MRI及多層螺旋CT在測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角中的應(yīng)用價(jià)值

任燦權(quán)，汪林剛，凌楨，張海峰，馮波

·論 著·

MRI及多層螺旋CT在測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角中的應(yīng)用價(jià)值

任燦權(quán)，汪林剛，凌楨，張海峰，馮波

杭州市第九人民醫(yī)院放射科，浙江杭州 311225

分析磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）及多層螺旋計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）在測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角中的應(yīng)用價(jià)值。選取2019年1月至2022年6月于杭州市第九人民醫(yī)院接受骨盆MRI及CT檢查的髖關(guān)節(jié)疼痛患者51例（65髖）為研究對(duì)象。采用MRI與多層螺旋CT的4種常用測(cè)量方法評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角，分析其可重復(fù)性及一致性，并比較4種參考軸之間股骨扭轉(zhuǎn)角的差異。MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角觀(guān)察者間與觀(guān)察者內(nèi)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra-class correlation coefficient，ICC）均≥0.97。MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的差值均數(shù)在0.23°～1.11°之間，MRI與多層螺旋CT不同水平股骨近端參考軸測(cè)量所得的股骨扭轉(zhuǎn)角比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（>0.05）。大轉(zhuǎn)子參考軸觀(guān)察者間ICC差異在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)的占比為72.31%（47/65），股骨頸參考軸為87.69%（57/65），股骨頸基部參考軸為67.69%（44/65），小轉(zhuǎn)子參考軸為78.46%（51/65）。MRI與多層螺旋CT不同水平股骨近端參考軸評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的一致性和可重復(fù)性差別不大，但MRI無(wú)輻射，可減少患者有效輻射劑量。此外，不同水平近端參考軸可直接影響股骨扭轉(zhuǎn)角的測(cè)量結(jié)果。

磁共振成像；計(jì)算機(jī)斷層掃描；股骨扭轉(zhuǎn)角；影像診斷

股骨扭轉(zhuǎn)是指股骨頸相對(duì)于股骨干的旋轉(zhuǎn)，股骨扭轉(zhuǎn)角減小可導(dǎo)致股骨外旋，股骨扭轉(zhuǎn)角增大可導(dǎo)致股骨內(nèi)旋[1]。同時(shí)，扭轉(zhuǎn)畸形可能會(huì)對(duì)關(guān)節(jié)鏡下髖關(guān)節(jié)手術(shù)結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響，并可能是復(fù)發(fā)性髖部疼痛的根源[2]。股骨旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)可糾正異常扭轉(zhuǎn)畸形，但股骨截骨術(shù)屬侵入性操作，在技術(shù)上有一定挑戰(zhàn)，增加術(shù)前計(jì)劃復(fù)雜性[3-4]。以往在適合實(shí)施保留髖關(guān)節(jié)手術(shù)的患者中應(yīng)常規(guī)測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角，特別是實(shí)施全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者[5]。目前用于測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角的方法較多，但因定義股骨近端參考軸的解剖學(xué)界標(biāo)有所不同，直接影響股骨扭轉(zhuǎn)角測(cè)量結(jié)果，且較少有研究比較磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）的股骨扭轉(zhuǎn)角測(cè)量結(jié)果[6]。本研究主要分析MRI及多層螺旋CT在測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月至2022年6月于杭州市第九人民醫(yī)院接受骨盆MRI及CT檢查的髖關(guān)節(jié)疼痛患者51例（65髖）為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①疼痛癥狀持續(xù)3個(gè)月及以上；②年齡不限；③無(wú)MRI及CT檢查禁忌證。排除標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI及CT掃描影像不清晰；②依從性差、不配合檢查者；③合并精神疾病、認(rèn)知功能障礙。其中男20例，女31例；年齡12～35歲，平均（19.29±5.40）歲；髖關(guān)節(jié)狀況：髖臼撞擊綜合征36髖，髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良20髖，其他9髖；髖關(guān)節(jié)外翻23髖；既往髖關(guān)節(jié)手術(shù)失敗后接受MRI及CT檢查者20例（26髖）。本研究獲得杭州市第九人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理審批號(hào)：研倫第2022-009），所有患者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 MRI檢查方法

