀察，對骨折的移位情況及相關(guān)細(xì)節(jié)難以精確的反映出來[19]，對隱匿的損傷難以發(fā)現(xiàn)，很難對骨密度的改變情況進(jìn)行定量分析。三維重建是一種新型的診斷技術(shù)[20]，可在觀察部位獲得立體的解剖，并且融合了影像學(xué)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)[21]，通過配套的系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，可獲得高質(zhì)量的影像資料。該技術(shù)包括容積再現(xiàn)、快速多平面重建、最大密度投影等方式[22]，在臨床診療中普遍采用。多層螺旋CT可任意、回顧性的重建，短時間內(nèi)高速掃描，且分辨率高，這是平片和傳統(tǒng)CT不具備的優(yōu)勢[23]。定量計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（QCT）是一種測量松質(zhì)骨（骨小梁）的礦物質(zhì)含量的準(zhǔn)確方法[24-26]，基于三維CT重建技術(shù)的基礎(chǔ)上，可在三維圖像上測定目標(biāo)部位的骨組織，且是分割部位的平均值，準(zhǔn)確性較其他技術(shù)顯著提高。

DR片雖然明顯提高了成像的質(zhì)量，但依然存在圖像重疊的問題，且有偽影，沒有CT強(qiáng)大的圖像后處理功能等優(yōu)勢[27]，所以應(yīng)用也比較局限。相比較前面的影像技術(shù)，MRI技術(shù)也是一種常用的診斷技術(shù)，尤其是MR-T2 mapping成像定量技術(shù)[28]可以早期發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨的異常改變，為早期診斷關(guān)節(jié)軟骨病變提供依據(jù)，MRI可以很好的反應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)，層次清楚，通過高低信號顯影可很好的了解組織的局部情況，易于發(fā)現(xiàn)病灶，即使是隱匿的損傷。Kester BS等[29]研究發(fā)現(xiàn)通過運(yùn)用MRI技術(shù)，對膝關(guān)節(jié)的軟骨厚度進(jìn)行測量，可以幫助區(qū)分其病理狀態(tài)下膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的病變嚴(yán)重程度，并通過其T1ρ/T2技術(shù)對股骨遠(yuǎn)端后外側(cè)髁、遠(yuǎn)端后內(nèi)側(cè)髁、后內(nèi)側(cè)髁、后外側(cè)髁等4部分的軟骨厚度進(jìn)行測量來評估疾病的病變階段及其嚴(yán)重程度，并證實(shí)該技術(shù)對各期膝關(guān)節(jié)炎患者病變軟骨均能進(jìn)行測量，對診療提供有價值的臨床信息。Ruschke S等[30]則通過運(yùn)用MRI技術(shù)中的3D TIMGRE序列來測量兒童椎體骨髓內(nèi)脂肪密度分?jǐn)?shù)的變化，并通過長期測量研究發(fā)現(xiàn)兒童椎體骨髓內(nèi)脂肪密度分?jǐn)?shù)的變化與性別差異的關(guān)系不大，可能與年齡的的變化存在相關(guān)性。Kim HN等[31]通過對骶髂關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行MRI檢查，并測量測量其腰椎、股骨頸、髖關(guān)節(jié)的骨密度，并將結(jié)果與X線平片上所反映的病變嚴(yán)重程度進(jìn)行比較，運(yùn)用多因素分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)深部存在的炎癥病變是骨密度降低的獨(dú)立危險因素。Seifert AC等[32]則使用了SIR零回波時間的MRI技術(shù)，對所研究的對象進(jìn)行脛骨的MRI檢查并進(jìn)行數(shù)據(jù)資料分析后證實(shí)該技術(shù)是一種新的骨密度測量方式，能在無破壞的情況下對骨基質(zhì)的密度進(jìn)行測量，但對其精確性并未有所涉及，在實(shí)際測量中是否可以采用也值得考量。雖然MRI技術(shù)是臨床中常用的一種影像技術(shù)，但由于其成本較高，且要求高，學(xué)習(xí)時間及學(xué)習(xí)曲線長，精確性易受各種混雜因素的影響等，因此對于骨的密度測量，臨床上更加傾向于選擇CT，不受時間限制，同時可以立體的測量各個部位的CT值，精確度高，既簡單也便于操作，而且經(jīng)濟(jì)成本較低。

