伸膝位和輕度屈膝位對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR橫斷面測量指標(biāo)的影響

劉麗思 鄭卓肇

髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是青少年膝關(guān)節(jié)疼痛和/或膝關(guān)節(jié)活動功能障礙的最常見原因之一， 影像學(xué)常被用于輔助診斷和評估病變嚴(yán)重程度［1-3］。鑒于MR 成像所具有的良好組織對比、 全面評估骨肌病變能力以及無輻射傷害性，MRI 已成為髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的優(yōu)選影像技術(shù)［1,3-12］。其中，基于 MR 橫斷面的多項定量測量被廣泛應(yīng)用于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)，這些測量指標(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、髕骨外移度及股骨滑車與脛骨結(jié)節(jié)的水平距離（tibial tuberosity-trochlear groove distance，TTTG）。

傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)MRI 一般采用伸膝位， 因此上述這些基于MR 橫斷面的定量指標(biāo)一般在伸膝狀態(tài)下測量［13-15］。不過，隨著近年來線圈技術(shù)的發(fā)展，多通道膝關(guān)節(jié)專用線圈被越來越多地應(yīng)用于臨床， 這種趨勢導(dǎo)致臨床膝關(guān)節(jié)MR 成像逐漸由傳統(tǒng)伸膝位掃描轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈膝位掃描（屈約20°）。同時，由于輕度屈膝位（屈膝小于 20°～30°）被普遍認(rèn)為是髕股關(guān)節(jié)最不穩(wěn)定時的體位［11,12,16］，因此很多文獻(xiàn)推薦使用輕度屈膝位MRI 檢查髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定。然而，這種膝伸屈角度的轉(zhuǎn)變是否會影響上述基于MR 橫斷面的各項定量測量，目前少有文獻(xiàn)關(guān)注。本研究假設(shè)伸膝位和輕度屈膝位MR 掃描會影響上述基于MR 橫斷面的各項定量測量， 通過比較正常志愿者的伸膝位和輕度屈膝位（屈約20°）MR 掃描，以確定膝關(guān)節(jié)伸屈對上述基于MR 橫斷面的各項定量測量的影響。

資料與方法

1.一般資料

本研究選擇了25 名健康學(xué)生志愿者（男12 例，女 13 例，年齡范圍 19～27 歲， 平均 24.61±2.52歲），共50 例膝關(guān)節(jié)，分別在伸膝位和輕度屈膝位（屈約 20°） 接受了膝關(guān)節(jié) MR 掃描。所有志愿者均無膝關(guān)節(jié)疼痛、外傷、不穩(wěn)或手術(shù)病史。

2.檢查方法

所有志愿者的MR 掃描均在3.0 T 磁共振掃描儀（Magnetom Trio with TIM system，Siemens）上完成， 常規(guī)使用配備的四通道柔性表面線圈。首先，志愿者平臥、受檢膝完全伸直，進(jìn)行橫斷面快速自旋回波的脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)掃描， 掃描范圍包全髕骨、股骨滑車及脛骨結(jié)節(jié)。

掃描參數(shù)如下：TR 3000 ms，TE 31 ms， 視野160 mm×160 mm，矩陣 256×205，層厚 4 mm，層間距 0.4 mm，體素大小 0.8 mm×0.6 mm×4.0 mm。掃描完成后， 在志愿者的膝關(guān)節(jié)下方放置一個自制的支撐物（隨機(jī)配備柱狀物擱置于腘窩處，周圍加沙包及海綿墊支撐，使膝關(guān)節(jié)中立位，保持體位固定）， 使膝關(guān)節(jié)屈曲約20°， 再次重復(fù)掃描上述的橫斷面序列，掃描參數(shù)同上。

3.數(shù)據(jù)處理

所有圖像傳輸至PACS 系統(tǒng)（Centricity RIS CE 3.0，GE），所有圖像測量均在圖像工作站（Centricity Radiology RA 600，GE）上進(jìn)行，并由兩名放射醫(yī)師分別獨立完成。對于伸膝位和輕度屈膝位的橫斷面圖像，均測量股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度及TTTG 六項指標(biāo)。

