成人大骨節(jié)病足舟骨解剖形態(tài)三維CT測量及分析

泮學(xué)貞，武世勛，劉時(shí)璋*

(1.西安醫(yī)學(xué)院研究生院，陜西 西安 710068；2.陜西省人民醫(yī)院，陜西 西安 710068)

大骨節(jié)病(kashin-beck disease，KBD)是一種慢性地方性骨軟骨病，其病理主要表現(xiàn)為四肢關(guān)節(jié)軟骨的變形、壞死和繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎，引起關(guān)節(jié)增粗、僵硬、畸形及肌肉萎縮，導(dǎo)致關(guān)節(jié)疼痛和活動(dòng)障礙，甚至致殘[1-2]。KBD發(fā)病越早，癥狀和體征越顯著，典型表現(xiàn)為身材矮小，四肢關(guān)節(jié)特別是負(fù)重關(guān)節(jié)如膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)呈現(xiàn)對(duì)稱性畸形[3]。既往已有許多文獻(xiàn)對(duì)KBD影像學(xué)進(jìn)行了相關(guān)研究報(bào)道，但主要集中于手指和膝關(guān)節(jié)，對(duì)足踝部影像研究相對(duì)較少，特別是足舟骨。有文獻(xiàn)顯示約有89.5%的KBD患者伴有足踝異常[4]，因此對(duì)KBD足踝關(guān)節(jié)的研究非常重要。目前對(duì)于KBD足舟骨研究多為X線檢查，由于存在放射重疊性，尚不能對(duì)其形態(tài)準(zhǔn)確測量。本研究選取2018年11月至2019年12月陜西省和甘肅省KBD流行病區(qū)的32例KBD患者和40例正常人進(jìn)行對(duì)比研究，首次通過三維CT成像測量分析KBD患者足舟骨影像學(xué)解剖形態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 納入標(biāo)準(zhǔn)：參考“中國WS/T KBD診斷標(biāo)準(zhǔn)(WS/T 207-2010)”，在KBD流行病區(qū)居住至少6個(gè)月，有多發(fā)性、對(duì)稱性手指關(guān)節(jié)增粗或短指(趾)畸形等體征者。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)存在其他踝關(guān)節(jié)相關(guān)疾病，例如骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)等；(2)既往踝關(guān)節(jié)有外傷史、手術(shù)史等；(3)踝關(guān)節(jié)拍攝位置不正或影像不清晰。

經(jīng)踝關(guān)節(jié)CT檢查的KBD患者32例，共63個(gè)踝關(guān)節(jié)；男12例，女20例；年齡48～75歲，平均(59.10±6.67)歲。經(jīng)踝關(guān)節(jié)CT檢查的正常組40例，共40個(gè)踝關(guān)節(jié)；男23例，女17例；年齡42～65歲，平均(55.43±6.36)歲。

1.2 儀器及影像采集方法 本研究采用Siemens 320排螺旋CT機(jī)進(jìn)行檢測。檢測參數(shù)如下：電壓120 KV，電流強(qiáng)度200 mA，層厚0.5 mm，層間距0.5 mm。

被檢查者取仰臥位，進(jìn)行踝關(guān)節(jié)CT掃描，以踝關(guān)節(jié)間隙為中心，掃描范圍為踝關(guān)節(jié)以上20 cm脛腓骨遠(yuǎn)端處至足底(包括踝及足部諸骨)，掃描時(shí)足部保持中立位(見圖1～2)。所有數(shù)據(jù)從放射科收集，并以DICOM格式保存。采用Mimics 17.0軟件進(jìn)行足踝關(guān)節(jié)三維重建，去除了踝關(guān)節(jié)其他骨塊如脛骨遠(yuǎn)端、距骨、跟骨、骰骨和楔形骨，只顯示足舟骨。在用戶界面中測量足舟骨時(shí)可以以任何視角旋轉(zhuǎn)，獲取更多詳細(xì)信息?；邗钻P(guān)節(jié)解剖標(biāo)志定位基準(zhǔn)平面，建立足舟骨三維坐標(biāo)，分別測量足舟骨左右徑長度、上下徑的高度及前后徑厚度，測量時(shí)去除骨贅由基底測量(見圖3～4)。

圖1 正常人足舟骨CT圖像 圖2 KBD足舟骨CT圖像 圖3 正常人足舟骨三維重建及坐位系建立

a 左右徑 b 上下徑 c 前后徑

2 結(jié) 果

2.1 足舟骨解剖參數(shù)組間對(duì)比(見表1) 通過三維CT成像對(duì)足舟骨進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)，KBD組左右徑與正常組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；KBD組上下徑較正常組顯著增大(P<0.05)，KBD組前后徑較正常組顯著減小(P<0.05)。

