輕度屈膝位MRI橫斷面測量指標對復發(fā)性髕骨脫位的診斷價值

劉麗思，袁慧書

1.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科，湖北武漢 430030；2.北京大學第三醫(yī)院放射科，北京 100191；*通訊作者 袁慧書 huishuy@bjmu.edu.cn

髕股關節(jié)由髕骨與股骨滑車構成，其穩(wěn)定性依靠骨骼、韌帶和肌肉共同維持，并與膝關節(jié)屈曲角度有關。當膝關節(jié)由伸直位至輕度屈曲時，髕骨未進入滑車或剛進入滑車，此時骨骼提供的穩(wěn)定力有限，髕骨穩(wěn)定性主要依靠周圍軟組織（韌帶和股四頭?。?。理論上此體位應比伸直位更容易發(fā)生髕骨脫位。因此，有文獻推薦使用輕度屈膝位檢查髕股關節(jié)不穩(wěn)定，在小角度屈曲位對評價髕骨脫位更為敏感[1-4]。傳統(tǒng)MRI 對于髕骨脫位定量測量診斷多采用伸膝位以確定各測量指標的診斷價值[5-7]。隨著近年線圈技術的發(fā)展，多通道膝關節(jié)專用線圈越來越多地應用于臨床。關于小角度屈曲位各測量指標的診斷價值有待探究。本研究擬在輕度屈曲狀態(tài)下比較正常志愿者和復發(fā)性髕骨脫位患者MRI橫斷面定量測量指標，并探討其診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2014年8月—2015年8月臨床診斷為復發(fā)性髕骨脫位患者，納入標準：①復發(fā)性脫位>2次；②無膝關節(jié)骨折、韌帶損傷或斷裂；③近期無膝關節(jié)外傷史；④1個月內雙下肢未進行劇烈運動。正常對照組來自招募志愿者，檢查前詢問對照組病史、年齡、身高、體重。納入與研究組患者性別、年齡及體重指數（BMI）相匹配者，納入標準：①無膝關節(jié)外傷史、手術史及明確膝關節(jié)疼痛病史；1個月內雙下肢未進行劇烈運動。

最終納入研究組30例，其中男7例（左膝3例、右膝4例），女23例（左膝11例、右膝12例）；年齡15～29歲，平均（21.37±3.76）歲；BMI（21.18±3.18）kg/m2。對照組納入30例，其中男7例（左膝3例、右膝4例），女23例（左膝11例、右膝12例）；年齡15～29歲，平均（21.93±3.12）歲，BMI（20.80±2.64）kg/m2。兩組研究對象年齡與BMI差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。本研究通過醫(yī)院倫理委員會審批（批準號：2014165），所有研究對象均知情同意。

1.2 儀器與方法 所有膝關節(jié)MRI掃描均通過3.0 T超導型MR掃描儀（SignaHDxT，GE）完成。所有受檢者均取仰臥位、足先進，采用Invivo 8 通道膝關節(jié)專用線圈（Gainesville）。膝關節(jié)呈輕度屈曲狀態(tài)（擺體位時統(tǒng)一測量屈膝角度，盡量保持患者舒適體位，同時控制屈膝角度約10°）。掃描范圍包括全髕骨、股骨滑車及脛骨結節(jié)，參數見表1。

表1 MRI掃描序列及參數

1.3 圖像分析 所有圖像傳輸至 PACS系統(tǒng)（Centricity RIS CE 3.0，GE）。通過圖像工作站（Centricity Radiology RA 600，GE）利用PACS系統(tǒng)對膝關節(jié)脂肪抑制FSE PDWI橫斷面圖像進行股骨滑車面對稱性、外側滑車傾斜度、滑車深度、髕骨傾斜角、外移度及股骨滑車與脛骨結節(jié)的水平距離（tibial tuberosity-trochlear groove distance，TTTG）測量（圖1）。所有測量均由1位研究者間隔3個月重復測量2次后取均值。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 19.0軟件，計量資料以表示。2次測量間的一致性檢驗采用組內相關系數（ICC）分析。研究組與對照組各項測量值比較采用獨立樣本t檢驗。P<0.05表示有統(tǒng)計學意義。采用受試者工作特征（ROC）曲線觀察各項測量指標的曲線下面積（AUC），并以約登指數最大點作為診斷界值，計算各指標的診斷敏感度和特異度。

