功能和機械性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)腓骨和距骨位置的MRI比較

羅純猛 沈怡媛 袁承杰 王 晨 耿 翔 張 超黃加張 馬 昕 王 旭*

急性踝關(guān)節(jié)扭傷是運動中最常見的損傷［1］。超過20%的患者有慢性癥狀，包括腳踝腫脹、疼痛、不穩(wěn)定感或喪失知覺［2-3］。慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（CAI）是一次或多次踝關(guān)節(jié)扭傷后的結(jié)果之一，可分為功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（FAI）和機械性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（MAI）［4］。以前的研究［5］已經(jīng)證明FAI患者外側(cè)韌帶不存在機械損傷，主要是由神經(jīng)肌肉控制、本體感覺等特殊損傷引起；而MAI患者存在明顯的外側(cè)韌帶松弛和踝關(guān)節(jié)活動度過大。先前的MRI研究［6-7］表明，影像學(xué)上的解剖變異與慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)有關(guān)。在臨床實踐中，準(zhǔn)確識別踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的類型，提供合適的治療策略是非常重要的。

MRI是評估踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶狀況的重要工具。然而，MRI診斷慢性距腓前韌帶（ATFL）和跟腓韌帶（CFL）損傷的靈敏度和特異度分別只有44%~75%和53%~86%［8］。MRI診斷部分韌帶撕裂的靈敏度和特異性則更要低得多［9］。因此，有必要利用MRI的間接征象來更好地鑒別FAI和MAI。本研究的目的是利用MRI軸位片比較MAI、FAI患者和健康人的解剖變異，并引入一種間接的MRI征象來鑒別FAI和MAI患者。

方 法

1.一般資料

選取2014年1月—2019年12月在撫順市中心醫(yī)院就診并行踝關(guān)節(jié)MRI掃描的65例FAI患者（女性31例，男性34例）和70例MAI（女性24例，男性46例）為研究對象。FAI組年齡為19~58歲，平均（36.8±9.2）歲。MAI組年齡為18~50歲，平均（35.6±8.7）歲。對照組為60名健康志愿者（32名女性，男性28名），年齡19~51歲，平均（34.2±3.1）歲，在撫順市中心醫(yī)院放射科接受踝關(guān)節(jié)MRI掃描。

2.納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

MAI組納入標(biāo)準(zhǔn)：①踝關(guān)節(jié)“打軟腿”和/或反復(fù)扭傷和/或“不穩(wěn)定感”；②伴有局部疼痛、腫脹等癥狀；③前抽屜試驗（ADT）陽性；④MRI、B超和踝關(guān)節(jié)鏡檢查外側(cè)韌帶損傷陽性；⑤Cumberland踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定工具（CAIT）評分<24分。

FAI組納入標(biāo)準(zhǔn)：①踝關(guān)節(jié)“打軟腿”和/或反復(fù)扭傷和/或“不穩(wěn)定感”；②伴有炎癥癥狀（如局部疼痛、腫脹等）；③ADT檢查陰性；④經(jīng)MRI、B超、踝關(guān)節(jié)鏡檢查，無明顯側(cè)韌帶（包括ATFL和/或CFL）損傷；⑤功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)（idFAI）評分>11分。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有下肢骨折需要手術(shù)的病史；②曾接受過下肢肌肉骨骼手術(shù)；③足踝畸形，如高弓、內(nèi)翻足、扁平足；④距腓后韌帶（PTFL）損傷和/或三角韌帶損傷；⑤年齡16歲以下或60歲以上；⑥踝關(guān)節(jié)周圍急性或既往軟組織和肌腱損傷，如陳舊性跟腱斷裂、脛后肌腱損傷。

