急性髕骨外側脫位者與非接觸性前交叉韌帶撕裂者間髕股關節(jié)磁共振參數(shù)的比較

馮 艷 劉 健 王紅霞 鄭 雷 董景敏

1 濱州醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科 山東 濱州 256603；2 濱州市人民醫(yī)院心內科心血管彩超室 山東 濱州 256600；3 武警山東總隊醫(yī)院醫(yī)學影像科 山東 濟南 250014

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷是膝關節(jié)最常見的韌帶損傷，髕骨外側脫位(lateral patellar dislocation，LPD)也是膝關節(jié)常見損傷之一，在青少年中發(fā)生率僅次于ACL損傷，位居第2位[1]。研究表明：股骨滑車發(fā)育不良、髕骨高位、脛骨結節(jié)-股骨滑車溝(tibial tubercle -trochlear groove，TT-TG)過長三因素是導致膝關節(jié)不穩(wěn)的主要因素[2-4]，研究也表明ACL損傷者其股骨滑車參數(shù)、髕骨位置、TT-TG間距也與正常人群存在一定的差異，但僅將其進行了量化研究而未對其進行分度研究[5-11]。目前急性LPD、非接觸性ACL撕裂及正常人群間此三大參數(shù)間的差異尚缺乏系統(tǒng)的對比分析。本研究通過對急性LPD病例、非接觸性ACL撕裂病例和正常膝關節(jié)的磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)資料進行回顧性分析，比較髕股關節(jié)MRI三大參數(shù)在三種病例間的差異，以初步探尋非接觸性ACL撕裂者髕股關節(jié)的危險解剖因素。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2018年1月至2021年3月于某院就診的患者，由經(jīng)驗豐富的骨關節(jié)外科主治醫(yī)師進行臨床查體。急性LPD病例組的納入標準[12-13]：髕骨脫位與MRI檢查時間間隔≤15 d，MRI檢查顯示髕骨內側緣和股骨外側髁前側面典型部位的骨挫傷；患者就診時臨床體檢發(fā)現(xiàn)髕骨處于外側脫位狀態(tài)；臨床明確的LPD病史，髕內側緣壓痛，髕骨外推恐懼試驗陽性。排除標準：既往膝關節(jié)外傷史、手術史以及風濕性關節(jié)炎等病例均排除在研究之外。共49例病例納入本組，其中男24例，女25例，年齡14～35歲，平均年齡(22.9±1.4)歲。右膝者26例，左膝者23例，受傷與就診時間間隔為2 h～12 d。ACL撕裂病例組均在該院行關節(jié)鏡下ACL重建術，且術前均行患側膝關節(jié)MRI檢查。病例排除標準：膝關節(jié)手術史、LPD或髕骨不穩(wěn)病史者、膝關節(jié)其他結構損傷者。共63例患者納入該組，其中男37例，女26例，年齡17～42歲，平均年齡(29.0±0.8)歲。右膝者26例，左膝者37例，受傷與就診時間間隔為1 h～19 d；隨機抽取120例同期進行MRI檢查且膝關節(jié)正常者作為對照組(僅膝關節(jié)少量積液者可納入范圍)，其中男62例，女58例，年齡17～39歲，平均年齡(28.2±1.2)歲。右膝者56例，左膝者64例。

1.2 MRI檢查及圖像分析方法 使用西門子公司生產(chǎn)的Siemens Magnetom Skyra 3. 0T MR 掃描儀。用膝關節(jié)專用線圈，患者平臥，自然屈曲位，掃描橫斷面、矢狀面和冠狀面。三者采用快速自旋回波質子密度加權壓脂像、自旋回波T1加權序列、快速自旋回波質子密度加權壓脂像。掃描層厚均為3 mm。間距為0.3 mm，F(xiàn)OV 160 mm，矩陣為256×192。

