脛骨結(jié)節(jié)-后十字韌帶距離定位髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者脛骨結(jié)節(jié)位置的研究

郭瑞 劉爍 郭華 吳廣巍 郭棟 李坤*

(1.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院骨科中心關(guān)節(jié)與運動醫(yī)學(xué)病區(qū)，烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院放射影像中心，烏魯木齊 830000)

髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)（patellofemoral instability,PI）指髕骨不能在股骨滑車溝內(nèi)正?；瑒樱贵x骨一次或多次發(fā)生半脫位、脫位、髕骨滑動軌跡異常，而產(chǎn)生的一系列癥狀的疾病[1]，是骨科運動醫(yī)學(xué)常見的疾病[2]。常導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)軟骨面磨損，甚至出現(xiàn)退行性變，進(jìn)而出現(xiàn)膝前痛、膝關(guān)節(jié)不適、髕股關(guān)節(jié)摩擦音、交鎖感、髕骨錯動感及上下樓或蹲起困難等癥狀[3]。PI保守治療失敗后，常需要手術(shù)治療。手術(shù)治療的思路通常包括近端軟組織修復(fù)，如內(nèi)側(cè)髕股韌帶（medial patellofemoral ligament,MPFL）的修復(fù)，另一思路為脛骨結(jié)節(jié)的矯正，通常行遠(yuǎn)端骨性矯正，內(nèi)移距離常需參考TT-TG距離[4]。最近Seitlinger等[5]描述通過MRI測量脛骨結(jié)節(jié)-后十字韌帶（tibial tubercle-posterior cruciate ligament,TT-PCL）距離的方法，將TT-PCL距離定義為髕韌帶插入的中點與PCL的內(nèi)側(cè)邊界之間的距離，測量距離平行于脛骨后髁線。該研究將TT-PCL距離作為一個新的參考指標(biāo)，來評價脛骨結(jié)節(jié)相對的外移程度，為臨床上脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)移提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2016年12月至2017年12月于我院住院的髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者20例為觀察組，其中男4例，女16例，年齡11～44歲，平均（24.1±10.5）歲，左膝11例，右膝9例，復(fù)發(fā)性髕骨脫位10例，習(xí)慣性髕骨脫位10例。納入標(biāo)準(zhǔn)：確診為髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在MRI、CT檢查禁忌證患者，包括身體內(nèi)裝有心臟起搏器及神經(jīng)刺激器的患者，體內(nèi)有動脈瘤夾的患者，眼球內(nèi)金屬異物患者，高燒患者，昏迷、神志不清、精神異常、嚴(yán)重外傷、幽閉恐懼癥患者；②多發(fā)韌帶損傷，骨關(guān)節(jié)炎，髕骨骨折或二分髕骨患者；③既往行膝關(guān)節(jié)骨性手術(shù)，膝關(guān)節(jié)畸形，髕骨不協(xié)調(diào)（髕骨傾斜＞20°），髕股關(guān)節(jié)軟骨損傷3和4級（ICRS評分）患者；④不宜接觸X射線者，如孕婦、血液系統(tǒng)疾病患者。

選取2016年12月至2017年12月于我院因膝關(guān)節(jié)慢性疼痛住院的患者20例為對照組，其中男9例，女11例，年齡19～74歲，平均（36.2±13.8）歲，左膝12例，右膝8例。納入標(biāo)準(zhǔn)：存在任何膝關(guān)節(jié)慢性疼痛，但無髕骨脫位或髕骨半脫位病史的住院患者。排除所有存在MRI、CT檢查禁忌證患者。

1.2 C T技術(shù)

所有研究對象均佩戴X射線鉛帽、鉛圍裙、鉛衣，覆蓋膝關(guān)節(jié)5 cm以上。受試者仰臥CT檢查床上，雙膝處于伸展位置，雙下肢保持中立位。采用320排螺旋CT，先進(jìn)行常規(guī)掃描定位，然后進(jìn)行平掃，掃描范圍以髕骨為中心點，自髕骨上緣以上2～3 cm至脛骨結(jié)節(jié)下緣以下2～3 cm，層厚1.0 mm，間隔0.7 mm。