3.MRI掃描與圖像分析

所有的踝關(guān)節(jié)MRI掃描都采用同一臺3.0 T MRI（MAGNETOM Verio，Siemens，Germany）進行。受試者處于仰臥位，踝關(guān)節(jié)處于中立位。掃描層厚為3 mm，采用質(zhì)子像（PD）?快速自旋回波（FSE）序列。掃描參數(shù)：重復(fù)時間（TR）/回波時間（TE）為（2 600~2 800）ms/（24~30）ms，矩陣512×320，視野10 cm×10 cm×10 cm。

軸踝指數(shù)（AMI）由Scranton等［6］首次描述，其測量方法（圖1）：確定距骨平面，并作第一直線A為其中軸線。第二直線B垂直于A并與內(nèi)踝前緣相切。經(jīng)過直線A和B的交點作出第三條直線X，并與腓骨前緣相切。最后，B和X之間的夾角代表AMI。正值表示外踝相對于內(nèi)踝后移，負值表示外踝相對于內(nèi)踝前移。

圖1 軸踝指數(shù)（AMI）測量

踝關(guān)節(jié)間指數(shù)（IMI）不涉及距骨，僅以內(nèi)踝為參照物。IMI的測量方法（圖2）：確定距骨關(guān)節(jié)面的平面，并作一條內(nèi)踝關(guān)節(jié)面的切線A。垂直于線A作第二條線B，與內(nèi)踝前緣相切。經(jīng)過線A和線B的交點作出線X，相切于腓骨前緣。IMI是直線B和X之間形成的角。正值表示外踝相對于內(nèi)踝后移，負值表示外踝相對于內(nèi)踝前移。

圖2 踝關(guān)節(jié)間指數(shù)（IMI）測量

踝距骨指數(shù)（MTI）的測量方法（圖3）：確定距骨關(guān)節(jié)面的平面，并作一條距骨中軸線A。第二條線B垂直于A并相切于內(nèi)踝前緣。第三條線X相切于內(nèi)踝關(guān)節(jié)面。MTI是直線B和X之間形成的角度。MTI值增加表明距骨內(nèi)旋。

圖3 踝距骨指數(shù)（MTI）測量

直線和角度測量利用影像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS version 11.0，Carestream Healthcare，USA）進行。由同一位骨科醫(yī)生（第一作者）獨立測量MRI掃描的所有圖像數(shù)據(jù)。每個圖像重復(fù)測量3次，每次測量的間隔時間至少為1周，并計算平均值。同時第二位骨科醫(yī)生（第二作者）采用上述方法也獨立進行測量。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

3組研究對象的一般資料比較結(jié)果見表1。統(tǒng)計學(xué)分析顯示，在年齡、性別比、患側(cè)比、身高、體重和體重指數(shù)（BMI）等指標(biāo)方面，3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。觀察者之間和內(nèi)部的可靠性結(jié)果如表2所示。

表1 各組受試者的一般資料比較

表2 觀察者內(nèi)和觀察者間可信度

FAI組患者AMI平均為8.54°±2.14°（3.61°～19.37°）；MAI組 患 者AMI平 均 為11.42°±1.53°（7.79°～17.39°）；對照組的AMI平均為8.12°±1.03°（5.41°～10.64°）。單因素AVONA分析結(jié)果顯示，3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=54.70，P<0.01）。MAI組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（LSD?t=8.56，P<0.01）；FAI組與對照組比較，差異則無統(tǒng)計學(xué)意義（LSD?t=1.87，P=0.071）。

FAI組 患 者IMI平 均 為9.73°±1.86°（5.62°～13.53°）；MAI患者IMI平均為9.85°±1.30°（4.59°~15.71°）；對照組的IMI平均為9.47°±1.21°（5.67°～11.32°）。單因素AVONA分析結(jié)果顯示，3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=0.83，P=0.472）。FAI組和MAI組與對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（LSD?t=1.15，P=0.252；LSD?t=1.35，P=0.21）

