脛骨結(jié)節(jié)相對旋轉(zhuǎn)度：一種新的評估髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的參數(shù)

丁明 上官磊 張楠 王迎春 張春禮 徐虎 廖炳輝

髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是一種常見的膝關(guān)節(jié)疾病，其發(fā)病率為每10 萬人中5～43 例［1］。大多數(shù)原發(fā)性髕骨脫位的病人都曾接受過非手術(shù)治療，而手術(shù)治療通常只適用于復(fù)發(fā)或急性骨軟骨損傷需要修復(fù)的病人。第一次髕骨脫位后復(fù)發(fā)的概率為15%～44%，第二次髕骨脫位后再次復(fù)發(fā)的概率為50%以上［2］；即使沒有復(fù)發(fā)性髕骨脫位，髕股關(guān)節(jié)臨床癥狀的發(fā)生率也相當(dāng)高，約50%的病人沒有恢復(fù)到以前的體育活動水平，超過70%的病人有不同形式的關(guān)節(jié)活動受限［3?4］，71%的病人在長期隨訪中發(fā)現(xiàn)髕股關(guān)節(jié)退行性改變［5］。

髕股關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性是由骨與膝關(guān)節(jié)周圍軟組織之間復(fù)雜的靜力性、動力性相互作用而維持的。髕股外側(cè)韌帶、脛骨結(jié)節(jié)、股骨內(nèi)旋、脛骨外旋、股骨-脛骨相對旋轉(zhuǎn)等生物力學(xué)共同作用提供了髕骨靜力性及動力性的外側(cè)矢量作用力，而髕股內(nèi)側(cè)韌帶、髕骨形態(tài)、股骨滑車結(jié)構(gòu)的骨性阻擋提供了內(nèi)側(cè)作用力。內(nèi)外側(cè)作用力的不平衡則導(dǎo)致了髕骨不穩(wěn)的發(fā)生［6］。因此，與髕骨不穩(wěn)相關(guān)的解剖學(xué)因素包括：①外側(cè)作用力增加，例如脛骨結(jié)節(jié)-股骨滑車（tibial tu?bercle?trochlear groove，TT?TG）距離增加；②提供內(nèi)側(cè)作用力的軟組織或骨約束減少，例如滑車發(fā)育不良和高位髕骨。

TT?TG距離作為評估脛骨結(jié)節(jié)外偏程度的最常用指標(biāo)，被認(rèn)為是髕骨復(fù)發(fā)性脫位的危險因素。然而，TT?TG 距離在髕股不穩(wěn)時不僅提示脛骨結(jié)節(jié)外偏，還同時伴隨不同程度的滑車發(fā)育異常。在De?jour分型中，B～D型滑車溝是平的（甚至隆起），無法鑒定滑車溝的最低點，這導(dǎo)致了TT?TG 距離在超過20 mm 時的測量一致性下降［6］。且TT?TG 距離是一個長度指標(biāo)，無法明確股骨和脛骨的相對旋轉(zhuǎn)，在評估髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)時存在片面性。我們在臨床中發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)性髕骨脫位病人的CT影像上時常能觀察到股骨內(nèi)旋或脛骨外旋的現(xiàn)象，故而我們考慮提出一個新的測量股骨和脛骨相對旋轉(zhuǎn)度的觀察指標(biāo)：脛骨結(jié)節(jié)相對旋轉(zhuǎn)度（tibial tubercle?trochlear groove rotation angle，TTTGR），從預(yù)測脛骨結(jié)節(jié)外偏的程度和股骨-脛骨的相對旋轉(zhuǎn)程度兩個方面，評價該指標(biāo)對于髕骨不穩(wěn)的診斷效力。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①我科門診就診，依據(jù)癥狀、體檢及影像學(xué)檢查符合髕骨復(fù)發(fā)性脫位的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)；②膝關(guān)節(jié)未曾行任何手術(shù)治療；③膝關(guān)節(jié)活動度正常；④CT影像資料完善。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡小于10 歲；②因懷孕等因素?zé)o法行CT檢查；③膝關(guān)節(jié)其他疾病或膝關(guān)節(jié)已行手術(shù)治療；④CT 掃描螺距大于1 cm 或CT 圖像質(zhì)量不佳，無法準(zhǔn)確測量；⑤膝關(guān)節(jié)伸直受限，無法獲得準(zhǔn)確的膝關(guān)節(jié)伸膝位CT圖像；⑥髕骨初次脫位。

