國(guó)人髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的CT掃描參數(shù)判斷

王小龍，劉云鵬，華國(guó)軍，王星亮，楊家驥，彭超

髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的癥狀包含了從髕股關(guān)節(jié)疼痛到明顯的髕骨脫位等廣泛表現(xiàn)，是青少年和年輕人群膝關(guān)節(jié)疼痛的常見(jiàn)原因［1］。髕骨脫位的生物力學(xué)原因可能涉及關(guān)節(jié)內(nèi)（股骨滑車和髕骨）和（或）關(guān)節(jié)外股骨和脛骨解剖方向（下肢力線嚴(yán)重外翻或內(nèi)外旋）的多種因素［2-4］。髕股關(guān)節(jié)相關(guān)的影像學(xué)參數(shù)也非常多，但哪些參數(shù)與髕骨脫位最為相關(guān)、診斷價(jià)值較大仍不清楚。目前對(duì)于髕股關(guān)節(jié)相關(guān)參數(shù)的研究絕大部分是在美國(guó)和歐洲國(guó)家人群中開展的，關(guān)于中國(guó)人群的髕股關(guān)節(jié)和旋轉(zhuǎn)參數(shù)的正常值和臨界值范圍仍缺乏專門研究。

本研究通過(guò)比較中國(guó)正常人群與髕骨脫位病人之間的CT相關(guān)參數(shù)，確定中國(guó)人群不同髕股關(guān)節(jié)參數(shù)的正常值范圍，為預(yù)測(cè)髕骨脫位提供理論依據(jù)；同時(shí)探究與髕骨脫位顯著相關(guān)的參數(shù)及其臨界值。

圖1 滑車形態(tài)的參數(shù)測(cè)量：A為脛骨結(jié)節(jié)-滑車溝槽（TT-TG）距離；B為滑車角；C為內(nèi)側(cè)滑車傾斜角；D為外側(cè)滑車傾斜角；E為滑車溝角；F為滑車深度

圖2 髕股關(guān)節(jié)力線的參數(shù)測(cè)量：A為髕骨偏移；B為髕骨傾斜角；C為外側(cè)髕骨角（laurin角）

圖3 外測(cè)滑車傾斜角、滑車深度、TT-TG距離、髕骨外側(cè)關(guān)節(jié)面占據(jù)骨橫徑百分比、髕骨傾斜角、外側(cè)髕骨角、髕骨偏移、作為髕骨脫位診斷指標(biāo)的ROC曲線圖

1 資料與方法

1.1一般資料回顧性采集2013年1月至2017年12月因髕股關(guān)節(jié)脫位在解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九〇四醫(yī)院進(jìn)行膝關(guān)節(jié)CT掃描的影像學(xué)資料，其中16例單側(cè)脫位，6例雙側(cè)脫位，所有樣本除膝關(guān)節(jié)外沒(méi)有其他合并癥，共28側(cè)樣本作為髕骨脫位組；采集同一時(shí)期因外傷于該院行CT掃描的單側(cè)正常膝關(guān)節(jié)樣本，膝關(guān)節(jié)專科檢查陰性，既往無(wú)膝部外傷及手術(shù)史的病例，膝關(guān)節(jié)CT未見(jiàn)特殊異常，共32側(cè)納入健康對(duì)照組。髕骨脫位組男8例，女14例；年齡（27.8±4.3）歲，范圍為22～34歲；左側(cè)12例，右側(cè)16例。健康對(duì)照組男20例，女12例；年齡（28.6±5.1）歲，范圍為20～35歲；左側(cè)15例，右側(cè)17例。兩組性別、年齡、側(cè)別等一般資料均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=3.50，P=0.06；t=0.65，P=0.51；χ2=0.10，P=0.76），具有可比性。本研究符合《世界醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)赫爾辛基宣言》相關(guān)要求。

1.2掃描方法所有病人都在相同條件下由同一位影像科技師進(jìn)行，病人取平臥位，膝關(guān)節(jié)完全伸直，使用西門子64排CT掃描儀進(jìn)行膝關(guān)節(jié)掃描，厚度1 mm，間隔1 mm，掃描范圍包括髕骨上緣10 cm到脛骨結(jié)節(jié)。