FAI組患者MTI平均為87.73°±1.56°（78.96°～91.87°）；MAI組 患 者MTI平 均 為90.08°±2.21°（81.19°～94.60°）；對照組的MTI平均為86.79°±2.35°（83.12°～93.74°）。單因素AVONA分析結(jié)果顯示，3組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=35.42，P<0.01）。MAI組與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（LSD?t=7.28，P<0.01）；FAI組與對照組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（LSD?t=1.78，P=0.065）。

單因素方差分析和事后多重比較的結(jié)果如表3所示。重要的是，MAI患者的MTI值明顯高于FAI患者（LSD?t=6.93，P<0.01）。故以MTI為指標(biāo)，評估其鑒別FAI和MAI的價值。ROC曲線分析結(jié)果（圖4）顯示：ROC曲線下面積為0.86（P<0.01）；ROC曲線鑒別FAI和MAI的最佳MTI臨界值是87.86°，靈敏度為81.03%，特異度為91.07%。

表3 各組單因素方差分析和事后多重比較的結(jié)果

圖4 踝距骨指數(shù)（MTI）鑒別功能性和機械性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的ROC曲線靈敏度：81.03%；特異度：91.07%；曲線下面積：0.86；MTI臨界值：87.86°。

討 論

踝關(guān)節(jié)外側(cè)扭傷是最常見的損傷之一，在一次或多次扭傷后會導(dǎo)致CAI。大多數(shù)CAI患者會主訴慢性癥狀，包括踝關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、不穩(wěn)定感或“打軟腿”［10］。CAI的診斷基于臨床（病史、癥狀、體格檢查）和放射學(xué)（X射線、MRI、B超）發(fā)現(xiàn)。根據(jù)不同的癥狀和病理改變，CAI可分為FAI和MAI。先前的研究表明，MAI患者的踝關(guān)節(jié)存在解剖變異，尤其是腓骨和距骨的位置。然而，目前對FAI患者踝關(guān)節(jié)解剖變異的研究還很少。

雖然踝關(guān)節(jié)由許多復(fù)雜的韌帶、肌腱和肌肉骨骼組成，但已有的研究主要集中在外踝和距骨的解剖變異上。既往尸體標(biāo)本的生物力學(xué)研究［7］發(fā)現(xiàn)外側(cè)韌帶損傷后存在距骨內(nèi)旋現(xiàn)象。既往研究［6］發(fā)現(xiàn)在解剖ATFL時，脛距關(guān)節(jié)的內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動顯著增加，這表明單獨的ATFL損傷與尸體標(biāo)本的距骨內(nèi)旋力矩有關(guān)。目前較少的在體研究評估了MAI或CAI患者腓骨的位置和距骨的旋轉(zhuǎn)變化。然而，既往研究［11］只使用X線檢查來記錄腓骨的位置，由于潛在的踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，僅用二維的側(cè)位圖像評估位置是不標(biāo)準(zhǔn)的。此外，在既往2項研究［11-12］中，只納入30例CAI患者和6例急性踝關(guān)節(jié)扭傷患者。相對較少的樣本量可能會導(dǎo)致他們的研究產(chǎn)生偏差。

Scranton等［6］報道CAI患者腓骨位于后方。他們使用MRI或CT軸位掃描圖像通過AMI值評估腓骨相對于距骨的位置。但LeBrun等［12］認為，這個結(jié)果可能是距骨內(nèi)部旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致腓骨后移。因此，他們建議用不受距骨旋轉(zhuǎn)影響的IMI來評估腓骨相對于內(nèi)踝的位置。他們的結(jié)論是CAI患者的腓骨位置仍然正常。然而，他們只對CAI患者進行一般性的分析，沒有將研究對象分為FAI患者和MAI患者。同時計算2種不同踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者的參數(shù)可能會對結(jié)論產(chǎn)生一定的誤導(dǎo)性影響。FAI和MAI患者之間的相互作用是否會影響研究結(jié)果尚不清楚。近年來，CAI患者存在距骨內(nèi)旋的假設(shè)也得到了Li等［8］的證實。他們提出用MTI來評估距骨內(nèi)旋轉(zhuǎn)的程度，發(fā)現(xiàn)MAI患者MTI值明顯高于對照組（89.63°±3.77°比85.78°±4.40°，P<0.01），這表明MAI患者更容易出現(xiàn)距骨內(nèi)旋。但是他們只分析了MAI患者的解剖變化，因此，我們尚不清楚FAI患者腓骨和距骨的位置是否發(fā)生變化，以及與MAI患者的異同。