1.2 M R I技術(shù)

所有研究對象均在配有專用膝關(guān)節(jié)線圈（HDTR膝關(guān)節(jié)）的Signa HDxt 1.5-T系統(tǒng)設(shè)備（GE Medical Systems）上獲得MRI?；颊哐雠P位，足先進(jìn)，線圈中心對陣髕骨下緣水平，膝關(guān)節(jié)處于專用膝關(guān)節(jié)線圈所允許的最大伸展位置。分析矢狀T2（FRFSE-XL），冠狀T2（FRFSE-XL）和軸向 T2（FRFSE-XL）序列。矢狀T2加權(quán)圖像：重復(fù)時間3400 ms，回波時間45 ms，矩陣320×256，激勵次數(shù)2，視野17.0 cm，接受帶寬31.25 kHz，回波鏈長度12，層厚3.5 mm，空間分辨率0.5 mm。冠狀T2加權(quán)圖像：重復(fù)時間3667 ms，回波時間45 ms，矩陣288×224，激勵次數(shù)2，視野17.0 cm，接受帶寬31.25 kHz，回波鏈長度12，層厚3.0 mm，空間分辨率0.6 mm。軸向T2加權(quán)圖像：重復(fù)時間4917 ms，回波時間45 ms，矩陣288×224，激勵次數(shù)2，視野16.0 cm，接受帶寬31.25 kHz，回波鏈長度12，層厚3.0 mm，空間分辨率0.3 mm。

1.4 測量

1.4.1 TT-TG距離的測量：CT測量TT-TG距離，將CT測得的圖像數(shù)據(jù)傳入圖像融合技術(shù)軟件（GE公司Image Combination V6.4.52e圖像融合技術(shù)軟件）中，在膝關(guān)節(jié)的軸位圖像上選擇兩個特殊的掃描平面。第一個掃描平面被稱為“參考平面”，在股骨滑車的近端，第一掃描平面穿過股骨滑車的關(guān)節(jié)軟骨。定位的方法是在股骨外側(cè)關(guān)節(jié)面上的軟骨下骨，在這個掃描平面上可以看到輕度硬化，或者股骨髁間窩頂呈現(xiàn)“羅馬拱門”的形態(tài)。第二個掃描平面為脛骨結(jié)節(jié)近端平面，為骨性標(biāo)志。將上述兩個掃描平面通過圖像處理軟件疊加得到新的圖像，在新的圖像上以股骨后髁的切線作為基準(zhǔn)線標(biāo)記，然后分別過股骨滑車最低點和脛骨結(jié)節(jié)中心點作股骨后髁切線的垂線，兩條垂線的距離即為TT-TG距離（圖1），單位為毫米。工作站采用精度0.01 mm標(biāo)尺進(jìn)行測量。

圖1 TT-TG示意圖

1.4.2 TT-PCL距離的測量：MRI測量TT-PCL距離，將MRI測得的圖像數(shù)據(jù)傳入圖像融合技術(shù)軟件（GE公司Image Combination V6.4.52e圖像融合技術(shù)軟件）中，于膝關(guān)節(jié)軸位圖像上選取3個特殊的掃描平面。第一個掃描平面稱為“參考平面”，選取軸位圖像上脛骨平臺關(guān)節(jié)面以下、腓骨頭上方的層面，作出脛骨后髁切線；第二個掃描平面的選取是在軸位圖像上后交叉韌帶與脛骨內(nèi)側(cè)髁接合處，為可清楚地識別后交叉韌帶的最深層面，在后交叉韌帶內(nèi)側(cè)緣作標(biāo)記點；第三個掃描平面為髕韌帶完全顯露的平面，標(biāo)記髕韌帶的中心點。將上述3個掃描平面通過軟件進(jìn)行疊加得到一張新的圖像，在此新圖像上以脛骨后髁切線作為參考線，然后分別過后交叉韌帶的內(nèi)側(cè)緣和髕韌帶的中點作上述參考線的垂線，兩條垂線的距離即為TT-PCL距離（圖2），單位為毫米。工作站采用精度0.01 mm標(biāo)尺進(jìn)行測量。

1.5 質(zhì)量控制

圖像分析在沒有確定患者診斷的情況下進(jìn)行。所有的膝關(guān)節(jié)測量均由兩位固定檢查員完成，要求一位檢查員為具有至少5年經(jīng)驗的骨科膝關(guān)節(jié)外科醫(yī)生，另一位為具有至少5年經(jīng)驗的肌肉骨骼放射科醫(yī)師。所有測量同時進(jìn)行，對每位患者使用相同的標(biāo)志。以此減少測量之間界標(biāo)選擇引起的偏差和混雜因素。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料以均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組TT-TG距離比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。兩組TT-PCL距離比較，差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001，表1）。

