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    伸膝位和輕度屈膝位對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR橫斷面測量指標(biāo)的影響

    2019-09-25 08:06:32劉麗思鄭卓肇
    影像診斷與介入放射學(xué) 2019年4期
    關(guān)鍵詞:股關(guān)節(jié)滑車屈膝

    劉麗思 鄭卓肇

    髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是青少年膝關(guān)節(jié)疼痛和/或膝關(guān)節(jié)活動功能障礙的最常見原因之一, 影像學(xué)常被用于輔助診斷和評估病變嚴(yán)重程度[1-3]。鑒于MR 成像所具有的良好組織對比、 全面評估骨肌病變能力以及無輻射傷害性,MRI 已成為髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的優(yōu)選影像技術(shù)[1,3-12]。其中,基于 MR 橫斷面的多項定量測量被廣泛應(yīng)用于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn),這些測量指標(biāo)包括股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度及股骨滑車與脛骨結(jié)節(jié)的水平距離(tibial tuberosity-trochlear groove distance,TTTG)。

    傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)MRI 一般采用伸膝位, 因此上述這些基于MR 橫斷面的定量指標(biāo)一般在伸膝狀態(tài)下測量[13-15]。不過,隨著近年來線圈技術(shù)的發(fā)展,多通道膝關(guān)節(jié)專用線圈被越來越多地應(yīng)用于臨床, 這種趨勢導(dǎo)致臨床膝關(guān)節(jié)MR 成像逐漸由傳統(tǒng)伸膝位掃描轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈膝位掃描(屈約20°)。同時,由于輕度屈膝位(屈膝小于 20°~30°)被普遍認(rèn)為是髕股關(guān)節(jié)最不穩(wěn)定時的體位[11,12,16],因此很多文獻(xiàn)推薦使用輕度屈膝位MRI 檢查髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定。然而,這種膝伸屈角度的轉(zhuǎn)變是否會影響上述基于MR 橫斷面的各項定量測量,目前少有文獻(xiàn)關(guān)注。本研究假設(shè)伸膝位和輕度屈膝位MR 掃描會影響上述基于MR 橫斷面的各項定量測量, 通過比較正常志愿者的伸膝位和輕度屈膝位(屈約20°)MR 掃描,以確定膝關(guān)節(jié)伸屈對上述基于MR 橫斷面的各項定量測量的影響。

    資料與方法

    1.一般資料

    本研究選擇了25 名健康學(xué)生志愿者(男12 例,女 13 例,年齡范圍 19~27 歲, 平均 24.61±2.52歲),共50 例膝關(guān)節(jié),分別在伸膝位和輕度屈膝位(屈約 20°) 接受了膝關(guān)節(jié) MR 掃描。所有志愿者均無膝關(guān)節(jié)疼痛、外傷、不穩(wěn)或手術(shù)病史。

    2.檢查方法

    所有志愿者的MR 掃描均在3.0 T 磁共振掃描儀(Magnetom Trio with TIM system,Siemens)上完成, 常規(guī)使用配備的四通道柔性表面線圈。首先,志愿者平臥、受檢膝完全伸直,進(jìn)行橫斷面快速自旋回波的脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)掃描, 掃描范圍包全髕骨、股骨滑車及脛骨結(jié)節(jié)。

    掃描參數(shù)如下:TR 3000 ms,TE 31 ms, 視野160 mm×160 mm,矩陣 256×205,層厚 4 mm,層間距 0.4 mm,體素大小 0.8 mm×0.6 mm×4.0 mm。掃描完成后, 在志愿者的膝關(guān)節(jié)下方放置一個自制的支撐物(隨機(jī)配備柱狀物擱置于腘窩處,周圍加沙包及海綿墊支撐,使膝關(guān)節(jié)中立位,保持體位固定), 使膝關(guān)節(jié)屈曲約20°, 再次重復(fù)掃描上述的橫斷面序列,掃描參數(shù)同上。

    3.數(shù)據(jù)處理

    所有圖像傳輸至PACS 系統(tǒng)(Centricity RIS CE 3.0,GE),所有圖像測量均在圖像工作站(Centricity Radiology RA 600,GE)上進(jìn)行,并由兩名放射醫(yī)師分別獨立完成。對于伸膝位和輕度屈膝位的橫斷面圖像,均測量股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度及TTTG 六項指標(biāo)。