采用美國(guó)通用電氣公司的1.5T超導(dǎo)MRI進(jìn)行檢查，髖部成像采用體部相控陣線(xiàn)圈，膝關(guān)節(jié)成像采用脊柱矩陣線(xiàn)圈?；颊邫z查前去除所有金屬附屬物，保持仰臥位，雙腳并攏，膝蓋伸直。為評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角，采用下述參數(shù)執(zhí)行T2加權(quán)渦輪自旋回波序列：重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間為5000/69；48節(jié)；截面厚度5mm；翻轉(zhuǎn)角123°；視場(chǎng)380mm；矩陣384×384；脂肪抑制覆蓋骨盆和小轉(zhuǎn)子；股骨遠(yuǎn)端采集時(shí)間為112s。然后采用T1加權(quán)的渦輪自旋回波序列覆蓋，參數(shù)如下：重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間為640/18；30節(jié)；截面厚度為5mm；翻轉(zhuǎn)角280°；視場(chǎng)3000mm，矩陣320×320；采集時(shí)間為63s。

1.3 CT檢查方法

采用美國(guó)通用電氣公司64排螺旋CT進(jìn)行檢查，患者定位與MRI相似，視野包括髖臼頂至小轉(zhuǎn)子，第二次掃描覆蓋股骨遠(yuǎn)端髁部。CT參數(shù)設(shè)置如下：準(zhǔn)直64×0.5mm；螺距2.85；旋轉(zhuǎn)時(shí)間250ms。使用基于衰減的自動(dòng)管電流調(diào)制（四維實(shí)時(shí)劑量自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，參考值40mA）以降低劑量，獲取重建層厚為5mm的圖像測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角。

1.4 圖像分析

由具有6年髖關(guān)節(jié)影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科副主任醫(yī)師及1年髖關(guān)節(jié)影像診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生各1名分別對(duì)MRI與CT檢查圖像進(jìn)行分析，并選擇不同水平的股骨近端參考軸測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角：大轉(zhuǎn)子（股骨頭中心與大轉(zhuǎn)子的最近端相連，見(jiàn)圖1）、股骨頸（股骨頭中心在前后皮質(zhì)平行延伸的位置與股骨頸軸相連，見(jiàn)圖2）、股骨頸基部（股骨頭中心在股骨頸基部與大轉(zhuǎn)子的中點(diǎn)相連，見(jiàn)圖3）及小轉(zhuǎn)子（股骨頭中心與股骨頸基點(diǎn)的中點(diǎn)高于小轉(zhuǎn)子的位置相連，見(jiàn)圖4），除大轉(zhuǎn)子水平外，其余方法均基于疊加圖像測(cè)量；間隔2周后再次安排同樣的2名醫(yī)生進(jìn)行分析與測(cè)量。

圖1 大轉(zhuǎn)子參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

圖2 股骨頸參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

圖3 股骨頸基部參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

圖4 小轉(zhuǎn)子參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0軟件處理數(shù)據(jù)。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra-class correlation coefficient，ICC）評(píng)估觀(guān)察者間和觀(guān)察者內(nèi)的可重復(fù)性，不同測(cè)量方法的一致性采用Bland-Altman圖檢驗(yàn)；測(cè)量方法之間的比較采用方差分析，然后進(jìn)行兩配對(duì)樣本檢驗(yàn)，其中Bonferroni校正用于多次比較。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的重復(fù)性

MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角觀(guān)察者間與觀(guān)察者內(nèi)的ICC均≥0.97，說(shuō)明可重復(fù)性極高，見(jiàn)表1。

表1 MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的重復(fù)性

2.2 MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的測(cè)量值比較

MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的差值均數(shù)在0.23°～1.11°之間，MRI與多層螺旋CT不同水平股骨近端參考軸測(cè)量所得的股骨扭轉(zhuǎn)角比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（>0.05），見(jiàn)表2。

