CT三維重建評價成人髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性與前交叉韌帶斷裂關(guān)系

周 巍， 張立波， 付笛語， 卑貴光， 李玉澤， 王俊人， 董 佳， 劉欣偉

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 1.放射診斷科；2.軍人門診；3.骨科，遼寧 沈陽 110016;4.大連醫(yī)科大學(xué)，遼寧 大連 116044

髕股關(guān)節(jié)有3項重要的骨性解剖(發(fā)育異常則為膝關(guān)節(jié)損傷的危險因素)，包括脛骨結(jié)節(jié)-股骨滑車溝(tibial tubercle-femoral trochlear groove，TT-TG)間距、髕骨位置及股骨滑車形態(tài)[1]。髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)常導(dǎo)致反復(fù)性髕骨脫位/半脫位，髕骨軟骨及股骨滑車軟骨損傷，最終導(dǎo)致骨性關(guān)節(jié)炎，韌帶及肌腱損傷等。其中，前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷是最常見和最具破壞性的膝關(guān)節(jié)損傷之一。ACL損傷導(dǎo)致運(yùn)動模式及能力的改變，可能使未來10～15年內(nèi)出現(xiàn)創(chuàng)傷后骨性關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險高達(dá)80%，特別是在伴隨半月板損傷的情況下[2]。影像學(xué)研究常對某一項異常指標(biāo)單獨(dú)分析，較少對以上3種指標(biāo)聯(lián)合測量及分析，且多應(yīng)用磁共振成像進(jìn)行評估，較少應(yīng)用CT三維重建進(jìn)行測量及對比。ACL損傷本質(zhì)上不是單一平面的應(yīng)力過大，而是涉及脛股關(guān)節(jié)3個解剖平面的應(yīng)力過載，脛骨前部的剪切力、膝關(guān)節(jié)外翻和脛骨內(nèi)旋在內(nèi)等多平面聯(lián)合載荷[3]。本研究通過CT三維重建影像學(xué)資料，分析成人ACL斷裂與髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系，并為臨床診治ACL損傷提供參考依據(jù)。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取自2019年5月至2022年5月北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院骨科收治的120例成年ACL斷裂患者為ACL斷裂組；另選取120例有膝關(guān)節(jié)不適、經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)ACL損傷的患者為ACL正常組。納入標(biāo)準(zhǔn)：兩組患者均因膝關(guān)節(jié)疼痛或腫脹就診，ACL斷裂組CT檢查顯示ACL完全斷裂，ACL正常組CT檢查顯示ACL無損傷。排除標(biāo)準(zhǔn)：骨性關(guān)節(jié)炎；骨腫瘤；成像質(zhì)量不佳；膝關(guān)節(jié)過度外旋、內(nèi)旋；骨折；有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史及治療史。ACL正常組中，男性71例，女性49例；平均年齡(41.53±10.79)歲；平均體質(zhì)量(68.06±7.57)kg。ACL斷裂組中，男性64例，女性56例；平均年齡(40.49±11.15)歲；平均體質(zhì)量(70.10±8.76)kg。兩組患者的一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。所有患者均對本研究知情同意。

1.2 研究方法 所有患者均采用O度位(膝關(guān)節(jié)伸直位)，采用飛利浦256排螺旋CT機(jī)，電流20 mA，電壓120 kV，層厚2.0 mm，連續(xù)掃描，薄層重建0.5 mm。掃描范圍從股骨滑車，經(jīng)髕骨至脛骨結(jié)節(jié)為止。所有圖像及后處理均由2名有經(jīng)驗的高年資影像科醫(yī)師測量及評估，所有數(shù)值均測量2次，中間間隔7 d，記錄平均值。兩名醫(yī)師對研究內(nèi)容均不知情。具體測量方法：(1)髕骨高度比為髕下到脛骨粗隆附著點(diǎn)與髕骨最長徑的比值，即髕腱長度/髕骨長度(insall-salvati，IS)。見圖1。(2)滑車外側(cè)傾斜角度為通過外側(cè)滑車軟骨下平面與股骨髁后部的連線之間形成的角度。見圖2。(3)采用雙圖像融合測量TT-TG間距，在出現(xiàn)完整軟骨滑車上確定最低點(diǎn)，確定在髕腱內(nèi)外側(cè)連線中垂線與脛骨結(jié)節(jié)前端的交點(diǎn)，圖像重合，交點(diǎn)至股骨后髁的垂線距離即為TT-TG間距。見圖3。(4)滑車溝角為股骨髁內(nèi)外側(cè)最高點(diǎn)與髁間溝最低點(diǎn)的連線夾角。見圖4。

