X線平片與CT測量肩關(guān)節(jié)臨界肩角的比較

張興，包磊，崔雪娥，儲彩婷，彭海騰，汪登斌

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院放射科，上海 200092；

非外傷性、退行性肩袖損傷和盂肱骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生與肩峰和肩胛盂的形態(tài)異常密切相關(guān)[1]。肩峰傾斜度（lateral acromion angle，LAA）、肩峰指數(shù)（acromion index，AI）和肩胛盂傾斜度（glenoid inclination，GI）等影像學(xué)評估測量指標僅能片面反映肩峰和肩胛盂異常問題，難以做出全面、準確的評判[2]。Moor 等[3]提出的臨界肩角（critical shoulder angle，CSA）能從總體上綜合反映肩峰和肩胛盂的形態(tài)異常。

目前，CSA 的研究結(jié)果和測量數(shù)據(jù)主要基于X 線平片，而關(guān)于3D-CT 測量CSA 研究以及其測量結(jié)果與X 線平片的一致性研究鮮有報道。本研究擬通過回顧性收集82 例肩關(guān)節(jié)X 線平片和3D-CT 資料，并測量CSA 的對應(yīng)數(shù)值，探討肩關(guān)節(jié)X 線平片與3D-CT測量CSA 的重復(fù)性和一致性，為臨床對非外傷性、退行性肩袖損傷和盂肱骨性關(guān)節(jié)炎的診治及預(yù)后評估提供更精確的數(shù)據(jù)支持。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2008年10月—2019年12月上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院收治患者的肩關(guān)節(jié)X 線平片和3D-CT 影像資料。排除標準：①既往有肩關(guān)節(jié)骨折或手術(shù)史、感染性關(guān)節(jié)炎以及骨發(fā)育異常；②肩關(guān)節(jié)X 線平片不符合標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位。符合標準的362 例肩關(guān)節(jié)X 線平片中僅82 例（22.6%）符合研究納入體位要求。X 線平片和3D-CT 檢查間隔時間0～8 個月，平均（2.4±1.9）個月；男44 例，女38 例；右肩47 例，左肩35 例；年齡23～78 歲，平均（49±14）歲。

1.2 儀器與方法

1.2.1 X 線平片 采用Philips DR 攝片機，納入病例均接受標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位攝片檢查。攝片體位：患者直立于攝片架前，身體健側(cè)向前轉(zhuǎn)約35°，使患側(cè)肩胛骨與探測器平板平行并緊貼，被檢側(cè)手臂自然下垂，稍向內(nèi)旋。中心線：對準肩關(guān)節(jié)中心，與探測器平板垂直。

1.2.2 3D-CT 檢查 采用Philips 64 排螺旋CT 掃描儀，患者取仰臥位，頭先進，雙上肢自然放于身體兩側(cè)，取中立位，掃描范圍包含整個肩關(guān)節(jié)。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流120～200 mA，掃描層厚、層距5 mm，螺距1.0，重組間隔1.0 mm，采用骨算法和標準算法。采集數(shù)據(jù)傳至工作站，采用多平面重組（MPR）進行后處理重組，獲得相應(yīng)的圖像。

1.3 圖像測量方法 X 線平片法：在肩關(guān)節(jié)標準的真正的前后位X 線平片上，指從肩胛盂上緣到下緣畫一條線穿過肩胛盂平面，再從肩胛盂下緣畫一條線到肩峰最遠端，兩者所形成的夾角（圖1）。3D-CT 法：先利用容積數(shù)據(jù)進行后期MPR，獲得由肩胛盂上、下緣和肩峰最外側(cè)端3個骨性解剖學(xué)標志點所確定的斜冠狀面二維圖像，然后在MPR 圖像上測量肩胛盂上緣到下緣連線與肩胛盂下緣到肩峰最遠端連線之間的夾角[4]（圖2）。

圖1 臨界肩角（CSA）標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位X 線平片測量方法

圖2 臨界肩角（CSA）3D-CT 測量方法。A.以肩關(guān)節(jié)間隙為中心，調(diào)節(jié)正交十字定位線，保證在冠狀面上肩胛盂上、下緣間距最大并同時顯示肩峰最遠端，獲得斜冠狀面MPR重組圖像；B.測量肩胛盂上緣到下緣連線與肩胛盂下緣到肩峰最遠端連線之間的夾角

