MRI定量分析正常兒童前后髖臼發育

劉振清，劉鴻圣，黃 莉，肖偉強，吳倩倩

(廣州市婦女兒童醫療中心放射科，廣州 廣東 510120)

DOI：10.13929/j.1003-3289.201703039

發育性髖關節脫位(development dysplasia of hip, DDH)為兒童常見致畸及致殘性疾病。DDH患兒髖臼頂壁、前壁和后壁發育均異常，且程度不一[1]。既往研究[2-3]多于髖關節冠狀位測量髖臼指數評價髖臼頂壁覆蓋股骨頭的程度，從而判斷髖關節脫位程度及恢復情況。有學者[1]于髖關節軸位上以雙側Y形軟骨中點連線為基線，測量髖關節前后髖臼指數，發現DDH患兒髖臼前后壁發生改變。目前鮮見關于正常兒童髖關節前后髖臼的研究。Harnroongroj等[4]提出于髖關節軸位，以股骨頭中心點至同側髖臼最薄弱點之間連線為基線，通過測量后髖臼股骨頭覆蓋角評價髖關節穩定性。本研究采用MR定量分析兒童髖關節前后髖臼指數，探討兒童髖關節前后髖臼的正常發育規律，為診治DDH提供理論基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年10月—2016年12月于我院因非髖關節病變而接受髖關節MR檢查的165名兒童(共330髖)，其中男88名，女77名，年齡1個月～12歲，中位年齡5歲；分別以<6個月、6個月～<1歲、1～12歲每隔1年為間隔，將其分為13個年齡組，均經超聲和MR檢查排除髖關節脫位或發育不良，無神經系統及其他骨骼肌肉系統性疾病。本研究經我院醫學倫理委員會批準通過，監護人均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Skyra 3.0T超導型MR掃描儀，32通道脊柱線圈+18通道腹部線圈聯合成像。囑受試兒平臥，對不能配合者給予口服6.5%水合氯醛(0.5 ml/kg體質量)鎮靜。掃描參數：T1 star-vibe，TR 4.01 ms，TE 1.93 ms，FOV 256 mm×256 mm，層厚3 mm，掃描時間15 min。

1.3 觀察指標 由2名主治以上影像學診斷醫師以盲法觀察所有圖像，意見不一致時經協商統一。選擇經過股骨頭中心層面的軸位圖像，分別以股骨頭中心至同側髖臼最薄弱處連線為基線(方法1)和以雙側Y形軟骨中點連線為基線(方法2)測量兒童雙側髖關節髖臼指數，包括前/后骨性髖臼指數(anterior/posterior bony acetabular index, A/PBAI)和前/后軟骨性髖臼指數(anterior/posterior cartilaginous acetabular index, A/PCAI)。若2名觀察者間測量髖臼指數的一致性好，分析觀察者1采用2種方法測量髖臼指數的一致性；如果2名觀察者間一致性不好，則重新測量。

1.3.1 方法1 A/PBAI為骨性髖臼前/后壁外緣至髖臼最薄弱點與股骨頭中心至同側髖臼最薄弱處連線的夾角(圖1A)；A/PCAI為軟骨性髖臼前/后壁外緣至髖臼最薄弱點與股骨頭中心至同側髖臼最薄弱處連線的夾角(圖1B)。

1.3.2 方法2 A/PBAI為骨性髖臼前/后壁外緣至雙側Y形軟骨中點連線的夾角(圖2A)；A/PCAI為軟骨性髖臼前/后壁外緣至雙側Y形軟骨中點連線的夾角(圖2B)。