4 CT測量技術(shù)的臨床應(yīng)用

臨床中CT測量技術(shù)的應(yīng)用非常普遍，涉及到各個方面，在骨科研究中也應(yīng)用的十分廣泛。Wagner SC等[33]將CT平掃技術(shù)應(yīng)用到前臂骨密度的測量中，并指出手腕部CT掃描測量技術(shù)是發(fā)現(xiàn)前臂低骨密度的一種新的篩選方法。陳強(qiáng)[34]也通過CT定量測量技術(shù)測量前交叉韌帶損傷后膝關(guān)節(jié)周圍區(qū)域的骨密度，通過測量股骨內(nèi)外側(cè)髁，脛骨平臺內(nèi)外側(cè)髁，預(yù)期前交叉韌帶股骨骨道及其中點(diǎn)的骨密度值，發(fā)現(xiàn)各部位的骨密度均有下降。Ziemlewicz TJ等[35]通過隨機(jī)的CT平掃和CT增強(qiáng)掃描的方法，比較了股骨近端各部位的骨密度，證實(shí)該技術(shù)對骨質(zhì)疏松癥的篩選有重要的意義。秦迪等[36]也在脛骨近端平臺骨密度的測量中運(yùn)用了CT測量技術(shù)中的QCT技術(shù)，通過測量脛骨近端平臺軟骨下區(qū)域各測量部位的骨密度值，發(fā)現(xiàn)了各個部位的骨的密度確實(shí)存在差異，且由于長期的壓力負(fù)荷，力線發(fā)生轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)受力較大，因此局部骨密度值較高，在一定程度上也說明了內(nèi)側(cè)間室疼痛的發(fā)生的原因。目前，將CT測量技術(shù)應(yīng)用到脛骨近端的CT值測量中尤其是進(jìn)行細(xì)致測量研究的報(bào)道不多，通過我們認(rèn)真的學(xué)習(xí)相關(guān)知識，精心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)用定量CT測量技術(shù)測量脛骨近端平臺各部位的CT值，發(fā)現(xiàn)各部位的骨密度的差異，發(fā)現(xiàn)其與膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)改變的相關(guān)性，從而發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疼痛、僵硬、活動受限等臨床癥狀發(fā)生的原因及其致病機(jī)理，對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的診療具有重要的臨床意義。當(dāng)前我們從事的相關(guān)工作并不夠，運(yùn)用CT相關(guān)的測量技術(shù)，如Micro-CT，μ-CT，F(xiàn)orce開源CT等新興的CT技術(shù)，通過對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的脛骨近端的骨密度實(shí)行CT測量，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，也許將為我們認(rèn)識該疾病提供新的途徑和視野。endprint

綜上所述，CT測量技術(shù)在脛骨近端平臺的研究中具有重要的優(yōu)勢，而膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是一項(xiàng)重要的臨床研究課題，只要合理應(yīng)用這一技術(shù)，排除影響CT測量的相關(guān)因素，并進(jìn)行精心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過分析所獲得的脛骨平臺近端各部位骨密度的CT值，對我們探究膝關(guān)節(jié)在長期的受力過程中，膝關(guān)節(jié)是否發(fā)生沉降、以及相關(guān)臨床癥狀出現(xiàn)的原因、對診療技術(shù)的創(chuàng)新提供新的依據(jù)等都有重要的意義。希望有更多骨科同仁來進(jìn)行細(xì)致的研究，以期對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的診療和預(yù)防提供新的決策依據(jù)。

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（收稿日期：2017-05-16）endprint