1.4 圖像分析 將X 線平片與3D-CT 圖像傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡?。? 位具有5年以上工作經(jīng)驗的骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)專業(yè)影像科醫(yī)師，采用雙盲隨機方式，利用X 線平片與3D-CT 圖像進行CSA 測量，多次測量取平均值，以保證數(shù)值的準確性。2 周后，抽取其中1 名醫(yī)師采用同樣的方法進行重復(fù)測量，并不參考前次的測量結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0 軟件，計量資料以表示，采用配對t檢驗分析；采用Pearson 相關(guān)分析進行相關(guān)性檢驗，以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 X 線平片和3D-CT 測量重復(fù)性評估

2.1.1 觀察者間的一致性 2 位醫(yī)師分別利用X 線平片測量CSA 值，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；且2 位醫(yī)師測量結(jié)果具有相關(guān)性（r=0.996，P<0.01）。2 位醫(yī)師分別利用3D-CT 測量CSA 值，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；且2 位醫(yī)師測量結(jié)果具有相關(guān)性（r=0.994，P<0.01；表1）。

表1 2 位醫(yī)師分別采用X 線平片和3D-CT 測量CSA 結(jié)果比較（±s，°）

表1 2 位醫(yī)師分別采用X 線平片和3D-CT 測量CSA 結(jié)果比較（±s，°）

檢查方法甲醫(yī)師乙醫(yī)師r 值P 值t 值P 值X 線平片 33.31±4.85 33.22±4.86 0.996 <0.01 1.931 >0.05 3D-CT 33.29±4.67 33.40±4.73 0.994<0.01-1.849>0.05

2.1.2 觀察者內(nèi)的一致性 抽取1 名醫(yī)師2 周后再次分別利用X 線平片和3D-CT 測量CSA 值，與第1 次測量比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；X 線平片和3D-CT 前后2 次測量結(jié)果具有相關(guān)性（r=0.998、0.997，P<0.01；表2）。

表2 甲醫(yī)師采用X 線平片和3D-CT 前后2 次測量CSA 結(jié)果比較（±s，°）

表2 甲醫(yī)師采用X 線平片和3D-CT 前后2 次測量CSA 結(jié)果比較（±s，°）

檢查方法第1 次第2 次r 值P 值t 值P 值X 線平片 33.31±4.85 33.26±4.87 0.998 <0.01 1.522 >0.05 3D-CT 33.29±4.67 33.31±4.70 0.997<0.01-0.397>0.05

2.2 X 線平片和3D-CT 測量結(jié)果對比 利用X 線平片和3D-CT 測量CSA 值分別為（33.26±4.84）°和（33.33±4.68）°，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.955，P>0.05）；且2 種影像學(xué)測量結(jié)果具有相關(guān)性（r=0.971，P<0.01）。

3 討論

非外傷性、退行性肩袖損傷和盂肱骨性關(guān)節(jié)炎的病因一直是運動醫(yī)學(xué)和肩關(guān)節(jié)外科關(guān)注的熱點。肩胛骨形態(tài)異常與非外傷性、退行性肩袖損傷和盂肱骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生關(guān)系密切。因此，需要全面、準確及重復(fù)性好的影像學(xué)測量方法及其測量指標評估肩峰和肩胛盂形態(tài)異常，為臨床判斷和預(yù)測肩關(guān)節(jié)疾病、選擇合適的治療方式及評估治療預(yù)后提供指導(dǎo)。

在諸多評估肩峰和肩胛盂形態(tài)異常的影像學(xué)測量指標中，CSA 整體綜合考慮冠狀面上肩峰向外側(cè)延伸程度和肩胛盂傾斜程度，是目前預(yù)測非外傷性、退行性肩袖損傷和盂肱骨性關(guān)節(jié)炎更具判別性的影像學(xué)評估測量指標[3,5-6]。生物力學(xué)研究證實，CSA 的大小對維持肩關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性至關(guān)重要[7]。當(dāng)CSA 角度過大[肩峰向外側(cè)延伸較長和（或）肩胛盂向上傾斜]時，三角肌分解作用于肱骨頭上的應(yīng)力以向上剪切力為主，肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)定性增加，尤其是在外展運動的起始階段。為了維持盂肱關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心穩(wěn)定，岡上肌通過代償性過度收縮平衡三角肌的剪切力。如果岡上肌肌腱長期處于過高張力負荷狀態(tài)，則容易發(fā)生早期退行性變甚至撕裂[2,8]。當(dāng)CSA 角度過小[肩峰向外側(cè)延伸較短和（或）肩胛盂向下傾斜]時，三角肌分解作用于肱骨頭上的水平方向應(yīng)力增加，肱骨頭對肩胛盂關(guān)節(jié)面軟骨的壓力負荷也相應(yīng)地增加，容易發(fā)生盂肱關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎[2,9]。此外，術(shù)后CSA 的大小與肩袖修復(fù)后患者預(yù)后及再撕裂發(fā)生密切相關(guān)，為手術(shù)的選擇、術(shù)后康復(fù)以及術(shù)后預(yù)期結(jié)果等提供幫助和指導(dǎo)[8,10]。