股骨滑車面對稱性（圖1）、股骨外側(cè)滑車傾斜度（圖2）和股骨滑車深度（圖3）的測量均選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面， 以低信號的軟骨下骨板為測量基準(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4）。髕骨外移度（圖5）需要利用兩幅橫斷面，分別是最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面（確定內(nèi)側(cè)滑車最凸點）及經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面（確定髕骨內(nèi)側(cè)軟骨邊緣）。TTTG （圖 6）也需要利用兩幅橫斷面，分別是最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面（確定滑車凹軟骨下骨板的最凹點）及經(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）。

4.統(tǒng)計分析

MR 各測量值均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用配對樣本 t 檢驗比較，采用 SPSS 13.0 軟件（SPSS Inc.，Chicago，IL） 進(jìn)行統(tǒng)計分析，P＜0.05 為差異有顯著性。兩名醫(yī)生間的一致性采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（interclass correlation coefficient，ICC）分析，ICC 值小于 0.40 表示一致性較差，ICC 值在 0.40～0.75之間為一致性尚可，ICC 值大于0.75 為一致性較好。

結(jié) 果

1.伸膝位和輕度屈膝位MR橫斷面測量值比較

圖1 股骨滑車面對稱性測量圖（伸膝位）。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上，選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面，以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。L 為外側(cè)滑車面長度，M 為內(nèi)側(cè)滑車面長度，股骨滑車面對稱性為M/L 圖2 股骨外側(cè)滑車傾斜度測量圖（伸膝位）。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上，選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面，以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。股骨外側(cè)滑車傾斜度（α）是指股骨外側(cè)滑車與雙側(cè)股骨后髁連線的夾角 圖3 股骨滑車深度測量圖（伸膝位）。在脂肪抑制FSE PDWI橫斷面圖像上，選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面，以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。D 為雙側(cè)股骨后髁連線，A、B、C 分別為股骨外側(cè)滑車最凸點、滑車溝最凹點及內(nèi)側(cè)滑車最凸點至D 的垂直距離，滑車深度為（A+C）/2-B 圖4 髕骨傾斜角測量圖（伸膝位）。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上，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（α） 圖5 髕骨外移度測量圖（伸膝位）。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上，a)最早出現(xiàn)股骨滑車軟全覆蓋的橫斷面；b)經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面。A 為股骨后髁連線（參照線），B 為經(jīng)過內(nèi)側(cè)滑車最凸點的垂線，C 為經(jīng)過髕骨內(nèi)側(cè)軟骨邊緣的垂線，將B 線平移至b)中為B'。C 與B' 的水平距離（雙箭）即為髕骨外移度（C 在 B' 內(nèi)側(cè)為負(fù)，反之則正） 圖 6 股骨滑車與脛骨結(jié)節(jié)的水平距離（TTTG）測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上，a)最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面；b)經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)最凸點的橫斷面，A 為股骨后髁連線（參照線），B 為經(jīng)過股骨滑車溝最凹點的垂線，C 為經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)最凸點的垂線，將B 線平移至b)中為B'。C 與B' 的水平距離（雙頭箭）即為TTTG

表1 志愿者伸膝位和輕度屈膝位（屈約20°）髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR 橫斷面常用測量指標(biāo)的比較（觀察者一）

表1、2 分別為兩位醫(yī)師的測量結(jié)果。在志愿者中，伸膝位和輕度屈膝位MR 橫斷面相互比較，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的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.398、0.115、0.439 及 P=0.610、0.423、0.986）。但是，隨著膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲， 髕骨傾斜角顯著變?。?2.91°±5.32°比 9.42°±4.61°，P＜0.001 及 12.32°±5.53°比 8.43°±4.42°，P＜0.001）、髕骨外移度顯著變小（-2.81±3.22 mm 比-3.92±2.51 mm， P=0.006及-3.92±3.33 mm 比-5.03±2.72 mm，P=0.012）、TTTG顯著變小（15.12±2.93 mm 比 6.93±3.32 mm，P ＜0.001 及 15.93±3.24 mm 比 7.43±4.73 mm，P＜0.001）（圖 7，8）。