圖2 TT-PCL示意圖

3 討論

有研究[5,6]發(fā)現(xiàn)PI好發(fā)于運動較多的青少年，以女性多見，特別是10～17歲女性發(fā)生PI的風(fēng)險較高。另有研究[6,7]顯示性別不是PI的危險因素，年齡（15～19歲）、非洲裔美國人和白種人被認(rèn)為是PI的危險因素。有研究[7,8]報道，在需要骨科治療的膝關(guān)節(jié)損傷中，PI占2%～3%，在人群中發(fā)病率為29/100000。

PI的發(fā)生與髕骨形態(tài)發(fā)育異常有密切相關(guān)性，形態(tài)發(fā)育異常包括高位髕骨（C-D指數(shù)＞1.2）、股骨滑車發(fā)育不良、股四頭肌發(fā)育不良(髕骨傾斜角度＞20°)及脛骨結(jié)節(jié)過度外偏[9]。25%～50%的PI患者存在高位髕骨[9,10]。股骨滑車發(fā)育不良在PI患者中的比例為85%，此外，脛骨結(jié)節(jié)過度外偏可在膝關(guān)節(jié)屈曲時對髕骨產(chǎn)生向外的側(cè)向拉力[9]。因PI缺乏特征性體征表現(xiàn)，診斷時需綜合分析病史、體格檢查及影像學(xué)檢查，所以影像學(xué)的檢查對髕骨不穩(wěn)的診斷起著關(guān)鍵性的作用。PI的診斷及治療中反應(yīng)髕骨外向剪切力的研究早期是通過測量Q角大小來表示，后來研究[11]發(fā)現(xiàn)Q角受膝關(guān)節(jié)屈曲角度、足外旋角度、股四頭肌緊張度等因素的影響致測量誤差較大。Cooney[12]認(rèn)為，本質(zhì)上，Q角是髕骨、骨盆和脛骨之間關(guān)系的量度，對于髕股關(guān)節(jié)，Q角沒有提供直接的信息。

Goutallier[13]提出解剖學(xué)上脛骨結(jié)節(jié)位于股骨滑車的外側(cè)，所以TT-TG可以反映施加于髕股關(guān)節(jié)的外翻矢量，TT-TG距離逐漸被應(yīng)用于臨床中，TT-TG距離在解剖學(xué)上被認(rèn)為是PI的一個獨立因素，是PI診斷中測量方法的金標(biāo)準(zhǔn)之一[12]。目前國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為TT-TG距離作為指導(dǎo)臨床上行脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)移術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。但TT-TG距離可能受到種族遺傳的影響。同時，TT-TG距離是脛骨結(jié)節(jié)外偏（或相對外偏）和膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的合并度量值，用來量化脛骨結(jié)節(jié)的位置，存在誤差。有研究[5]發(fā)現(xiàn)，被定義為TT-TG距離增大（≥20 mm）的病理性膝關(guān)節(jié)中有43%（17/40）的患者脛骨結(jié)節(jié)的位置是正常的。TT-TG距離的測量值還受到膝關(guān)節(jié)屈曲程度變化的影響，并且此項影響因素不易控制和消除，對TT-TG距離值產(chǎn)生誤差。同時，TT-TG距離存在對異常解剖結(jié)構(gòu)識別的缺陷。股骨滑車發(fā)育不良會影響TT-TG距離的測量，TT-TG距離還受到股骨滑車自身的旋轉(zhuǎn)（如股骨前傾角的增加）的影響，無法區(qū)分髕股關(guān)節(jié)異常時TT-TG距離增大的原因是脛骨結(jié)節(jié)外偏亦或是股骨滑車自身的旋轉(zhuǎn)[14,15]。Monk等[16]經(jīng)研究得出結(jié)論，TT-TG距離在14.5 mm以上便存在PI的風(fēng)險。研究[17]表明TT-TG距離增大＞20 mm時，是臨床上行脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)移術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。

表1 兩組測量數(shù)值比較（， n=20， m m）

表1 兩組測量數(shù)值比較（， n=20， m m）

項目TT-TG距離TT-PCL距離對照組13.025±4.084 17.965±3.727觀察組18.405±2.786 21.995±4.568 t值4.866 3.057 P值＜0.001 0.004