二、一般資料

收集2020 年1 月至2020 年12 月于我科就診的髕骨復(fù)發(fā)性脫位病人74例，經(jīng)納入標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)篩選，共50例納入脫位組，其中男14例，女36例，年齡為（25.32±9.07）歲；30 例正常志愿者經(jīng)排除標(biāo)準(zhǔn)后也納入此次研究，作為對照組，其中男22 例，女8例，年齡為（31.53±11.51）歲。

三、測量方法及參數(shù)

選擇2 張雙膝關(guān)節(jié)CT 軸位切面測量TTTGR。選擇股骨后髁皮質(zhì)最清晰的地方，繪制后髁通髁線。脛骨切面選擇在髕腱完全附麗的CT切面，定位距離髕腱雙側(cè)邊緣等距的最高點，經(jīng)過此點作后髁通髁線的垂線，即為TT線。股骨切面的選擇結(jié)合上下CT層面定位滑車最低點，經(jīng)此點作后髁通髁線的垂線，即為TG線。若滑車發(fā)育異常無法準(zhǔn)確定義滑車最低點，則選擇內(nèi)髁與異常滑車過渡的點作后髁通髁線的垂線為TG 線。將股骨切面的后髁通髁線和TG 線復(fù)制到脛骨切片上，設(shè)TG 線與后髁通髁線的焦點為O點，則∠TOG則為TTTGR（圖1）。

圖1 TTTGR的測量方式：三條黃色線為TT?TG的標(biāo)識線，∠TOG即為TTTGR

其他三組測量參數(shù)為TT?TG、滑車側(cè)傾角（later?al trochlear inclination，LTI）［7］、髕骨外傾角度（lateral patella tilt angle，LPTA）［8］。這三組測量參數(shù)均為髕骨不穩(wěn)的常用評估指標(biāo)，其中TT?TG 的測量和上述TTTGR 的測量步驟類似，測量的是TT 到TG 的水平距離。LTI 和LPTA 的測量選擇上述同樣的股骨層面，LTI為股骨滑車溝外側(cè)壁和股骨后髁通髁線的夾角，LPT為髕骨長軸和股骨后髁通髁線的夾角（圖2）。

圖2 LTI和LPTA的測量方式：黃色線為后髁通髁線，藍(lán)色虛線和紅色虛線均為后髁通髁線的平行線。藍(lán)色實線為滑車溝外側(cè)壁線，藍(lán)色實線和藍(lán)色虛線的夾角即為LTI。紅色實線為髕骨長軸線，紅色實線和紅色虛線的夾角即為LPTA

以上測量由四名醫(yī)師獨立完成（單盲）。其中一名放射科醫(yī)師使用CT 后處理工作站（西門子，德國），三名骨科醫(yī)師使用Photoshop（2017版）軟件。

四、統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件（IBM公司，美國）進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。定量變量用數(shù)量、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差描述。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra?class correlation coeffi?cient，ICC）分別評估四組參數(shù)在不同觀察者間的一致性，標(biāo)準(zhǔn)為：差＜0.40，中等0.40～0.59，良好0.60～0.74，優(yōu)秀≥0.75［9］。使用皮爾遜相關(guān)性評估TTTGR和其余三組髕股不穩(wěn)參數(shù)的相關(guān)性。繪制受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析TTTGR的敏感度和特異度，并計算陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。

結(jié) 果

對照組的TTTGR、TT?TG、LTI、LPTA 分別為28.62°±4.07°、（9.95±2.56）mm、16.73°±5.82°、14.06°±6.26°，脫位組的TTTGR、TT?TG、LTI、LPTA分別為40.22°±6.49°、（18.97±3.53）mm、0.74°±11.96°、27.53°±8.71°，組間比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，表1）。

表1 兩組之間的TTTGR、TT?TG、LTI、LPTA比較（x±s）

觀察者間的一致性檢驗結(jié)果：TT?TG（ICC=0.975）、TTTGR（ICC=0.937）和LPTA（ICC=0.794）的組間一致性均為優(yōu)秀，LTI（ICC=0.708）的組間一致性良好。

TTTGR 和TT?TG、LTI、LPTA 均具有相關(guān)性（P均＜0.001），其中和TT?TG、LPTA 為正相關(guān)（r=0.544，r=0.476），和LTI為負(fù)相關(guān)（r=-0.430）。

圖3為各評估參數(shù)的ROC曲線。其中TT?TG對于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷準(zhǔn)確性最高，約登指數(shù)：0.851；TTTGR 診斷準(zhǔn)確性次之，約登指數(shù)：0.733；LPTA的約登指數(shù)：0.674；LTI則無診斷意義。其中，TTTGR 的最佳截斷值為34.6°，表現(xiàn)出敏感度為80.00%，特異度為93.30%；陽性預(yù)測值為92.27%，陰性預(yù)測值為82.34%。