2.兩名醫(yī)師測量的一致性

表3 為兩位醫(yī)師測量結(jié)果組內(nèi)一致性的比較，測量值ICC 均大于0.50，組內(nèi)一致性尚可。

討 論

1.髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR橫斷面測量指標(biāo)在伸膝和輕度屈膝時的變化

表2 志愿者伸膝位和輕度屈膝位（屈約20°）髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR 橫斷面常用測量指標(biāo)的比較（觀察者二）

圖7 22 歲女性志愿者，在脂肪抑制 FSE PDWI 橫斷面圖像上，右膝關(guān)節(jié)a)伸膝位和b)輕度屈膝位滑車面對稱性分別為78.91% 、51.39%； 滑車深度分別為3.81 mm、5.60 mm； 外側(cè)滑車傾斜度分別為 14.52°、20.31° 圖 8 19 歲 女 性志愿者， 在脂肪抑制 FSE PDWI 橫斷面圖像上， 左膝關(guān)節(jié) a)伸膝位和b)輕度屈膝位以及c)伸膝位和 d)輕度屈膝位 TTTG 分別為16.26 mm、9.10 mm

表3 兩個觀察者對于橫斷面測量指標(biāo)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù) （ICC）

本研究通過在志愿者中比較伸膝位和輕度屈膝位MR 橫斷面掃描，發(fā)現(xiàn)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此三個參數(shù)不受膝伸屈的影響。但是，膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲時，髕骨傾斜角、髕骨外移度和TTTG 此三個參數(shù)則會顯著變小。

髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是一種多因素介導(dǎo)的疾?。?］，一般都合并有某些發(fā)育性異常， 包括股骨滑車發(fā)育不良、高位髕骨、Q 角增大、髕骨傾斜角增加、股骨前傾角過大、 脛骨過度外旋、 膝過伸及膝外翻等，這些構(gòu)成了髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的危險因素［1,4,13］。治療中應(yīng)綜合考慮這些危險因素， 從而為患者制定個性化的優(yōu)化方案［3,16,17］?；?MR 橫斷面的定量測量可在一定程度上反映潛在的發(fā)育異常，如股骨滑車面對稱性、 股骨外側(cè)滑車傾斜度和股骨滑車深度可反映是否存在股骨滑車發(fā)育不良，髕骨傾斜角可反映是否存在髕骨內(nèi)外側(cè)支持力量的不平衡，TTTG 可反映是否存在Q 角增大，而髕骨外移度可反映是否存在髕骨半脫位。

本研究揭示了隨著膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲， 反映股骨滑車發(fā)育不良的三個參數(shù)不會發(fā)生變化。股骨滑車發(fā)育不良見于約90%的髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)中［13］，多發(fā)生于滑車近端，表現(xiàn)為股骨滑車扁平、異常凸起或滑車關(guān)節(jié)面不對稱［18］。在 CT 或MR 橫斷面上，可通過股骨滑車面對稱性、滑車深度和外側(cè)滑車傾斜度［2,9］評估滑車發(fā)育不良。本研究采納了與 Carrillon 等［2］和 Pfirrmann 等［9］類似的方法測量了股骨滑車面對稱性、 滑車深度和外側(cè)滑車傾斜度，發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)不受膝關(guān)節(jié)伸、屈狀態(tài)的影響。究其原因，這些測量值僅涉及股骨滑車本身，不涉及與其他結(jié)構(gòu)的相對空間關(guān)系，因此伸膝位和輕度屈膝位不產(chǎn)生明顯影響。