Seitlinger等[5]研究發(fā)現(xiàn)對照組平均成人TT-PCL距離為（19.8±3.3）mm，不穩(wěn)定組為（26.0±1.8）mm，得出24 mm為成人PI的閾值。隨著后續(xù)進(jìn)一步的研究[18]，國外學(xué)者認(rèn)為TT-PCL距離正常范圍為7～17 mm，超過20 mm被認(rèn)為是病理性。對于兒童的研究，國外一項對566例髕骨不穩(wěn)定患兒的研究[19]中，觀察到正常兒童平均TT-PCL距離為19.9 mm，PI患兒平均TT-PCL距離為21 mm，并觀察到隨著研究對象年齡的增加，TT-PCL距離顯著增加。Seitlinger等[5]認(rèn)為臨床上選擇的用于鑒別PI患者的TT-PCL距離是優(yōu)秀的參數(shù)，TT-PCL距離是確定脛骨結(jié)節(jié)橫向移位的替代方法，其不受膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)或滑車形狀的影響。Anley等[20]對141例臨床存在顯著髕股關(guān)節(jié)疼痛或關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)31%（44/141）的TTTG異常患者中，只有25%（11/44）是真實存在TT側(cè)偏的（TT-PCL＞24 mm），Anley等分析測量值異常的原因，可能是存在真實的TT側(cè)偏（通過TT-PCL異常證實）；或是由于膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)增加，導(dǎo)致了TT-TG值的增加，而其TT-PCL是正常的；亦或者上述兩者同時存在，Anley等認(rèn)為TT-PCL是TT的真實側(cè)偏值，而TT-TG是真實側(cè)偏與膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的混合測量值。本研究中驗證TT-TG距離和TT-PCL距離對診斷PI都具有重要意義。但TT-TG仍存在一些缺陷。本研究觀察組中有1例患者TT-TG值為11.2 mm，屬于正常范圍，測量TT-PCL距離為21.4 mm，＞20 mm的閾值；觀察組剩余19例患者TT-TG距離均＞14.5 mm，但其中有13例患者TT-PCL值＞20 mm，有6例患者TT-PCL值＞24 mm，真實側(cè)偏率為31%（6/19），高于Anley等得到的25%的真實側(cè)偏率。本研究在進(jìn)行TT-PCL距離測量的過程中，以PCL作為參考點，易定位，而TT-TG距離滑車溝參考點的定位需要高年資影像科醫(yī)師指導(dǎo)。Brady認(rèn)為[21]TT-PCL因其測量的簡單性，值得推廣，但TT-PCL的研究時間仍然較短，目前文獻(xiàn)仍然支持TT-TG作為評估PI的最佳參數(shù)，其認(rèn)為雖然TT-PCL測量脛骨結(jié)節(jié)的側(cè)偏比TT-TG簡單，但前者需要在MRI上取3個軸位圖像的組合，而后者只需要兩個軸位圖像，對于經(jīng)驗豐富的影像醫(yī)師，TT-TG測量更加快捷。Heidenreich等[22]認(rèn)為，TT-PCL測量不受股骨影響，它能代表TT側(cè)偏化的準(zhǔn)確測量值，其可能有助于評估脛骨結(jié)節(jié)截骨術(shù)中的內(nèi)移需求。通過MRI測量TT-PCL距離的方法，作為一個新的參考指標(biāo)，可用來評價脛骨結(jié)節(jié)相對的外移程度，為臨床上脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)移提供參考依據(jù)。

本研究也存在不足之處：樣本量較小，故結(jié)果可參考性有限，還需要繼續(xù)進(jìn)行大樣本多中心的研究來證實TT-PCL距離對PI診斷的指導(dǎo)作用，本研究沒有對膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行測量，沒有分析膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度對TT-TG距離的影響，而TT-PCL因其定義、參考點選擇的優(yōu)勢，不受膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動或滑車形狀的影響。

綜上所述，病理性TT-TG距離的異常是鑒別髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的一個很好的參數(shù)，雖然其有諸多缺點，并且測量準(zhǔn)確性受到質(zhì)疑，但目前TT-TG距離值對診斷PI有重要意義。TT-TG異常的患者，是否行遠(yuǎn)端骨重建手術(shù)，仍需進(jìn)一步分析，隨著TT-PCL距離被提出，TT-PCL對TT-TG距離異常的患者，有指導(dǎo)其是否需要行遠(yuǎn)端骨重建手術(shù)的作用，同時TT-PCL距離是確定脛骨結(jié)節(jié)橫向位移的替代方法，相信隨著更深層次的研究，TT-PCL對診斷PI會有更為重要的意義，尤其是其對骨性手術(shù)的指導(dǎo)作用。