1.3測(cè)量方法影像資料采集完成后，從不同角度分析了這些圖像結(jié)果，認(rèn)為可能影響髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的參數(shù)包括：股骨滑車解剖參數(shù)、髕骨解剖參數(shù)以及髕股關(guān)節(jié)力線。所有數(shù)據(jù)由一個(gè)獨(dú)立的精通各項(xiàng)參數(shù)測(cè)量的主治醫(yī)師在間隔2周的時(shí)間內(nèi)3次不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)量各項(xiàng)參數(shù)，以3次測(cè)量的平均值作為最終值，結(jié)果采用四舍五入法精確到小數(shù)點(diǎn)后1位。

1.3.1滑車解剖參數(shù) 利用軸位片觀察股骨滑車的解剖特點(diǎn)，最佳觀察層面是當(dāng)軸位片上髁間切跡出現(xiàn)圓弧形類似羅馬拱形結(jié)構(gòu)的層面。滑車形態(tài)的參數(shù)主要有以下6個(gè)：滑車角、內(nèi)側(cè)滑車傾斜角、外側(cè)滑車傾斜角、滑車溝角、滑車深度和脛骨結(jié)節(jié)-滑車溝槽（TT-TG）距離。見(jiàn)圖1。

1.3.2髕骨參數(shù) 髕骨形態(tài)的分析需要在能夠顯示最大髕骨橫徑的層面，記錄該層面里的髕骨橫徑、厚度，并在相同層面評(píng)估髕骨外移的距離占股骨外側(cè)髁的比例。

1.3.3髕股關(guān)節(jié)力線 髕股關(guān)節(jié)力線是影響髕骨運(yùn)動(dòng)軌跡的重要因素，力線不良是髕股關(guān)節(jié)紊亂的主要原因。髕股關(guān)節(jié)力線與滑車溝形態(tài)的測(cè)量在同一CT層面。在此層面上，經(jīng)過(guò)滑車中點(diǎn)做股骨后髁軸的垂線；在髕骨最大直徑的層面，畫一條連接髕骨內(nèi)外極的直線（如果后髁軸與髕骨最大直徑不在同一CT層面，則復(fù)制該后髁軸至髕骨最大直徑的層面）。使用相應(yīng)的參數(shù)名稱來(lái)表示髕骨與股骨滑車的對(duì)位關(guān)系，主要有以下3個(gè)參數(shù)：髕骨偏移、髕骨傾斜角、外側(cè)髕骨角（laurin角）。見(jiàn)圖2。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s來(lái)表示，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；使用受試者工作特征曲線（ROC曲線）評(píng)估其作為診斷指標(biāo)的靈敏度和特異度。所有的分析均采用雙側(cè)檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1滑車參數(shù)兩組之間的外側(cè)滑車傾斜角、滑車深度和TT-TG距離差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），其他滑車參數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。

為評(píng)估兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)在髕骨脫位中的診斷價(jià)值，繪制了其ROC曲線，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，外側(cè)滑車傾斜角的ROC曲線下面積為0.698，其臨界值為18°，靈敏度為52%，特異度為93%。滑車深度的ROC曲線下面積為0.834，其臨界值為4.2 mm，靈敏度為82%，特異度為83%。TT-TG距離的ROC曲線下面積為0.903，是診斷髕骨脫位的最佳指標(biāo)，臨界值為18.8 mm，靈敏度為93%，特異度為96%。見(jiàn)圖3。

表1 髕骨脫位組和健康對(duì)照組的滑車相關(guān)參數(shù)比較/±s

表1 髕骨脫位組和健康對(duì)照組的滑車相關(guān)參數(shù)比較/±s

注：TT-TG為脛骨結(jié)節(jié)-滑車溝槽，ROC為受試者工作特征曲線，AUC為ROC曲線下面積。—示兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，未進(jìn)行ROC相關(guān)計(jì)算

組別健康對(duì)照組髕骨脫位組t值P值A(chǔ)UC側(cè)數(shù)32 28滑車溝角/°133.6±7.9 142.2±31.4 1.35 0.18—外側(cè)滑車傾斜角/°24.9±5.4 16.8±5.6 5.69＜0.001 0.698內(nèi)側(cè)滑車傾斜角/°19.7±6.8 16.3±9.2 1.64 0.11—滑車角/°8.4±1.2 7.9±2.3 1.08 0.29—滑車深度/mm 4.4±0.9 3.2±0.7 5.7＜0.001 0.834后髁角/°4.7±3.2 5.5±2.4 1.08 0.28—TT-TG距離/mm 14.9±6.3 21.2±5.6 4.04＜0.001 0.903

2.2髕骨參數(shù)髕骨寬度、厚度和髕骨寬高比之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；然而兩組間髕骨外側(cè)關(guān)節(jié)面占髕骨橫徑百分比之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

