股骨髁間角與前交叉韌帶損傷的相關性分析

黃夢全，郭乃銘，彭俊，廖春來，徐海濤，李裕標，羅筱瑋

(中國人民解放軍第458醫院骨科，廣東 廣州 510000)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)斷裂是膝關節的嚴重損傷，行關節鏡下ACL重建手術是目前主要的治療方法[1-2]。ACL斷裂的病因還不是十分明確。目前研究發現的相關因素包括旋轉暴力、股四頭肌過度牽張、髁間窩寬度、髁間窩寬度指數等[3-6]。通過觀察股骨遠端MRI圖像發現，股骨髁間角(定義為股骨軸和Blumensaat線夾角)是一固定的解剖參數，其與ACL損傷的相關研究較少[7]。而脛骨平臺傾角(包括內、外側平臺傾角)和ACL損傷的相關性研究較多，但目前尚無統一定論[8-11]。

本研究擬通過測量ACL損傷患者及ACL正常患者MRI圖像上股骨髁間角、內側及外側脛骨平臺傾角，通過比較兩者解剖數據的差異，探討其與ACL損傷是否具有相關性，為ACL損傷的病因研究以及預防控制措施提供依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2014年1月至2015年6月在我院就診的ACL重建術的患者(病例組)和ACL正常患者(對照組)。病例組共納入患者34例，其中男性20例，女14例；年齡18～40歲，平均25.2歲；均經關節鏡檢查明確診斷為非接觸性ACL損傷，合并半月板損傷6例。對照組共納入患者34例，其中男性18例，女16例；年齡17～42歲，平均24.7歲；均經MRI或關節鏡檢查排除ACL斷裂，經查體無膝關節不穩定患者，其中10例行關節鏡檢查患者中有4例半月板損傷，6例為滑膜皺襞綜合征。排除標準：脛骨平臺和股骨髁骨折史，開放性ACL損傷，年齡超過50歲，家族遺傳性肌肉骨骼系統疾病(如骨營養不良、結締組織并等)，ACL損傷前有膝關節損傷史，脛骨髁間棘骨折，OuterbridgeⅡ級及以上的骨關節炎，多發韌帶損傷。

1.2 圖像分析及參數測量 兩組患者均采用1.5T MRI掃描儀(AllTech，China)進行檢查，層厚3 mm。利用本院PACS圖像臨床瀏覽軟件對納入的MRI圖像進行測量。在T1加權像矢狀位圖像上，選擇Blumensaat線完整顯示的層面，股骨髁間角為股骨長軸和Blumensaat線的夾角(femoral intercondylar angle，FIA)[7](見圖1)。選取內側脛骨平臺的中心層面(即平臺凹陷最深)，連接脛骨平臺前后方最高點，此連線和脛骨解剖軸垂線的夾角為內側平臺傾角(medial tibial plateau slope，MTPS)(見圖2)。選取外側脛骨平臺的中心層面(即平臺凹陷最深)，連接脛骨平臺前后方最高點，此連線和脛骨解剖軸垂線的夾角為外側平臺傾角(lateral tibial plateau slope，LTPS)(見圖3)。所有病例組和正常組的FIA和MTPS、LTPS均由2名觀察者單獨測量，結果取平均值。

圖1 T1加權像矢狀位圖像測量股骨髁間角示意圖(箭頭所示) 圖2 T1加權像矢狀位圖像測量內側脛骨平臺傾角示意圖(箭頭所示) 圖3 T1加權像矢狀位圖像測量外側脛骨平臺傾角示意圖(箭頭所示)

1.3 統計學分析 采用SPSS 13.0統計分析軟件對數據進行分析。分別對男性與女性、病例組與對照組的FIA，MTPS，LTPS進行檢驗，符合正態分布作獨立樣本的t檢驗，不符合正態分布作獨立樣本的秩和檢驗。相關性分析采用Spearman檢驗，采用Logist回歸分析繪制ROC曲線。檢驗標準P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

男性與女性平均FIA為39.72°，平均MTPS為6.96°，平均LTPS為7.35°，男性與女性患者比較，差異無統計學意義(見表1)。病例組FIA小于對照組，兩組差異有統計學意義(P=0.021)。病例組MTPS大于對照組，兩組差異無統計學意義(P=0.638)。病例組LTPS大于對照組，兩組差異有統計學意義(P=0.004，見表2)。

表1 男性和女性FIA、MTPS和LTPS的比較

表2 病例組和對照組FIA、MTPS和LTPS的比較

Spearman相關性分析發現，FIA與ACL損傷的相關系數為0.271(P=0.025)，LTPS與ACL損傷的相關系數為-0.361(P=0.002)，相關性均有統計學意義。利用LTPS與FIA合并概率，采用Logist回歸模型預測ACL損傷(AUC=0.764，95%CI為0.651～0.877)(見圖4)。