我們主要采用AMI、IMI和MTI評價FAI和MAI患者腓骨和距骨的位置變化。我們認為踝關(guān)節(jié)作為全身匹配程度最高的關(guān)節(jié)，其幾何變化會對踝關(guān)節(jié)的耦合活動產(chǎn)生顯著影響，甚至導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)早期病變［13］。因此，解剖缺陷或變異可能是FAI和MAI發(fā)生的危險因素。MAI患者已被證實存在距骨內(nèi)旋，而無腓骨后位，這可能與踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶復(fù)合體的機械損傷有關(guān)。FAI患者不存在明顯的外側(cè)韌帶損傷，但本體感覺損傷在FAI的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用［14］。因為踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性不僅依賴于韌帶結(jié)構(gòu)和關(guān)節(jié)幾何結(jié)構(gòu)賦予的被動穩(wěn)定性，也依賴高級神經(jīng)中樞控制的神經(jīng)肌肉主導(dǎo)的主動穩(wěn)定性。同時，踝關(guān)節(jié)長期圍繞不正常的旋轉(zhuǎn)軸負重運動可能會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸入異常的本體感覺信息［8］。因此，本體感覺損害也可能與解剖變異有關(guān)，有必要評估FAI患者是否存在明顯的解剖變異。

FAI與MAI的關(guān)鍵區(qū)別在于是否存在客觀的外側(cè)韌帶損傷。不同類型的CAI需要不同的治療策略。FAI患者通常依靠平衡、力量和本體感覺訓(xùn)練來降低踝關(guān)節(jié)再扭傷的風(fēng)險。相比之下，MAI患者往往需要外側(cè)韌帶修復(fù)或重建以恢復(fù)正常的踝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)［15］。因此，在確定治療策略時，準(zhǔn)確識別FAI或MAI患者是非常重要的。在目前的研究中，我們再次證實了在MAI患者中不存在顯著的腓骨后移，而且MAI距骨內(nèi)旋的可能性更大。此外，本研究結(jié)果表明，F(xiàn)AI患者既不存在距骨內(nèi)旋現(xiàn)象，也不存在腓骨后移。這一點提示距骨旋轉(zhuǎn)位置作為MRI間接征象可用于FAI和MAI的鑒別診斷（MTI臨界值=87.86°）。結(jié)果顯示該數(shù)值的靈敏度和特異度分別為81.07%和91.03%。此外，距骨的旋轉(zhuǎn)位置也可以用來評估韌帶修復(fù)或重建后踝關(guān)節(jié)幾何結(jié)構(gòu)的恢復(fù)情況。

當(dāng)前的研究仍然存在一些局限性。第一是MRI掃描時是在仰臥和非負重位置進行的，這可能會影響AMI、IMI和MTI的測量數(shù)值。以后的研究可能需要在模擬負重條件進行踝關(guān)節(jié)MRI檢查。另一個局限是當(dāng)前研究的樣本量。雖然它滿足了最低要求，但較大的樣本量可以更準(zhǔn)確地計算截止值。因此未來需要進行多中心、前瞻性研究，以探討FAI和MAI患者踝關(guān)節(jié)解剖變異與病理改變的關(guān)系。

綜上所述，在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)FAI患者踝關(guān)節(jié)的解剖變異與MAI患者不同——FAI患者不存在距骨內(nèi)旋變異。MTI值為FAI和MAI的鑒別提供了一種新的MRI間接征象，且具有較好的靈敏度（81.03%）和特異度（91.07%）。