2 結果

2.1 測量指標比較 2次測量結果組內一致性良好（ICC 均>0.90）。研究組股骨滑車面對稱性、外側滑車傾斜度及滑車深度均顯著小于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。研究組髕骨傾斜角、外移度及TTTG 較對照組顯著增大，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表2。

2.2 MRI橫斷面測量指標對復發(fā)性髕骨脫位的診斷效能 滑車面對稱性、外側滑車傾斜度、滑車深度、髕骨傾斜角、外移度、TTTG 測量指標的AUC 均>0.8，診斷界值及對應的敏感度、特異度見表3、圖2。

圖1 女，23歲，復發(fā)性髕骨脫位患者右膝關節(jié)MRI 測量。A.股骨滑車面對稱性測量方法，選用最早出現股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面，股骨滑車面對稱性=內側滑車面長度（M）/外側滑車面長度（L）×100%；B.股骨外側滑車傾斜度測量方法，股骨外側滑車傾斜度（角α）指股骨外側滑車面與股骨內外后髁連線的夾角；C.股骨滑車深度測量方法，A、B、C分別為股骨外側滑車最凸點、滑車溝最凹點及內側滑車最凸點至D（股骨內外后髁連線）的垂直距離，滑車深度=（A+C）/2-B；D.髕骨傾斜角測量方法，選用經髕骨最大長軸的橫斷面，髕骨長軸與股骨內外后髁連線間的夾角即髕骨傾斜角（角α）；E.髕骨外移度測量方法，經內側滑車最凸點做股骨內外后髁連線（參照線A）的垂線B，經髕骨最大長軸的橫斷面，經髕骨內側邊緣點做參照線A的垂線C，B’線為B 線的投影線；C 與B’的水平距離（雙箭）即為髕骨外移度。若C 在B’內側，為負值；反之，則為正值；F.TTTG測量方法，經滑車溝最凹點做參照線A的垂線B，經過脛骨結節(jié)最凸點的橫斷面，經脛骨結節(jié)最凸點做參照線A的垂線C，B’線為B 線的投影線；C 與B’的水平距離（雙箭）即為TTTG

表2 研究組與對照組MRI橫斷面測量指標參數比較（±s）

表2 研究組與對照組MRI橫斷面測量指標參數比較（±s）

注：TTTG為股骨滑車與脛骨結節(jié)的水平距離

測量指標 研究組（n=30）對照組（n=30）t值 P值 股骨滑車面對稱性（%）46.03±8.52 65.60±9.59 8.35 ＜0.01 股骨外側滑車＜0.01 股骨滑車深度（mm）2.82±1.09 5.28±1.10 8.71 ＜0.01 傾斜度（°）11.04±4.07 21.18±4.71 8.92 髕骨傾斜角＜0.01 髕骨外移度（mm）5.69±6.59 ?5.14±1.87 ?8.66 ＜0.01（°）20.68±8.74 6.51±3.38 ?8.27 TTTG（mm）11.38±3.22 6.80±2.85 ?5.83 ＜0.01

表3 復發(fā)性髕骨脫位MRI橫斷面測量指標的診斷效能

圖2 股骨滑車面對稱性、外側滑車傾斜度及滑車深度診斷復發(fā)性髕骨脫位的ROC曲線（A）；髕骨傾斜角、外移度及TTTG診斷復發(fā)性髕骨脫位的ROC曲線（B）