X 線平片是肩關(guān)節(jié)疾病比較方便、簡單、經(jīng)濟的檢查方式，是目前臨床常用的CSA 影像學(xué)測量方法，尤其是在未普及CT 與MRI 的基層醫(yī)院。既往研究結(jié)果表明，CSA 正常值為30°～35°，>35°是非外傷性、退行性肩袖損傷的危險因素，<30°與盂肱骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生有關(guān)[4-5,11]。本研究結(jié)果表明，標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位X 線平片對CSA 的測量具有很好的可重復(fù)性，以及很好的觀察者間一致性與觀察者內(nèi)一致性。Tang 等[12]研究顯示，在非真正的肩關(guān)節(jié)前后位片，肩袖撕裂組和對照組的CSA 測量結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.536）；而在標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位片，肩袖撕裂組和對照組的CSA 測量結(jié)果差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。Suter 等[13]研究發(fā)現(xiàn)CSA 最易受肩關(guān)節(jié)前后方向傾斜的影響，在2°內(nèi)準確評估真實CSA的幾率為89%。因此，X 線平片測量CSA 的有效性和準確性依賴于標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位片，盡量保證肩胛盂前后邊緣重疊。但在臨床攝片工作中，確保X 光球管方向由前向后且完全與肩胛盂關(guān)節(jié)面平行有一定的難度。本研究中符合納入標準的病例僅22.6%的X 線平片符合標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位片，與既往研究基本相似[4,13]。

與X 線平片相比，3D-CT 測量CSA的優(yōu)勢包括：①螺旋容積掃描、密度分辨率高，能夠更為精準地定位肩胛盂上、下緣和肩峰最外側(cè)端3 個骨性解剖學(xué)標志；②具有強大的圖像后處理功能，利用容積數(shù)據(jù)進行MPR，MPR 是二維圖像，可在MPR 圖像上進行精確測量[14]；③避免體位因素對測量結(jié)果的影響，臨床實際操作性強。本研究中3D-CT 在不同時間多次測量肩關(guān)節(jié)CSA 結(jié)果表明，觀察者間一致性和觀察者內(nèi)一致性均高度一致，提示3D-CT 測量法具有很好的準確性、穩(wěn)定性及可重復(fù)性。此外，本研究對同一個體標準的真正的肩關(guān)節(jié)X 線平片和3D-CT 定量測定CSA 的結(jié)果一致性研究發(fā)現(xiàn)，兩者測量結(jié)果呈高度相關(guān)性（r=0.971），證實2 種影像學(xué)檢查方法測量CSA 有很好的一致性。因此，以往基于標準的真正的肩關(guān)節(jié)前后位X 線平片的CSA 測量數(shù)據(jù)和研究結(jié)果也可以應(yīng)用到今后3D-CT 科學(xué)研究和臨床工作中。

本研究存在一定的局限性：①作為初步研究納入的研究對象數(shù)量有限，未對不同的年齡進行分組討論，且為回顧性單中心研究，相關(guān)數(shù)據(jù)尚需要大樣本量研究進一步驗證；②CT 常規(guī)掃描輻射劑量相對較高，不宜對X 射線敏感或備孕人群開展此類檢查，但隨著低劑量掃描技術(shù)的應(yīng)用，可在不影響圖像質(zhì)量和測量結(jié)果的情況下，進一步大幅度減少對患者的輻射危害。

總之，CSA 可預(yù)測非外傷性、退行性肩袖損傷和盂肱骨性關(guān)節(jié)炎以及肩袖修復(fù)后患者預(yù)后及再撕裂的發(fā)生。在CSA 的影像學(xué)測量中，X 線平片與3DCT 測量結(jié)果具有高度一致性，模態(tài)間的差異可以忽略不計，而且兩者均具有很好的可靠性和可重復(fù)性。3D-CT 不同于X 線平片受體位嚴格限制，臨床操作測量方便。因此，將3D-CT 作為判斷和預(yù)測肩關(guān)節(jié)疾病的工具，尤其在今后低劑量掃描條件下，為臨床選擇合適的治療方式及判斷治療預(yù)后提供全面、準確、可靠、有價值的信息。