表2 MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的測(cè)量值比較（，°）

2.3 MRI與多層螺旋CT用于評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的一致性

大轉(zhuǎn)子參考軸觀(guān)察者間ICC差異在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)（±3.6°）的占比為72.31%（47/65），股骨頸參考軸觀(guān)察者間ICC差異在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)（±4.8°）的占比為87.69%（57/65），股骨頸基部參考軸觀(guān)察者間ICC差異在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)（±3.4°）的占比為67.69%（44/65），小轉(zhuǎn)子參考軸觀(guān)察者間ICC差異在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)（±3.3°）的占比為78.46%（51/65），見(jiàn)圖5。

3 討論

臨床中年輕患者行髖關(guān)節(jié)保留手術(shù)通常需要反復(fù)接受放射線(xiàn)成像檢查，因此電離輻射已成為一個(gè)值得重視的問(wèn)題[7]?！峨婋x輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn) GB 18871–2002》規(guī)定：普通人群平均有效輻射劑量限值為1mSv/年[8]。研究報(bào)道髖關(guān)節(jié)手術(shù)前后CT檢查所受到的有效輻射劑量為10.71～10.78mSv[9]。因此術(shù)前常規(guī)接受髖關(guān)節(jié)MRI檢查可能是降低有效輻射劑量的最佳選擇，但大多數(shù)骨科醫(yī)生仍依靠CT來(lái)測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角，MRI測(cè)量的準(zhǔn)確性仍存在爭(zhēng)議[10-11]。

Botser等[12]采用MRI與CT對(duì)129個(gè)髖關(guān)節(jié)股骨扭轉(zhuǎn)角進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)MRI的系統(tǒng)偏差為28.9°，認(rèn)為兩種檢查結(jié)果不可替換，MRI檢查中患者不同的定位導(dǎo)致這種差異（包括不糾正腿部旋轉(zhuǎn)、測(cè)量方法不同等），但該研究并沒(méi)有描述是否依次執(zhí)行骨盆和膝蓋的掃描序列以最小化腿部意外旋轉(zhuǎn)。Beebe等[13]采用軸向傾斜MRI和軸向CT掃描測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角并進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其平均差為26.5°，這些差異可能是CT與MRI中應(yīng)用的圖像方向不同所致。Sutter等[15]也證實(shí)從軸向傾斜圖像獲取的測(cè)量結(jié)果不能反映真實(shí)的解剖學(xué)測(cè)量結(jié)果。相比之下，本研究使用常規(guī)MRI掃描協(xié)議和4種方法中任何一種來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化患者定位，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MRI與CT測(cè)量的股骨扭轉(zhuǎn)角差異在0.23°～1.11°之間，MRI和多層螺旋CT之間的差異較小，且處于每種測(cè)量方法相應(yīng)的ICC變化范圍之內(nèi)，因此這些差異不具備臨床相關(guān)性。同時(shí)，本研究通過(guò)Bland-Altman分析圖證實(shí)MRI與多層螺旋CT不同參考軸用于測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角的一致性。另外，本研究發(fā)現(xiàn)不同參考軸測(cè)量結(jié)果差異較大，其中MRI的最大值為28.31°，CT的最大值為28.97°，均為小轉(zhuǎn)子參考軸。值得注意的是，該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)所描述的正常股骨扭轉(zhuǎn)角（15°），可能與該文獻(xiàn)中所用參考軸與本研究不同有關(guān)[11]。提示保持同一種測(cè)量方法并確定其股骨扭轉(zhuǎn)角正常值對(duì)防止誤診和手術(shù)計(jì)劃錯(cuò)誤的重要性。