    股骨滑車面對稱性(圖1)、股骨外側(cè)滑車傾斜度(圖2)和股骨滑車深度(圖3)的測量均選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面, 以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。選用經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面, 測量髕骨長軸與股骨后髁連線間的夾角,即為髕骨傾斜角(圖4)。髕骨外移度(圖5)需要利用兩幅橫斷面,分別是最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面(確定內(nèi)側(cè)滑車最凸點)及經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面(確定髕骨內(nèi)側(cè)軟骨邊緣)。TTTG (圖 6)也需要利用兩幅橫斷面,分別是最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面(確定滑車凹軟骨下骨板的最凹點)及經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)最凸點的橫斷面(確定脛骨結(jié)節(jié)的最凸點)。

    4.統(tǒng)計分析

    MR 各測量值均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,使用配對樣本 t 檢驗比較,采用 SPSS 13.0 軟件(SPSS Inc.,Chicago,IL) 進(jìn)行統(tǒng)計分析,P<0.05 為差異有顯著性。兩名醫(yī)生間的一致性采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(interclass correlation coefficient,ICC)分析,ICC 值小于 0.40 表示一致性較差,ICC 值在 0.40~0.75之間為一致性尚可,ICC 值大于0.75 為一致性較好。

    結(jié) 果

    1.伸膝位和輕度屈膝位MR橫斷面測量值比較

    圖1 股骨滑車面對稱性測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上,選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面,以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。L 為外側(cè)滑車面長度,M 為內(nèi)側(cè)滑車面長度,股骨滑車面對稱性為M/L 圖2 股骨外側(cè)滑車傾斜度測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上,選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面,以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。股骨外側(cè)滑車傾斜度(α)是指股骨外側(cè)滑車與雙側(cè)股骨后髁連線的夾角 圖3 股骨滑車深度測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI橫斷面圖像上,選用最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面,以低信號的軟骨下骨板為測量基準(zhǔn)。D 為雙側(cè)股骨后髁連線,A、B、C 分別為股骨外側(cè)滑車最凸點、滑車溝最凹點及內(nèi)側(cè)滑車最凸點至D 的垂直距離,滑車深度為(A+C)/2-B 圖4 髕骨傾斜角測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上,選用經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面,測量髕骨長軸與股骨后髁連線間的夾角,即為髕骨傾斜角(α) 圖5 髕骨外移度測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上,a)最早出現(xiàn)股骨滑車軟全覆蓋的橫斷面;b)經(jīng)髕骨最大長軸的橫斷面。A 為股骨后髁連線(參照線),B 為經(jīng)過內(nèi)側(cè)滑車最凸點的垂線,C 為經(jīng)過髕骨內(nèi)側(cè)軟骨邊緣的垂線,將B 線平移至b)中為B'。C 與B' 的水平距離(雙箭)即為髕骨外移度(C 在 B' 內(nèi)側(cè)為負(fù),反之則正) 圖 6 股骨滑車與脛骨結(jié)節(jié)的水平距離(TTTG)測量圖(伸膝位)。在脂肪抑制FSE PDWI 橫斷面圖像上,a)最早出現(xiàn)股骨滑車軟骨全覆蓋的橫斷面;b)經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)最凸點的橫斷面,A 為股骨后髁連線(參照線),B 為經(jīng)過股骨滑車溝最凹點的垂線,C 為經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)最凸點的垂線,將B 線平移至b)中為B'。C 與B' 的水平距離(雙頭箭)即為TTTG

    表1 志愿者伸膝位和輕度屈膝位(屈約20°)髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR 橫斷面常用測量指標(biāo)的比較(觀察者一)