髕骨外側(cè)關(guān)節(jié)面占髕骨橫徑的百分比是診斷髕骨脫位的良好指標(biāo)，ROC曲線下面積為0.837，臨界值為53%，靈敏度為34%，特異度為67%，見(jiàn)圖3。

表2 髕骨脫位組和健康對(duì)照組的髕骨相關(guān)參數(shù)比較/±s

表2 髕骨脫位組和健康對(duì)照組的髕骨相關(guān)參數(shù)比較/±s

注：ROC為受試者工作特征曲線，AUC為ROC曲線下面積。—示兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，未進(jìn)行ROC相關(guān)計(jì)算

組別健康對(duì)照組髕骨脫位組t值P值A(chǔ)UC側(cè)數(shù)32 28髕骨外側(cè)關(guān)節(jié)面占髕骨橫徑百分比/%75.3±18.4 61.2±16.6 3.10＜0.001 0.837髕骨寬度/mm 42.5±3.5 40.9±4.3 1.64 0.10—髕骨厚度/mm 18.1±3.1 16.9±2.0 1.70 0.09—髕骨寬高比2.4±0.4 2.4±0.3 0.70 0.50—

2.3髕股關(guān)節(jié)力線髕骨傾斜角、外側(cè)髕骨角和髕骨偏移之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見(jiàn)表3。其中，髕骨傾斜角和髕骨偏移值是這些參數(shù)中診斷髕骨脫位的最佳指標(biāo)。當(dāng)髕骨傾斜角＞13.5°時(shí)，診斷髕骨脫位的靈敏度為100%，特異度為91%，ROC曲線下面積為0.963，表明了這是髕骨脫位非常優(yōu)秀的診斷試驗(yàn)。外側(cè)髕骨角也是診斷髕骨脫位的良好指標(biāo)，ROC曲線下面積為0.843；外側(cè)髕骨角≥15.3°時(shí)，診斷髕骨脫位的靈敏度為64.3%，特異度為90.6%。髕骨偏移也是診斷髕骨脫位的良好指標(biāo)，ROC曲線下面積為0.971；髕骨偏移≥85.3%時(shí)，診斷髕骨脫位的靈敏度為92%，特異度為100%。見(jiàn)圖3。

表3 髕骨脫位組和健康對(duì)照組的髕股關(guān)節(jié)力線相關(guān)參數(shù)比較/± s

表3 髕骨脫位組和健康對(duì)照組的髕股關(guān)節(jié)力線相關(guān)參數(shù)比較/± s

注：AUC為受試者工作特征曲線下面積

組別健康對(duì)照組髕骨脫位組t值P值A(chǔ)UC側(cè)數(shù)32 28髕骨傾斜角/°7.6±3.6 20.8±8.2 8.25＜0.001 0.963外側(cè)髕骨角/°10.8±2.1 19.4±2.6 14.17＜0.001 0.843髕骨偏移/%56.7±4.4 85.3±5.3 22.26＜0.001 0.971

3 討論

髕股關(guān)節(jié)輔助結(jié)構(gòu)多、易損傷，是人類直立行走后的一個(gè)解剖弱點(diǎn)［5］，髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)并非單一因素引起，常與骨、軟骨以及軟組織等多種因素相關(guān)，如不采取積極有效的治療，遠(yuǎn)期還可繼發(fā)骨性關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致疼痛和關(guān)節(jié)功能障礙［6］。髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的治療，目前較為公認(rèn)的觀點(diǎn)是綜合分析導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的各種解剖因素并加以改善，從而降低術(shù)后再次發(fā)生髕骨脫位的概率，因此分析髕骨關(guān)節(jié)的相關(guān)解剖學(xué)參數(shù)顯得尤為重要［7-9］。Dejour等［10］認(rèn)為滑車發(fā)育不良必然會(huì)導(dǎo)致膝前痛。然而，在本研究中發(fā)現(xiàn)了對(duì)滑車形態(tài)參數(shù)的不同認(rèn)識(shí)，兩組的滑車溝角值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)髕骨不穩(wěn)定的診斷價(jià)值較小，其他作者也得出了類似的結(jié)論［10-11］。本研究發(fā)現(xiàn)，在所有的滑車參數(shù)中，滑車深度對(duì)髕骨脫位的影響相對(duì)穩(wěn)定：當(dāng)滑車深度＜4.2 mm時(shí)，提示發(fā)生髕骨脫位的風(fēng)險(xiǎn)極大，這與既往研究中3 mm的臨界值有顯著區(qū)別［10，12］。本研究發(fā)現(xiàn)髕骨內(nèi)外關(guān)節(jié)面的比值與髕骨脫位密切相關(guān)，髕骨脫位組中，髕骨內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面比外側(cè)關(guān)節(jié)面更小、更凸出，這種結(jié)構(gòu)使得髕骨更易向外側(cè)傾斜，增加了脫位風(fēng)險(xiǎn)。