股骨滑車發(fā)育不良參照Fucentese和Lippacher研究標準進行分類[14-15]：正常、A型(相對較淺的滑車溝)、B型(扁平或凸出的滑車)、C型(滑車關節(jié)面不對稱，外側面凸出，內側面發(fā)育不全)和D型(滑車關節(jié)面不對稱，垂直的關節(jié)面與峭壁征)四類。在橫斷面MRI上觀測股骨滑車結構，使用具有完整軟骨滑車的最近側圖像。滑車發(fā)育分為正常、發(fā)育不良，發(fā)育不良包含低度發(fā)育不良(A型)和高度發(fā)育不良(B、C或D型)作進一步分析[15]。髕骨高度采用Insall-Salvati指數(shù)進行評判，在標準矢狀位MRI上分別測量髕腱長度和髕骨最長矢狀面長度，并計算二者比值[16]。對于首次MRI檢查因髕股關節(jié)對應關系不良而導致無法進行測量的患者，在本院進行人工復位后約4～7 d進行第2次MRI檢查，并在第2次MRI上評估測算髕骨高度。Insall-Salvati指數(shù)>1.3則認為是髕骨高位。TT-TG距離的測量參照Schoettle等[17]的研究標準，在橫軸位MRI上，從頭尾方向選擇第1張完整滑車軟骨覆蓋的層面，取此層滑車溝的最深點向股骨髁后緣軟骨面最后端的切線作一垂線，作為股骨端垂線，此垂線轉移至所有層面，然后做髕腱附著點的內外側點的中垂線與脛骨前緣交點，作為髕腱附著點的中心，而后從髕腱附著點中心向髁后軸做一垂線，作為脛骨端的垂線，此兩條垂線間的距離即TT-TG間距。TT-TG間距>15 mm者則認為是TT-TG間距過大[4]。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件對所有數(shù)據(jù)進行處理。組間比較采用卡方檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。隨機抽取30例病例，兩位閱片者對股骨滑車發(fā)育不良MRI分級診斷一致性進行Kappa分析。通過計算組內相關系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)對兩位閱片者間測算髕骨高度和TT-TG間距的一致性進行分析。

2 結果

2.1 三組間髕股關節(jié)股骨滑車MRI參數(shù)比較 急性LPD組發(fā)生例數(shù)明顯高于對照組和肺接觸ACL撕裂組，P均<0.01(表1)。

2.2 三組間髕股關節(jié)髕骨位置MRI參數(shù)比較 急性LPD組髕骨高位發(fā)生例數(shù)明顯高于對照組，P<0.01。急性LPD組髕骨高位發(fā)生例數(shù)明顯高于非接觸性ACL撕裂組，P<0.05(表2)。

表1 三組間髕股關節(jié)股骨滑車MRI參數(shù)比較/例

表2 三組間髕股關節(jié)髕骨位置MRI參數(shù)比較/例

2.3 三組間髕股關節(jié)TT-TG間距MRI參數(shù)比較 急性LPD組TT-TG間距過大發(fā)生例數(shù)明顯高于正常對照組，P<0.01。急性LPD組TT-TG間距過大發(fā)生例數(shù)明顯高于非接觸性ACL撕裂組，P<0.05(表3)。

表3 三組間髕股關節(jié)TT-TG間距MRI參數(shù)比較/例

2.4 典型病例 對于隨機抽取的30例病例的圖像資料，兩位觀察者對于股骨滑車發(fā)育不良分級的Kappa為0.733，具有比較好的一致性，對于髕骨高度和TT-TG間距兩位觀察者ICC值分別為0.933和0.902。這提示具有比較好的一致性。

2.4.1 急性LPD典型病例 患者，女，14歲，因左膝關節(jié)扭傷1周就診。其MRI表現(xiàn)為：冠狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像顯示股骨外側髁局限性骨髓水腫；術前橫軸位T2壓脂像顯示患者為髕骨外側脫位，滑車溝較淺，且伴髕骨內側區(qū)及股骨外側髁局限性骨髓水腫，關節(jié)囊腔積液；矢狀位T1加權序列測量術前、術后Insall-Salvati指數(shù)分別為1.2、1.4，表示髕骨高位；橫軸位T2壓脂像，測量TT-TG間距線段4為20.9 mm，為TT-TG間距增寬；術后橫軸位T2壓脂像顯示髕股關節(jié)對合良好(圖1)。