本研究同樣揭示了隨著膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲，髕骨傾斜角顯著變小、髕骨外移度也顯著變小。從測量方法中可以發(fā)現(xiàn)，此兩個測量值均同時涉及到髕骨和股骨， 即與髕骨和股骨的相對空間關(guān)系有關(guān)。依據(jù)本研究結(jié)果，當(dāng)膝關(guān)節(jié)從全伸向屈曲轉(zhuǎn)變時，以股骨作為參照物，髕骨出現(xiàn)了一定程度的內(nèi)旋和內(nèi)移， 這種髕骨運動趨勢也在先前的文獻(xiàn)報道中得到證實［11,19,20］。本研究結(jié)果的另外一個延伸價值在于， 在評估文獻(xiàn)中有關(guān)此兩個測量值的報道時， 應(yīng)特別注意膝關(guān)節(jié)的伸屈情況，不同膝伸屈狀態(tài)下的數(shù)據(jù)不具有可比性。

TTTG 在本研究中也出現(xiàn)了顯著性變化，伸膝時顯著大于輕度屈膝時。據(jù)筆者查詢，有文獻(xiàn)曾在同一個個體中直接比較過TTTG 與膝伸屈的關(guān)系。在 30 例志愿者中，Dietrich 等［14］比較了膝全伸、屈 15°、屈 30°時的 TTTG，兩名觀察者的結(jié)果分別為 15.1±3.2 mm、10.0±3.5 mm、8.1±3.4 mm，以及 14.8±3.3 mm、9.4±3.0 mm、8.6±3.4 mm，差異存在顯著性。本研究膝全伸時的TTTG，兩名觀察者結(jié)果分別為 15.12±2.93 mm、15.93±3.24 mm，與Dietrich 等結(jié)果接近；屈約 20°時的 TTTG，兩名觀察者結(jié)果分別為 6.93±3.32 mm、7.43±4.73 mm，盡管與Dietrich 等結(jié)果存在一定差異， 但屈曲導(dǎo)致TTTG 顯著變小的趨勢一致。鑒于TTTG 與股骨和脛骨的相對空間關(guān)系有關(guān)， 而生理狀態(tài)下伸膝末脛骨存在的外旋鎖定，可導(dǎo)致脛骨外旋，從而可導(dǎo)致伸膝末TTTG 增大。

2.本研究的局限性

（1）當(dāng)前研究僅涉及志愿者，所發(fā)現(xiàn)的變化規(guī)律是否適用于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者尚不清楚。不過，鑒于本研究發(fā)現(xiàn)髕骨傾斜角、髕骨外移度及TTTG在志愿者中與膝伸屈密切相關(guān)， 在實際髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的評估中， 此三個指標(biāo)應(yīng)該注意膝關(guān)節(jié)的伸屈狀態(tài)。（2）由于沒有和髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)病例組進(jìn)行對照，對于本研究涉及的六個指標(biāo)，當(dāng)前研究并不能給出正常診斷參考界值， 進(jìn)一步的研究將解決此不足。（3）當(dāng)前研究選擇的是年齡范圍 19～27 歲學(xué)生志愿者，所發(fā)現(xiàn)的變化規(guī)律只適用于青年人，髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)常發(fā)生于青少年患者，所以，青少年在生長發(fā)育階段膝關(guān)節(jié)相關(guān)測量值是否變化，有待進(jìn)一步深入研究。

3.小結(jié)

在志愿者的MR 橫斷面測量中， 伸膝位和輕度屈膝位掃描并不影響股骨滑車面對稱性、 股骨外側(cè)滑車傾斜度和股骨滑車深度三個指標(biāo)， 但顯著影響髕骨傾斜角、 髕骨外移度及TTTG 三個指標(biāo)。在回顧或報告志愿者的正常測量值時，髕骨傾斜角、 髕骨外移度及TTTG 應(yīng)特別關(guān)注膝關(guān)節(jié)的伸屈狀態(tài)。