表1 兩組足舟骨CT測量數(shù)據(jù)對(duì)比

2.2 足舟骨CT測量指標(biāo)對(duì)KBD診斷的有效性(見圖5，見表2) 兩組三維CT成像測量數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果顯示，足舟骨前后徑和上下徑的比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。將兩者納入ROC曲線分析，KBD足舟骨上下徑和前后徑均在機(jī)會(huì)線以上并遠(yuǎn)離機(jī)會(huì)線，足舟骨上下徑ROC曲線面積為0.751(P<0.05)，足舟骨前后徑ROC曲線面積為0.718(P<0.05)，表明足舟骨上下徑及前后徑對(duì)KBD具有較好的診斷價(jià)值。且足舟骨上下徑cut-off值為28.415時(shí)約登指數(shù)最大(0.437)，其對(duì)應(yīng)58.7%，特異度為85.0%；足舟骨前后徑cut-off值為12.360時(shí)約登指數(shù)最大(0.444)，其對(duì)應(yīng)靈敏度為61.9%，特異度為82.5%。

表2 KBD足舟骨測量值曲線下面積的比較

圖5 KBD足舟骨上下徑、前后徑值的ROC曲線

3 討 論

KBD是一種致殘率極高的慢性、地方性骨關(guān)節(jié)病，常引起關(guān)節(jié)的疼痛和變形。發(fā)病年齡越小，其癥狀和體征越重，成人大骨節(jié)病系兒童期大骨節(jié)病后遺性關(guān)節(jié)病[3]。已有文獻(xiàn)表明，KBD踝關(guān)節(jié)主要具有脛骨遠(yuǎn)端粗大，距骨塌陷畸形，跟骨短縮，脛距關(guān)節(jié)、舟距關(guān)節(jié)邊緣硬化、骨贅形成、關(guān)節(jié)間隙減小及消失，足弓塌陷等特點(diǎn)[4-5]，但對(duì)足舟骨的研究仍相對(duì)較少。

本研究首次通過三維CT成像技術(shù)，對(duì)KBD足舟骨解剖形態(tài)進(jìn)行測量和分析，研究發(fā)現(xiàn)KBD足舟骨上下徑較正常人增大，前后徑較正常人減小，左右徑則無明顯差異，表明KBD足舟骨發(fā)生病變、畸形，呈舟狀改變，關(guān)節(jié)面塌陷，失去正常骨質(zhì)形態(tài)及特點(diǎn)，且本研究與之前國內(nèi)KBD足舟骨斷層CT測量研究結(jié)果一致[6]，其測量數(shù)值有所不同，考慮本次研究采用三維CT成像技術(shù)測量，能更好的還原KBD足舟骨解剖形態(tài)，且能以任何視角旋轉(zhuǎn)和測量，減少因CT拍攝定位不準(zhǔn)確和角度不正等因素引起的測量誤差，增加測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性及可靠性。目前對(duì)KBD足舟骨影像學(xué)研究較少，且多為主觀形態(tài)描述，國內(nèi)外也尚未對(duì)KBD足舟骨解剖測量進(jìn)行報(bào)道。本次研究首次針對(duì)KBD足舟骨解剖形態(tài)進(jìn)行三維CT測量，充分還原足舟骨的解剖形態(tài)，增加對(duì)KBD足舟骨的病理形態(tài)認(rèn)知，完善KBD足舟骨影像學(xué)的客觀量化數(shù)據(jù)描述，為KBD患者足舟骨病變的治療、足部力線的糾正、足弓形態(tài)的恢復(fù)提供一定的解剖學(xué)依據(jù)。

本研究通過ROC曲線分析評(píng)估足舟骨上下徑和左右徑對(duì)KBD診斷效能，當(dāng)足舟骨上下徑值大于28.415 mm時(shí)，診斷為KBD的靈敏度為58.7%，特異度為85.0%；當(dāng)足舟骨前后徑小于12.360 mm時(shí)，診斷為KBD的靈敏度為61.9%，特異度為82.5%。這表明足舟骨上下徑及前后徑可作為KBD診斷的輔助指標(biāo)。KBD主要于兒童發(fā)育期間發(fā)生關(guān)節(jié)軟骨、骺軟骨和骺板軟骨的變性、壞死，早時(shí)期常出現(xiàn)手指及鄰近關(guān)節(jié)變形[3，5]。手部X線檢查為KBD診斷及分級(jí)的主要依據(jù)，而對(duì)于手部X線難以診斷的非典型KBD患者，加拍踝關(guān)節(jié)影像非常重要[7]。本研究通過ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，足舟骨上下徑及前后徑可作為KBD診斷的輔助指標(biāo)。但KBD診斷不能僅依靠影像學(xué)檢查，最終診斷仍需要根據(jù)病史、癥狀、體格檢查及影像學(xué)綜合判斷。

綜上所述，本研究通過三維CT成像初步獲得KBD足舟骨影像學(xué)解剖形態(tài)及數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)KBD足舟骨上下徑增大，前后徑減小，且足舟骨上下徑(cut-off值為28.415)及前后徑(cut-off值為12.360)可作為KBD診斷輔助依據(jù)。這將增加人們對(duì)KBD足舟骨的認(rèn)知，完善KBD影像學(xué)數(shù)據(jù)庫，為KBD的診療提供依據(jù)。