圖4 Logist回歸模型計算聯合ROC曲線結果

3 討 論

由于越來越多的人群參與體育運動，ACL損傷的患者大量增加，因此，有必要找出導致ACL斷裂的危險因素。MRI圖像可以清晰的顯示ACL及其周圍的軟組織結構，能夠無創檢查出ACL損傷，廣泛應用于關節及軟組織損傷的診斷。目前，對于膝關節解剖參數以及損傷因素的探索，多數是通過對MRI圖像上特定層面的解剖參數進行分析。

膝關節側位片上沿股骨遠端髁間窩頂部所作的一條直線為Blumensaat線，可用于預測ACL損傷、評估ACL重建脛骨止點位置[12-13]。其與ACL遠端部分延長線形成的夾角大于15°或為負值時提示ACL損傷[12]。由于受膝關節屈伸位置的差異、MRI圖像上ACL不同位置顯像的差異以及ACL陳舊性損傷，導致此角的測量存在較大的不確定因素。而Blumensaat線與股骨長軸夾角構成的FIA是股骨遠端的固定解剖參數，行MRI檢查時受到膝關節體位的影響較小，且更容易測量。本研究發現，男性和女性的FIA差異無統計學意義。病例組的FIA小于對照組，兩組比較差異有統計學意義，ACL損傷與股骨髁間角為負相關，股骨髁間角較小的患者更易出現ACL損傷。Fernández等[7]通過測量ACL斷裂患者以及正常人的股骨軸和Blumensaat線夾角后發現，ACL斷裂組患者的夾角為57.5°，而對照組的夾角為56.2°，兩組比較差異有統計學意義，此夾角可能是ACL損傷的一個相關因素，呈正相關性。雖然本研究與Fernandez等的研究結果均顯示FIA和ACL損傷存在相關性，而相關性結果是相反的，因此還需要大樣本量的研究。此外，可能由于不同種族個體的差異，本研究測得的FIA與前者結果相差較大。FIA對ACL生物力學的影響尚無研究，當膝關節屈伸到一定角度時，較小的FIA可能會將較大的應力傳導至ACL，增加了ACL應變，從而更易導致ACL斷裂。

脛骨平臺的解剖角度與ACL損傷有一定相關性。脛骨平臺不是絕對水平的，而是在一定程度上向后傾斜，構成脛骨平臺后傾角。脛骨平臺傾角增大可導致脛骨前移增大，ACL所受到的應力增高，增大了ACL損傷的風險。研究表明，女性要比男性在高強度運動中更容易出現ACL損傷[14-15]。呂琦等[16]研究發現，男性和女性的MTPS及LTPS比較差異無統計學意義。本研究結果顯示，脛骨平臺傾角并不是ACL損傷性別差異的因素。

本研究結果發現，ACL損傷與LTPS有相關性，與MTPS無相關性。Stijak等[17]通過測量ACL損傷患者和正常患者MRI圖像上的MTPS后認為，MTPS并不是ACL損傷的相關因素。Simon等[11]研究發現，ACL損傷患者的LTPS要比正常人群更大，是ACL損傷的相關因素。Dare等[18]測量了未成年ACL損傷患者的MRI圖像后發現，ACL損傷患者的LTPS與正常患者相比差異有統計學意義。然而，Vyas等[19]通過測量X線平片后認為ACL損傷患者的MTPS較ACL正常患者顯著增大，而LTPS差異無顯著性。因此，在MRI圖像上測量所得的結論是一致的，但是在X線平片和MRI上測量所得出的結論還存在一些矛盾。MRI和X線平片相比，不易受到體位等因素的干擾，獲得的矢狀面圖像也更為清晰，因此測量結果則更加接近其解剖值。

通過相關性分析后發現，股骨髁間角和外側脛骨平臺傾角均是ACL損傷的相關因素，前者的相關性要稍低于后者。若單獨利用其中一個來預測ACL損傷則可能出現較大的誤差，而通過合并概率計算得出的ROC圖顯示，聯合兩者對預測ACL損傷具有中度敏感性。因此，通過聯合兩者則能夠更好地預測ACL損傷。

本文還有一些不足之處。因研究所納入的病例數較少，絕大部分為青年患者，且僅少數病例合并半月板損傷，為避免分析出現誤差，因而未對不同年齡組患者以及合并損傷患者作分組分析，對此還需要更大樣本量進行研究。總之，導致ACL的損傷因素是多方面的，因此，應對更多的ACL損傷病例進行研究，發現更多的危險因素，有助于更加有效的預防ACL損傷。