1.3 觀察指標(biāo) 比較兩組患者的TT-TG間距過寬(TT-TG>15 mm)、髕骨高位(IS值>1.2)及股骨滑車發(fā)育不良[滑車溝角(138°±6°)檢出率的差異，以及TT-TG、IS值、滑車鉤角的平均值。

2 結(jié)果

ACL斷裂組中，TT-TG間距過寬46例(38.3%)，髕骨高位39例(32.5%)，股骨滑車發(fā)育不良27例(22.5%)。ACL正常組中，TT-TG間距過寬13例(10.8%)，髕骨高位9例(7.5%)，股骨滑車發(fā)育不良14例(11.7%)。ACL斷裂組的TT-TG間距過寬、髕骨高位、股骨滑車發(fā)育不良患者比例均高于ACL正常組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。ACL斷裂組的TT-TG間距、IS值、滑車溝角均高于ACL正常組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組TT-TG間距、IS值、滑車溝角比數(shù)

3 討論

TT-TG是判斷髕骨外偏程度最常用的指標(biāo)之一，也是制定手術(shù)方案的重要參考依據(jù)。O度位CT橫截面測量TT-TG間距已成為臨床攝片的“金標(biāo)準(zhǔn)”[4]。TT-TG間距>15 mm會導(dǎo)致髕骨不穩(wěn)[5]。高位髕骨以及股骨滑車發(fā)育不良均是股髕關(guān)節(jié)不穩(wěn)的影響因素[6]。本研究結(jié)果顯示，ACL斷裂組的TT-TG間距、IS值、滑車溝角均高于ACL正常組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，提示ACL斷裂組患者的髕骨位置較高，股骨滑車發(fā)育不良及TT-TG間距加大與ACL斷裂具有一定關(guān)系。股髕關(guān)節(jié)動態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是以股四頭肌為主，股內(nèi)外側(cè)肌為輔的相互協(xié)作、制約，共同形成髕股關(guān)節(jié)的動態(tài)穩(wěn)定。靜態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)主要由髕骨內(nèi)側(cè)、外側(cè)支持帶組成。內(nèi)側(cè)髕支持帶限制髕骨向外側(cè)移位，外側(cè)橫韌帶(位于髕骨外側(cè)支持帶深層)限制髕骨向內(nèi)側(cè)移位，該解剖關(guān)系被打破，可導(dǎo)致髕骨關(guān)節(jié)不穩(wěn)[7-8]。ACL是一種致密的結(jié)締組織，含有豐富的膠原纖維和少量的纖維間基質(zhì)以及變形的成纖維細(xì)胞。膠原纖維束主要提供韌帶的高剛度，彈性蛋白含量通常約為總韌帶重量的1%，并提供組織的彈性恢復(fù)。在外力作用下，ACL膠原纖維斷裂，應(yīng)力降低，最終導(dǎo)致韌帶斷裂。ACL的極限張力在600～2 300 N之間變化[9]。與髕骨位置正常者比較，髕骨高位者需要更高的膝關(guān)節(jié)屈曲度，才能使髕骨與滑車接觸，當(dāng)膝關(guān)節(jié)扭曲、外翻、內(nèi)翻、屈曲及伸直時，股骨和脛骨間相對短暫的平移會增加，以防止股骨髁與髕骨間產(chǎn)生額外的接觸應(yīng)力，導(dǎo)致ACL承受更大的壓力，從而增加其斷裂的概率[10-11]。本研究的優(yōu)勢是將影響股髕關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的3項重要指標(biāo)進(jìn)行綜合測量及分析，且樣本量較大，結(jié)果客觀真實。既往有研究提出，IS值>1.2即為髕骨高位[12-13]。本研究結(jié)果顯示，ACL斷裂組IS值稍增大，約1.25，可能與ACL斷裂組為ACL完全斷裂、髕骨移位增加有關(guān)?；嚢l(fā)育不良可導(dǎo)致股骨遠(yuǎn)端失去正常弧形凹陷，髁間切跡狹窄，滑車溝角度改變。本研究結(jié)果顯示，ACL斷裂組滑車溝角度明顯加大，提示滑車發(fā)育不良，會增加ACL重建后激發(fā)早期骨關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險[14-15]。

綜上所述，TT-TG間距過寬、髕骨高位、股骨滑車發(fā)育不良可導(dǎo)致髕骨關(guān)節(jié)穩(wěn)定性發(fā)生改變，是ACL斷裂的危險因素。因此，對于有髕骨高位伴或不伴滑車發(fā)育不良的人群，在運(yùn)動中，都更容易造成ACL損傷甚至斷裂，應(yīng)注意觀察上述高危人群，盡量減少傷害的發(fā)生或降低損傷程度。