    表1、2 分別為兩位醫(yī)師的測量結(jié)果。在志愿者中,伸膝位和輕度屈膝位MR 橫斷面相互比較,股骨滑車面對稱性、 股骨外側(cè)滑車傾斜度和股骨滑車深度的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.398、0.115、0.439 及 P=0.610、0.423、0.986)。但是,隨著膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲, 髕骨傾斜角顯著變?。?2.91°±5.32°比 9.42°±4.61°,P<0.001 及 12.32°±5.53°比 8.43°±4.42°,P<0.001)、髕骨外移度顯著變小(-2.81±3.22 mm 比-3.92±2.51 mm, P=0.006及-3.92±3.33 mm 比-5.03±2.72 mm,P=0.012)、TTTG顯著變小(15.12±2.93 mm 比 6.93±3.32 mm,P <0.001 及 15.93±3.24 mm 比 7.43±4.73 mm,P<0.001)(圖 7,8)。

    2.兩名醫(yī)師測量的一致性

    表3 為兩位醫(yī)師測量結(jié)果組內(nèi)一致性的比較,測量值ICC 均大于0.50,組內(nèi)一致性尚可。

    討 論

    1.髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR橫斷面測量指標(biāo)在伸膝和輕度屈膝時的變化

    表2 志愿者伸膝位和輕度屈膝位(屈約20°)髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)MR 橫斷面常用測量指標(biāo)的比較(觀察者二)

    圖7 22 歲女性志愿者,在脂肪抑制 FSE PDWI 橫斷面圖像上,右膝關(guān)節(jié)a)伸膝位和b)輕度屈膝位滑車面對稱性分別為78.91% 、51.39%; 滑車深度分別為3.81 mm、5.60 mm; 外側(cè)滑車傾斜度分別為 14.52°、20.31° 圖 8 19 歲 女 性志愿者, 在脂肪抑制 FSE PDWI 橫斷面圖像上, 左膝關(guān)節(jié) a)伸膝位和b)輕度屈膝位以及c)伸膝位和 d)輕度屈膝位 TTTG 分別為16.26 mm、9.10 mm

    表3 兩個觀察者對于橫斷面測量指標(biāo)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù) (ICC)

    本研究通過在志愿者中比較伸膝位和輕度屈膝位MR 橫斷面掃描,發(fā)現(xiàn)股骨滑車面對稱性、股骨外側(cè)滑車傾斜度和股骨滑車深度此三個參數(shù)不受膝伸屈的影響。但是,膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲時,髕骨傾斜角、髕骨外移度和TTTG 此三個參數(shù)則會顯著變小。

    髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是一種多因素介導(dǎo)的疾?。?],一般都合并有某些發(fā)育性異常, 包括股骨滑車發(fā)育不良、高位髕骨、Q 角增大、髕骨傾斜角增加、股骨前傾角過大、 脛骨過度外旋、 膝過伸及膝外翻等,這些構(gòu)成了髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的危險因素[1,4,13]。治療中應(yīng)綜合考慮這些危險因素, 從而為患者制定個性化的優(yōu)化方案[3,16,17]?;?MR 橫斷面的定量測量可在一定程度上反映潛在的發(fā)育異常,如股骨滑車面對稱性、 股骨外側(cè)滑車傾斜度和股骨滑車深度可反映是否存在股骨滑車發(fā)育不良,髕骨傾斜角可反映是否存在髕骨內(nèi)外側(cè)支持力量的不平衡,TTTG 可反映是否存在Q 角增大,而髕骨外移度可反映是否存在髕骨半脫位。

    本研究揭示了隨著膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲, 反映股骨滑車發(fā)育不良的三個參數(shù)不會發(fā)生變化。股骨滑車發(fā)育不良見于約90%的髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)中[13],多發(fā)生于滑車近端,表現(xiàn)為股骨滑車扁平、異常凸起或滑車關(guān)節(jié)面不對稱[18]。在 CT 或MR 橫斷面上,可通過股骨滑車面對稱性、滑車深度和外側(cè)滑車傾斜度[2,9]評估滑車發(fā)育不良。本研究采納了與 Carrillon 等[2]和 Pfirrmann 等[9]類似的方法測量了股骨滑車面對稱性、 滑車深度和外側(cè)滑車傾斜度,發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)不受膝關(guān)節(jié)伸、屈狀態(tài)的影響。究其原因,這些測量值僅涉及股骨滑車本身,不涉及與其他結(jié)構(gòu)的相對空間關(guān)系,因此伸膝位和輕度屈膝位不產(chǎn)生明顯影響。