3 討論

股骨滑車發(fā)育不良是髕骨不穩(wěn)的危險因素，先天性因素是造成其形態(tài)異常的主要原因[8-9]?；嚸鎸ΨQ 性、外側滑車傾斜度和滑車深度均可反映股骨滑車發(fā)育不良[10-11]。在正常人伸膝及輕度屈膝時，上述3項測量指標并不受膝關節(jié)屈曲角度影響，其原因為測量值僅涉及股骨滑車本身，不涉及其他結構的相對空間關系[12]。吳俊峰等[13]在伸膝位測量研究中顯示滑車面對稱性、外側滑車傾斜度和滑車深度診斷界值分別為<55%、<15°和<5 mm，特異度和敏感度分別為91.3%、97.8%、89.1%和91.2%、85.3%、91.2%，與本研究結果相似，表明這3項指標在膝關節(jié)輕度屈曲位的診斷界值與伸直位測量相差無異。

髕骨傾斜角及外移度分別是反映髕骨內、外側支持力量平衡性及髕骨半脫位的定量指標，兩者與髕骨脫位狀態(tài)密切相關。本研究中髕骨傾斜角及髕骨外移度的AUC 均>0.9，提示這2項測量指標對診斷復發(fā)性髕骨脫位具有較高的診斷價值，其診斷界值分別為>10.7°和>-2.4 mm，兩者的特異度和敏感度均為93.3%。本研究結果的診斷界值與既往研究存在部分偏差，主要原因為本研究所有受試者膝關節(jié)均采用8 通道專用線圈，膝關節(jié)屈曲約10°，并非完全伸直位狀態(tài)[13]；而研究表明在膝關節(jié)屈曲過程中，髕骨會出現一定程度的內旋，導致髕骨傾斜角及髕骨外移度測量值變小。因此，相應的診斷界值也會發(fā)生變化。既往研究主要集中在膝關節(jié)伸直位相關參數的測量，研究表明膝關節(jié)小角度屈曲位（10°～20°）較伸直位評價髕骨脫位具有更高的準確度和敏感度，同時還可以減少由于股四頭肌緊張造成的誤差[14]。隨著膝關節(jié)專用線圈的普及，越來越多的MRI檢查在膝關節(jié)輕度屈曲位完成。因此，本研究測量指標診斷界值的初步判定是對影像學診斷工作的補充，提示在測量指標時需要關注膝關節(jié)伸屈的特定角度，不同狀態(tài)下診斷界值會有改變。

TTTG值可間接反映下肢Q 角大小，量化脛骨結 節(jié)外偏的程度。目前公認的TTTG 正常推薦上限為15～20 mm[15]。本研究結果顯示，TTTG 測量值在研究組和對照組間具有顯著差異，研究組TTTG 明顯增大，AUC為0.852，診斷界值為>9.7 mm，其特異度為70.0%、敏感度為86.7%。本研究結果的診斷界值與以往文獻報道存在一定的差異，可能是膝關節(jié)伸屈狀態(tài)不一致所致。膝關節(jié)在接近伸直位時會出現生理性的脛骨外旋現象，即所謂的“扣鎖機制”，這種生理性的外旋鎖定既發(fā)生于正常人群，也可出現在復發(fā)性髕骨脫位人群[12,16]。當膝關節(jié)輕度屈曲時，外旋鎖定解除，此時髕骨脫位受損的軟組織穩(wěn)定力可能發(fā)揮更明顯的作用。因此，不同屈曲角度會造成TTTG值診斷效能受到影響，診斷界值也會發(fā)生相應的變化。在膝關節(jié)輕度屈曲時，TTTG值具有更高的臨床價值。然而，盡管本研究結果顯示TTTG值對診斷復發(fā)性髕骨脫位具有一定的價值，但其診斷效能低于其他5項測量指標。

因膝關節(jié)屈曲角度對測量指標有不同程度的影響[12]；故僅對屈曲角度約為10°的體位進行研究存在一定的局限性，后續(xù)研究將擴大屈曲角度范圍；另外，在正常人群中部分測量指標（如TTTG）的診斷界值變化較大，需要更大樣本量研究判斷不同體位下各測量指標的界值范圍。

總之，在膝關節(jié)輕度屈曲位（10°），應用MRI橫斷面定量測量指標評估復發(fā)性髕骨脫位時，股骨滑車面對稱性、外側滑車傾斜度、滑車深度、髕骨傾斜角及外移度均具有良好的診斷價值。