圖3 TTTGR、TT?TG、LTI、LPTA分別預(yù)測髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的ROC曲線

討 論

基于CT測量的TTTGR是一種簡單、直觀、可重復(fù)性高的髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的評價指標(biāo)。測量TTTGR的觀察者一致性表現(xiàn)為優(yōu)秀（ICC=0.937），這說明不僅骨科醫(yī)師能夠熟練掌握此參數(shù)測量，且放射科醫(yī)師也易于掌握；不僅能通過電腦制圖軟件測量，也能通過專用醫(yī)學(xué)影像軟件測量。這提示TTTGR 容易測量且一致性高，具有普適性。本研究還發(fā)現(xiàn)，雖然在Dejour 分型中難以定義滑車最低點，且有文獻(xiàn)報道TT?TG 在超過20 mm 時的測量一致性下降［6］，但TT?TG的觀察者一致性是本研究四組參數(shù)中最高的（ICC=0.975），這表明TT?TG仍是一個可靠且一致的評估參數(shù)，這和以往文獻(xiàn)報道一致［10?11］。大量文獻(xiàn)表明，在髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的眾多評估指標(biāo)中，因為解剖學(xué)差異較大的原因，醫(yī)師測量的ICC差異很大［12］。TTTGR的重復(fù)測量一致性表現(xiàn)優(yōu)秀，受解剖異常干擾較小，是易于掌握的測量評估參數(shù)。

本研究還發(fā)現(xiàn)，TTTGR是髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的可靠評估指標(biāo)。正常膝關(guān)節(jié)的TTTGR 為28.62°±4.07°，髕骨脫位的TTTGR為40.22°±6.49°；TTTGR=34.6°時表現(xiàn)出80%的敏感度，93.3%的特異度，92.27%的陽性預(yù)測值，82.34%的陰性預(yù)測值。這提示TTTGR對于評估髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)具有較高的敏感度和特異度，可以作為髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷參數(shù)之一。

TTTGR 和其他三組評估髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的指標(biāo)均具有相關(guān)性，尤其是TT?TG，是因為TTTGR 測量方法是由TT?TG 改進(jìn)，故而相關(guān)性更高。ROC 曲線分析結(jié)果可見，TT?TG 的診斷效力最高，LPTA 反映了髕骨外傾的程度并且和髕股關(guān)節(jié)軟骨損傷相關(guān)，是臨床常用的評估指標(biāo)［8］，但其對于髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷效力要低于TT?TG 和TTTGR。LTI反映了股骨外髁和滑車發(fā)育的異常情況［13］，不具備髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的診斷效力。由此提示，髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)可能和股骨-脛骨綜合因素相關(guān)。

此外，不同于TT?TG 的長度評估，TTTGR 是一個角度評估參數(shù)，能夠反映出股骨-脛骨的相對旋轉(zhuǎn)程度。部分研究證實股骨內(nèi)旋或脛骨外旋為髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)提供了外向作用力［14?15］，但并沒有將其作為一個整體進(jìn)行分析，這也干擾了手術(shù)方案的決策。脛骨結(jié)節(jié)截骨術(shù)（tibial tubercle osteotomy，TTO）矯正了脛骨結(jié)節(jié)的位置，其本質(zhì)可以理解為將脛骨相對于股骨內(nèi)旋［16?17］。TTO 的手術(shù)選擇依賴TT?TG的長度測量結(jié)果，而TTTGR 是一個旋轉(zhuǎn)角度指標(biāo)，在本質(zhì)上可能更加貼合TTO 手術(shù)的實施。因此，TTTGR 可能為TTO 提供更貼合本質(zhì)的測量及參考標(biāo)準(zhǔn)。

本研究尚存在以下不足：①隨著骨齡增長成熟，未成年人的骨性結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，本研究沒有將年齡這一可能的變化剔除；②本研究僅探索了TTT?GR 對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的影響，存在片面性，髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是多因素作用的共同結(jié)果，這在以后的研究中會進(jìn)一步完善。

TTTGR是簡單、直觀、可重復(fù)性高、可靠的髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)評估指標(biāo)，具有較高的觀察者一致性，并與其他髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的評估參數(shù)具有相關(guān)性，該參數(shù)提示了股骨-脛骨的相對旋轉(zhuǎn)性，對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)具有較高的診斷效力，可能為TTO的實施提供參考價值。