    本研究同樣揭示了隨著膝關(guān)節(jié)由全伸轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度屈曲,髕骨傾斜角顯著變小、髕骨外移度也顯著變小。從測量方法中可以發(fā)現(xiàn),此兩個測量值均同時涉及到髕骨和股骨, 即與髕骨和股骨的相對空間關(guān)系有關(guān)。依據(jù)本研究結(jié)果,當(dāng)膝關(guān)節(jié)從全伸向屈曲轉(zhuǎn)變時,以股骨作為參照物,髕骨出現(xiàn)了一定程度的內(nèi)旋和內(nèi)移, 這種髕骨運動趨勢也在先前的文獻(xiàn)報道中得到證實[11,19,20]。本研究結(jié)果的另外一個延伸價值在于, 在評估文獻(xiàn)中有關(guān)此兩個測量值的報道時, 應(yīng)特別注意膝關(guān)節(jié)的伸屈情況,不同膝伸屈狀態(tài)下的數(shù)據(jù)不具有可比性。

    TTTG 在本研究中也出現(xiàn)了顯著性變化,伸膝時顯著大于輕度屈膝時。據(jù)筆者查詢,有文獻(xiàn)曾在同一個個體中直接比較過TTTG 與膝伸屈的關(guān)系。在 30 例志愿者中,Dietrich 等[14]比較了膝全伸、屈 15°、屈 30°時的 TTTG,兩名觀察者的結(jié)果分別為 15.1±3.2 mm、10.0±3.5 mm、8.1±3.4 mm,以及 14.8±3.3 mm、9.4±3.0 mm、8.6±3.4 mm,差異存在顯著性。本研究膝全伸時的TTTG,兩名觀察者結(jié)果分別為 15.12±2.93 mm、15.93±3.24 mm,與Dietrich 等結(jié)果接近;屈約 20°時的 TTTG,兩名觀察者結(jié)果分別為 6.93±3.32 mm、7.43±4.73 mm,盡管與Dietrich 等結(jié)果存在一定差異, 但屈曲導(dǎo)致TTTG 顯著變小的趨勢一致。鑒于TTTG 與股骨和脛骨的相對空間關(guān)系有關(guān), 而生理狀態(tài)下伸膝末脛骨存在的外旋鎖定,可導(dǎo)致脛骨外旋,從而可導(dǎo)致伸膝末TTTG 增大。

    2.本研究的局限性

    (1)當(dāng)前研究僅涉及志愿者,所發(fā)現(xiàn)的變化規(guī)律是否適用于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者尚不清楚。不過,鑒于本研究發(fā)現(xiàn)髕骨傾斜角、髕骨外移度及TTTG在志愿者中與膝伸屈密切相關(guān), 在實際髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的評估中, 此三個指標(biāo)應(yīng)該注意膝關(guān)節(jié)的伸屈狀態(tài)。(2)由于沒有和髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)病例組進(jìn)行對照,對于本研究涉及的六個指標(biāo),當(dāng)前研究并不能給出正常診斷參考界值, 進(jìn)一步的研究將解決此不足。(3)當(dāng)前研究選擇的是年齡范圍 19~27 歲學(xué)生志愿者,所發(fā)現(xiàn)的變化規(guī)律只適用于青年人,髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)常發(fā)生于青少年患者,所以,青少年在生長發(fā)育階段膝關(guān)節(jié)相關(guān)測量值是否變化,有待進(jìn)一步深入研究。

    3.小結(jié)

    在志愿者的MR 橫斷面測量中, 伸膝位和輕度屈膝位掃描并不影響股骨滑車面對稱性、 股骨外側(cè)滑車傾斜度和股骨滑車深度三個指標(biāo), 但顯著影響髕骨傾斜角、 髕骨外移度及TTTG 三個指標(biāo)。在回顧或報告志愿者的正常測量值時,髕骨傾斜角、 髕骨外移度及TTTG 應(yīng)特別關(guān)注膝關(guān)節(jié)的伸屈狀態(tài)。

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