2.4.2 非接觸性ACL撕裂典型病例 患者，男，18歲，左膝關節(jié)外傷2天就診。其MRI表現(xiàn)為：橫軸位T2壓脂像顯示股骨滑車間溝較淺，屬于滑車發(fā)育不良A型；矢狀位T1加權序列示Insall-Salvati指數(shù)為1.1，表示髕骨位置正常。矢狀位及冠狀位PD壓脂像分別顯示術前前交叉韌帶撕裂以及膝關節(jié)鏡下前交叉韌帶重建術后(圖2)。

2.4.3 對照組(僅關節(jié)腔少量積液)典型病例 患者，女，31歲，因左膝關節(jié)疼痛10余天就診。其MRI表現(xiàn)為：橫軸位T2壓脂像顯示股骨滑車發(fā)育正常，關節(jié)腔內少量積液；矢狀位T1加權序列顯示Insall-Salvati指數(shù)為1.1，表示髕骨位置正常；冠狀位PD壓脂像顯示前交叉韌帶走行連續(xù)，未見異常信號，關節(jié)腔內少量積液(圖3)。

3 討論

急性LPD是膝關節(jié)常見損傷，尤其好發(fā)于活動較多的年輕人，約占青少年急性膝關節(jié)損傷積血的25%～31.3%[1,18]。K?hlitz等[2]研究表明，股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距增寬、髕骨高位被認為是導致LPD的三大解剖因素。Zhang等[3]研究表明，重度股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距過寬、髕骨高位、輕度股骨滑車發(fā)育不良是導致髕骨復發(fā)性脫位前四大危險因素，其風險比分別為18.9、12.7、8.4、7.2。本研究中的急性LPD病例組中重度股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距過寬、髕骨高位、輕度股骨滑車發(fā)育不良分別有18例(36.7%)、21例(42.9%)、27例(55.1%)、20例(40.8%)，此四者陽性例數(shù)均明顯高于非接觸性ACL撕裂組和正常對照組，亦提示髕股關節(jié)三大因素是導致LPD的解剖因素，與K?hlitz 、Zhang等研究結果基本一致。

ACL損傷雖是膝關節(jié)最常見的損傷，但與導致LPD的解剖學因素研究相比，導致ACL損傷的定性解剖學危險因素研究相對較少。在此三大解剖學因素中，研究相對稍多的是髕骨高度，但仍存在較大的爭議。Lin等[19]研究表明ACL撕裂者Insall-Salvati指數(shù)低于正常者，而孫百勝等[10]、任瑞等[20]研究表明，ACL撕裂者之髕骨高度高于正常者。本研究表明，ACL撕裂者之Insall-Salvati指數(shù)高于正常者，與孫百勝等研究結果基本一致。另外，本研究表明，LPD者Insall-Salvati指數(shù)亦高于ACL撕裂者。與非髕骨高位者相比，髕骨高位者髕骨滑動進入股骨滑車凹槽常需要更長的滑動距離和膝關節(jié)更大的屈曲角度，同時髕骨-股骨溝間的有效接觸面積小，在膝關節(jié)淺屈曲角度下髕骨穩(wěn)定性將降低從而更易于導致LPD。

A. 冠狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像；B. 矢狀位T1加權序列示術前Insall-Salvati指數(shù)；C. 矢狀位T1加權序列示術后Insall-Salvati指數(shù)；D. 術前橫軸位T2壓脂像；E. 術前橫軸位T2壓脂像測量TT-TG間距線段4；F. 術后橫軸位T2壓脂像。

A. 橫軸位T2壓脂像；B. 矢狀位T1加權序列示Insall-Salvati指數(shù)；C. 術前矢狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像；D. 術后矢狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像；E. 術前冠狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像；F. 術后冠狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像。