本研究雖然從可重復(fù)性、一致性方面證實(shí)MRI與多層螺旋CT評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角的價(jià)值，但仍具有局限性：①為回顧性研究，沒(méi)有設(shè)立無(wú)癥狀的對(duì)照組為每種測(cè)量方法建立參考值；②本研究發(fā)現(xiàn)不同測(cè)量方法在可重復(fù)性和一致性方面具有可比性，因此無(wú)法單獨(dú)推薦一種用作測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角的方法。但根據(jù)尸體解剖研究，以小轉(zhuǎn)子作為標(biāo)志可最大限度反映股骨扭轉(zhuǎn)情況[16]。同時(shí)有研究表明，與更多近端測(cè)量方法相比，以小轉(zhuǎn)子為參考軸能更準(zhǔn)確地評(píng)估股骨扭轉(zhuǎn)角過(guò)高的股骨扭轉(zhuǎn)[6]；③因?yàn)橛布O(shè)備等各種原因限制，本研究并未納入更多股骨扭轉(zhuǎn)角測(cè)量方法，后續(xù)可在條件允許時(shí)繼續(xù)深入研究；④本研究未納入計(jì)劃行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的老年骨關(guān)節(jié)炎患者，此類(lèi)患者不同股骨扭轉(zhuǎn)角測(cè)量方式下所得結(jié)果是否存在差異有待求證。

圖5 MRI與多層螺旋CT用于測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角的Bland-Altman分析圖

A.大轉(zhuǎn)子參考軸；B.股骨頸參考軸；C.股骨頸基部參考軸；D.小轉(zhuǎn)子參考軸

綜上，在不同水平股骨近端參考軸測(cè)量股骨扭轉(zhuǎn)角方面，MRI顯示出與CT的高度一致性且具有較好的可重復(fù)性。此外，不同水平近端參考軸可直接影響股骨扭轉(zhuǎn)角測(cè)量結(jié)果，臨床中放射科醫(yī)生應(yīng)報(bào)告所采用的測(cè)量方法并保持方法一致性，加強(qiáng)與醫(yī)生間的交流，防止誤診和手術(shù)計(jì)劃錯(cuò)誤。

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Application value of MRI and multislice spiral CT in measuring femoral torsion angle

Department of Radiology, Hangzhou Ninth People’s Hospital, Hangzhou 311225, Zhejiang, China

To analyze the application value of magnetic resonance imaging (MRI) and multislice spiral computed tomography (CT) in measuring femoral torsion angle.From January 2019 to June 2022, 51 patients (65 hips) with hip joint pain who underwent pelvic MRI and CT examinations in Hangzhou Ninth People’s Hospital were selected as the study objects. Four commonly used measurement methods of MRI and multislice spiral CT were used to evaluate the femoral torsion angle, analyze its repeatability and consistency, and compare the difference of femoral torsion angle between four horizontal proximal femoral reference axes.The interobserver and intraobserver intra-class correlation coefficient (ICC) of MRI and multislice spiral CT for evaluating femoral torsion angle was ≥0.97. The mean difference between MRI and multislice spiral CT for evaluating femoral torsion angle ranged from 0.23° to 1.11°. There was no significant difference between the femoral torsion angle measured by MRI and multislice spiral CT at different levels of proximal femoral reference axis (>0.05). The ICC difference between observers of the greater trochanter reference axis accounted for 72.31% (47/65) within 1 standard deviation, the reference axis of the femoral neck was 87.69% (57/65), the reference axis of the femoral neck base was 67.69% (44/65), and the reference axis of the lesser trochanter was 78.46% (51/65).The consistency and repeatability of the proximal femoral reference axis at different levels of MRI and multislice spiral CT used to evaluate the femoral torsion angle have little difference, but MRI has no radiation, which can reduce the effective radiation dose. In addition, different levels of proximal reference axis can directly affect the measurement results of femoral torsion angle.

Magnetic resonance imaging; Computed tomography; Femoral torsion angle; Imaging diagnosis

R445

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.19.008

（2022–10–16）

（2023–06–15）

杭州市醫(yī)藥衛(wèi)生科技項(xiàng)目（A20220386）

任燦權(quán)，電子信箱：baikaishui20221015@163.com