肌肉是關(guān)節(jié)的保護(hù)傘，肌力的強(qiáng)弱直接關(guān)系到關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)中的穩(wěn)定性［13-15］。髕股關(guān)節(jié)力線不良的主要原因是股四頭肌發(fā)育不良，從而導(dǎo)致屈膝過(guò)程中髕骨向股骨外側(cè)偏移。與此相關(guān)的參數(shù)對(duì)髕骨脫位的影響較為一致，但關(guān)于這些參數(shù)在股四頭肌收縮前后是否有差異仍存在爭(zhēng)議［16-17］。本研究通過(guò)探討滑車深度，髕骨偏移，髕骨傾斜和TT-TG距離等參數(shù)對(duì)于診斷髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的準(zhǔn)確度相關(guān)性發(fā)現(xiàn)：（1）髕骨偏移和髕骨傾斜角與髕骨脫位最為相關(guān)，兩者的ROC曲線下面積分別為：0.971和0.963，具有較高的診斷價(jià)值；（2）TT-TG距離可以評(píng)估脛骨結(jié)節(jié)的外移情況，當(dāng)TT-TG距離＞18.8 mm時(shí)，診斷髕骨脫位的靈敏度為93%，該值絕對(duì)獨(dú)立于病人的身高和體質(zhì)量因素。在本研究中，TT-TG距離是判斷髕骨穩(wěn)定性最精確、敏感的方法，預(yù)測(cè)髕骨脫位的風(fēng)險(xiǎn)也非常精確。

滑車深度，髕骨偏移，髕骨傾斜和TT-TG距離等CT參數(shù)對(duì)于制定廣泛適合的診斷及治療計(jì)劃具有重要的臨床意義。（1）臨床查體及病史中若發(fā)現(xiàn)髕骨脫位時(shí)，則髕骨關(guān)節(jié)不穩(wěn)易于診斷，但當(dāng)病人不能提供明確的髕骨脫位史且臨床查體沒(méi)有明確陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)時(shí)，則易漏診或誤診，因此需借助于影像學(xué)進(jìn)行診斷和評(píng)估髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)程度。（2）在髕骨過(guò)度傾斜的脫位病例中，股四頭肌的屈伸膝機(jī)制使得髕骨可能不能完全進(jìn)入股骨滑車中心，因?yàn)楣伤念^肌仍然處于緊張狀態(tài)。對(duì)于這一類型的髕骨脫位，可能還需要不同方式的股四頭肌成形術(shù)。（3）類似的，過(guò)大的TT-TG距離可能需要脛骨結(jié)節(jié)遠(yuǎn)端調(diào)整。一個(gè)高度扭曲的滑車溝角或者滑車發(fā)育不良需要行滑車溝成型術(shù)。（4）髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)是多因素的共同作用，本研究認(rèn)為，髕骨和滑車之間的相互關(guān)系比單看滑車發(fā)育不良更為重要。

本研究尚有一些不足，第一，樣本量較小，難以將這些結(jié)論推廣至廣泛人群。需要結(jié)合以我國(guó)為中心的更大樣本量的研究，以建立人種相關(guān)的人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，目前的研究將作為初始研究。第二，本研究中沒(méi)有納入有癥狀的非髕骨脫位組。比較完全脫位組和健康對(duì)照組雖然可以體現(xiàn)出相關(guān)參數(shù)中明顯差異的部分，但納入有癥狀的非髕骨脫位組可以更好地評(píng)估這些診斷參數(shù)的有效性。第三，本研究屬回顧性研究，可靠性不如前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究。

綜上所述，在髕股關(guān)節(jié)的相關(guān)參數(shù)中，滑車深度、TT-TG距離、髕骨外側(cè)關(guān)節(jié)面占髕骨橫徑百分比、髕骨傾斜角、外側(cè)髕骨角和髕骨偏移是判斷髕骨不穩(wěn)定的最佳參數(shù)。同時(shí)，TT-TG距離、髕骨偏移、髕骨傾斜角是預(yù)測(cè)髕骨脫位最重要的參數(shù)。（本文圖1～3見(jiàn)插圖10-3）