1周后隨機選擇10名受試兒，采用方法1重復測量雙側髖關節髖臼指數，評價觀察者內一致性。

1.4 統計學分析 采用SPSS 13.0統計分析軟件，計量資料以±s表示。采用組內相關系數(intraclass correlation coefficient, ICC)評價觀察者1采用2種方法、2名觀察者采用方法1及同一觀察者采用方法1測量髖臼指數的一致性，ICC值<0.40為一致性差，0.40～0.75為一致性較好，>0.75為一致性好。采用方法1計算不同年齡組髖關節前后髖臼指數參考值范圍，以Pearson相關分析法評估年齡與雙側髖關節髖臼指數的相關性，相關系數r>0.8為高度相關，0.5～0.8為中度相關，0.3～0.5為低度相關，<0.3為無明顯相關。P<0.05為差異有統計學意義。繪制年齡-髖臼指數變化曲線圖，分析以方法1測量雙側髖關節的前后髖臼指數隨年齡變化的趨勢。

2 結果

2.1 2名觀察者間一致性分析 2名觀察者采用方法1測量ABAI(ICC=0.906)、ACAI(ICC=0.887)、PBAI(ICC=0.838)及PCAI(ICC=0.773)一致性均好(P均<0.01)。

2.2 2種測量方法一致性分析 2種方法測量ABAI(ICC=0.832)的一致性好，測量ACAI(ICC=0.535)、PBAI(ICC=0.565)、PCAI(ICC=0.472)的一致性均較好(P均<0.001)。

2.3 觀察者內一致性分析 同一觀察者采用方法1測量ABAI(ICC=0.886)、ACAI(ICC=0.870)、PBAI(ICC=0.766)及PCAI(ICC=0.909)一致性均好(P均<0.01)。

表1 不同年齡段兒童雙側髖關節髖臼指數值(°，±s)

表1 不同年齡段兒童雙側髖關節髖臼指數值(°，±s)

年齡(歲)例數(人)ABAIACAIPBAIPCAI0～<0.51180.18±8.3155.59±5.4459.70±5.1448.36±4.900.5～<11273.13±8.2851.30±7.6760.37±3.9248.30±4.171～<21168.47±5.9054.18±4.6257.73±3.7547.49±3.542～<31564.68±4.2852.44±4.4759.02±6.2048.03±5.663～<41558.34±3.7247.70±1.7862.34±5.9451.12±4.214～<51357.48±4.2448.83±2.9359.78±4.1449.56±3.875～<61456.78±4.0946.78±4.2860.16±5.3350.33±5.056～<71253.23±3.5345.84±2.7359.00±3.9849.71±3.367～<81255.63±4.8448.33±3.6356.89±4.1847.66±3.758～<91253.15±4.2145.34±3.1856.45±2.9846.87±2.409～<101455.54±3.7146.89±3.3054.93±5.0145.02±3.5610～<111251.46±3.0146.72±3.3353.12±3.1746.61±3.3911～121253.20±4.9347.26±3.8355.59±3.8946.87±3.18

圖1 以股骨頭中心至同側髖臼最薄弱處連線為基線測量雙側髖關節髖臼指數示意圖 A.A/PBAI(∠AEO為ABAI；∠BEO為PBAI)； B.A/PCAI(∠CEO為ACAI；∠DEO為PCAI) 圖2 以雙側Y形軟骨中點連線為基線測量雙側髖關節髖臼指數示意圖 A.A/PBAI(∠1為ABAI；∠2為PBAI)； B. A/PCAI(∠3為ACAI；∠4為PCAI)

2.4 不同年齡段正常兒童雙側髖關節髖臼指數值 采用方法1對不同年齡段正常兒童雙側髖關節髖臼指數的測值見表1，ABAI、ACAI及PBAI隨年齡增長逐漸減小，PCAI變化不明顯。

2.5 雙側髖關節髖臼指數與年齡相關性分析 ABAI(r=-0.762，P<0.001)與年齡呈中度負相關，ACAI(r=-0.475，P<0.001)、PBAI(r=-0.368，P<0.001)與年齡呈低度負相關，PCAI(r=-0.190，P<0.005)與年齡無明顯相關性。4歲前，ABAI隨年齡增長而逐漸減小，4歲后逐步趨于平穩；ACAI及PBAI隨年齡增長稍有降低；PCAI隨年齡變化不明顯。