A. 橫軸位T2壓脂像；B. 矢狀位T1加權序列示Insall-Salvati指數(shù)；C. 冠狀位快速自旋回波質子密度加權壓脂像。

股骨滑車形態(tài)是影響髕股關節(jié)穩(wěn)定性的重要因素，股骨滑車溝的角度和深度的異常常導致髕骨運動軌跡的異常，從而導致LPD。Zhang等[3]研究表明，重度股骨滑車發(fā)育不良、輕度股骨滑車發(fā)育不良者較股骨滑車發(fā)育正常者發(fā)生復發(fā)性LPD的風險比分別是18.9、7.2。在本研究LPD組中，重度股骨滑車發(fā)育不良、輕度股骨滑車發(fā)育不良者分別有18例(36.7%)、20例(40.8%)，在三大解剖因素中所占比例最高，明顯高于非接觸性ACL撕裂組和正常對照組，亦提示股骨滑車發(fā)育不良是導致LPD的最主要的解剖因素。雖然股骨滑車發(fā)育不良者由于股骨滑車的扁平甚至凸起而導致股骨滑車容易發(fā)生外旋，致使脛骨平臺的相對內旋和前移較明顯，在相同作用力下相對易于導致ACL撕裂，但由于股骨滑車外側面的扁平或凸起更易于導致髕骨外側移位，同時內側髕股韌帶的穩(wěn)定力度和抗撕裂強度也遠小于ACL，所以在相同軸向壓力和旋轉角度下，更易于致使LPD從而促使病人膝關節(jié)自發(fā)性、保護性停止過度旋轉而避免了ACL損傷。本研究非接觸性ACL撕裂組中，雖然輕度股骨滑車發(fā)育不良、重度股骨滑車發(fā)育不良者均略高于正常對照組，但二者間差異無統(tǒng)計學意義，與紀丙軍等[9]研究并不一致。本研究分析這與非接觸性ACL撕裂者的損傷機制和外側脛骨平臺后傾角相關，在非接觸性ACL損傷瞬間，膝關節(jié)以脛骨內側平臺為支點進行旋轉運動，脛骨外側平臺傾斜角越大，則軸向壓力更容易導致受損者的股骨外側髁向脛骨外側平臺的后側移動，而股骨的相對外旋會導致脛骨平臺的相對內旋并前移，在同樣的外力作用下，外側平臺后傾角越大則導致ACL承受的牽拉力更大，從而導致其損傷。雖然部分研究表明股骨髁間窩寬度狹窄者也容易導致ACL損傷[21-22]，但現(xiàn)階段尚未進行深入研究并與部分研究結論間存在爭議[23-24]。因此，盡管股骨滑車發(fā)育不良者較股骨滑車發(fā)育正常者相對易于發(fā)生ACL損傷，但二者間尚無統(tǒng)計學差異。

TT-TG間距增大也是導致髕股關節(jié)不穩(wěn)的重要解剖因素，脛骨結節(jié)的位置是髕骨下外側力矢量的關鍵，正常的脛骨結節(jié)位置，能在膝關節(jié)彎曲時向下引導力矢量，而脛骨結節(jié)過度側向化，則髕骨在膝關節(jié)屈曲時會被外側向拉動而導致其脫位。因此，脛骨結節(jié)的過度側向位移亦即TT-TG間距過寬也是導致LPD的危險因素，在本研究LPD組的TT-TG間距增大發(fā)生例數(shù)也明顯高于非接觸性ACL撕裂組和正常對照組。非接觸性ACL撕裂者之TT-TG間距高于正常者[8,11]。本研究亦提示，非接觸性ACL撕裂組中TT-TG增寬發(fā)生例數(shù)略高于正常對照組。本研究分析認為，在固定股四頭肌力量的情況下，TT-TG間距越大，則脛骨的內旋程度越大，增加脛骨的前向剪切力，致使ACL承受更大的張力而損傷，但現(xiàn)階段僅對非接觸性ACL損傷者的TT-TG間距進行了定量分析而未進行定性分析。與股四頭肌、髕腱、脛骨平移和旋轉有關的生物力學因素似乎是非接觸性ACL損傷的關鍵因素[25-26]，但它們與TT-TG間距過寬的關系還尚不清楚，因此在本研究中二者間差異無統(tǒng)計學意義。

綜上所述，急性LPD者、非接觸性ACL撕裂者與對照組人群間股骨滑車發(fā)育情況、髕骨位置、TT-TG間距三大MRI參數(shù)存在顯著差異。股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距過長與非接觸性ACL撕裂傷無相關性，但髕骨高位與非接觸性ACL撕裂具有一定的相關性，髕骨高位可以作為非接觸性ACL損傷的一個危險解剖指標。