3 討論

DDH是指股骨頭與髖臼失去正常的同心圓關系。髖臼指數越大，髖臼覆蓋股骨頭程度越小，發育越差[5]。研究[6]認為，正常髖臼失去股骨頭的正常壓力刺激及脫位股骨頭對髖臼的異常應力導致髖臼形態改變，如髖臼外上緣(頂壁)骨性或軟骨性缺損，可導致DDH。劉志新等[1]發現DDH患兒髖臼前壁和后壁存在程度不一的病理改變；盧明明等[7]也發現DDH患者骨性及軟骨性缺損主要位于髖臼外上緣及前緣。因此，正確認識髖關節前后髖臼的正常發育規律對全面評價髖關節的穩定性至關重要。

Buckley等[8]提出在軸位髖關節CT上以兩側Y型軟骨中點連線為基線測量前后髖臼指數(AAI、PAI)，可評價髖臼前后壁的發育情況。此后，有學者[1，7，9]在軸位髖關節CT和MRI上沿用此法，測量前后髖臼指數評價髖關節前后髖臼發育情況。但是，由于此法要求雙側股骨頭顯示最大層面在同一層面，并以兩側Y型軟骨中點連線為基線，當患者被動體位或骨盆傾斜時，無法保證基線的準確性。2013年，Harnroongroj等[4]提出在髖關節軸位圖像上以股骨頭中心點到同側髖臼最薄弱點之間連線為基線，測量后側髖臼股骨頭覆蓋角評價后側髖臼的穩定性。本研究以股骨頭中心點到同側髖臼最薄弱點之間連線為基線(方法1)，以骨性或軟骨性髖臼前壁或后壁外緣至髖臼最薄弱點之間連線與基線的夾角為前后骨性或軟骨性髖臼指數；結果表明，觀察者內及觀察者間的一致性好，方法1與傳統方法測量前后髖臼指數(方法2)一致性好，且采用方法1可避免患兒體位及對側髖關節影響測量結果的準確性。

本組ABAI、ACAI及PBAI隨年齡增加而逐漸減小，PCAI隨年齡增加變化不明顯；提示隨年齡增長，髖臼逐漸骨化，前后骨性髖臼對股骨頭的覆蓋程度逐漸增加；前軟骨性髖臼對股骨頭的覆蓋程度隨年齡增長而逐漸增加，而后軟骨性髖臼基本保持穩定，提示在髖關節發育過程中，前髖臼對股骨頭的覆蓋不足和后髖臼的相對穩定使髖關節易向前脫位。本研究結果顯示，4歲前ABAI及ACAI隨年齡增長呈明顯下降趨勢，4歲后逐步接近成人水平，提示4歲是轉折點：4歲前髖臼發育較快，4歲后前髖臼發育保持穩定，而后軟骨性髖臼在髖關節正常發育過程中基本保持穩定，故DDH患兒應盡量在4歲前復位，療效更佳。對須于4歲后接受復位的DDH患兒，應盡可能增加前髖臼對股骨頭的覆蓋，避免殘留畸形或髖脫位復發。王立英等[10]認為DDH患兒應在2歲以內接受治療，重塑髖關節形態，才能保護髖關節功能。本研究還發現，4歲前ABAI隨年齡增長而下降的趨勢較ACAI更為明顯，提示軟骨在髖臼正常發育中更趨穩定，在早期診斷髖脫位及療效評估中的作用也更為準確和直接[5]。

綜上所述，以股骨頭中心點至髖臼最薄弱點連線為基線測量前后骨性或軟骨性髖臼指數，可準確評價髖關節前后髖臼的正常發育情況。隨年齡增長，兒童前骨性和軟骨性髖臼及后骨性髖臼對股骨頭的覆蓋程度逐漸增加；后軟骨性髖臼基本保持穩定。

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