改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者脛骨結(jié)節(jié)-股骨滑車溝間距的可行性分析

張 合，曹成明，蘭志恒， 趙志光，劉 巍，韓守江*

(1.冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司總醫(yī)院邯鄲院區(qū)骨三科，河北 邯鄲 056000;2.冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司總醫(yī)院邯鄲院區(qū)骨五科，河北 邯鄲 056000)

髕骨不穩(wěn)在膝關(guān)節(jié)疾病中并不少見[1-3]。脛骨結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移術(shù)是治療由脛骨結(jié)節(jié)位置異常引起的髕骨不穩(wěn)的常用方法[4-6]。而脛骨結(jié)節(jié)-股骨滑車溝(tibial tuberosity-trochlear groove，TT-TG)間距是脛骨結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移術(shù)的重要參考指標(biāo)[7-9]。傳統(tǒng)TT-TG間距測(cè)量方法(即雙圖像法)需將CT或MRI圖像重疊[10-11]，操作復(fù)雜，對(duì)醫(yī)療設(shè)備有較高要求，對(duì)操作人員亦有較高要求，同時(shí)，因圖像重疊，股骨滑車最低點(diǎn)和脛骨結(jié)節(jié)最高點(diǎn)選擇困難，造成測(cè)量誤差較大；此外，臨床醫(yī)生無法直接在膠片上測(cè)量TT-TG間距，妨礙了臨床醫(yī)生對(duì)患者病情判斷。因此，迫切需要找到一種操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確的TT-TG間距測(cè)量方法。本研究嘗試使用改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2015年6月—2018年1月在冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司總醫(yī)院邯鄲院區(qū)行膝關(guān)節(jié)核磁共振檢查的髕骨不穩(wěn)患者30例，男性14例，女性16例；年齡19～35歲，平均(25.27±3.92)歲；身高163～181 cm，平均(168.97±4.55)cm；體重48～100 kg，平均(70.40±12.54)kg；左膝18例，右膝12例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①有明確髕骨脫位病史；②膝關(guān)節(jié)查體，髕骨軌道實(shí)驗(yàn)(+)、髕骨傾斜實(shí)驗(yàn)(+)、髕骨內(nèi)、外側(cè)滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)(+)；③影像學(xué)證據(jù)確診髕骨不穩(wěn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①膝關(guān)節(jié)多發(fā)韌帶損傷；②膝關(guān)節(jié)周圍骨折；③膝關(guān)節(jié)術(shù)后或創(chuàng)傷后疤痕形成；④膝關(guān)節(jié)腫瘤。

1.2儀器和設(shè)備 核磁共振技術(shù)采用德國(guó)西門子公司1.5核磁共振對(duì)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行掃描，8通道柔性線圈。患者膝關(guān)節(jié)充分放松，并處于伸直位。掃描范圍從股骨滑車開始，經(jīng)髕骨至脛骨結(jié)節(jié)結(jié)束。掃描層厚4.0 mm。間距30%。掃描序列：矢狀位質(zhì)子成像：TR 2 500 ms，TE 27 ms。矢狀位壓脂像：TR 884 ms，TE 23 ms。冠狀面質(zhì)子成像：TR 2 500 ms，TE 27 ms。水平位質(zhì)子成像：TR 2 500 ms，TE 27 ms。所有患者均使用同一臺(tái)德國(guó)西門子公司1.5核磁共振掃描。

1.3方法 傳統(tǒng)雙圖像法測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距，患者仰臥位，0 °伸膝位，足尖垂直于地面[12]，行MRI檢查。患者完成膝關(guān)節(jié)MRI檢查后，以DICOM格式導(dǎo)出圖像，確定第1張出現(xiàn)完整軟骨的股骨近端滑車圖像和髕腱在脛骨結(jié)節(jié)附著的清晰圖像。圖像制作有3個(gè)主要步驟完成。第1步，股骨髁滑車圖像制作；第2步，脛骨結(jié)節(jié)圖像制作；第3步，兩張圖像重合，并測(cè)量TT-TG間距(圖1)。

圖1 傳統(tǒng)雙圖像法測(cè)量TT-TG間距
Figure1Measurement of TT-TG distance by traditional double-image method

改良單圖像法手工測(cè)量TT-TG間距：理論上，當(dāng)膝關(guān)節(jié)股骨后髁與后邊框線平行時(shí)，股骨滑車最低點(diǎn)到外側(cè)邊框的距離與脛骨結(jié)節(jié)髕腱內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)連線的中點(diǎn)作垂線與脛骨結(jié)節(jié)前緣交點(diǎn)到外側(cè)邊框距離的差值，即為TT-TG間距(圖2)。 患者仰臥位，0 °伸膝位，足尖垂直于地面行膝關(guān)節(jié)MRI檢查，檢查結(jié)束后，技師雙擊該患者姓名→Viewing→選擇水平任意圖像→右鍵→選擇Select Series→單擊→選擇整個(gè)水平圖像→選擇Image(確定第一張出現(xiàn)完整軟骨的股骨近端滑車圖像)→選擇Rotate→單擊→Rotate by degrees→在對(duì)話對(duì)話框內(nèi)輸入旋轉(zhuǎn)的角度→點(diǎn)擊OK。之后打印，出片。

圖2 改良單圖像法手工測(cè)量TT-TG間距
Figure2Measurement of TT-TG distance bymodified single-image method

將患者膝關(guān)節(jié)MRI圖像膠片置于觀片燈箱，同樣選擇第一張出現(xiàn)完整軟骨的股骨近端滑車圖像的最低點(diǎn)，以細(xì)記號(hào)筆(筆尖直徑0.5 mm)向膝關(guān)節(jié)外側(cè)邊框做垂線，游標(biāo)卡尺測(cè)量該線段長(zhǎng)度。同樣選擇髕腱和脛骨結(jié)節(jié)清晰圖像，細(xì)記號(hào)筆連接髕腱內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)連線，測(cè)量該線段長(zhǎng)度，選擇該線段的中點(diǎn)作垂線與脛骨結(jié)節(jié)髕腱前緣形成交點(diǎn)，由交點(diǎn)向膝關(guān)節(jié)外側(cè)邊框做垂線，測(cè)量該線段長(zhǎng)度，計(jì)算股骨滑車最低點(diǎn)到外邊框的距離和脛骨結(jié)節(jié)交點(diǎn)到外邊框的距離的差值，再根據(jù)比例換算，計(jì)算出TT-TG間距。酒精棉球擦凈膠片上的畫線，以備下次測(cè)量使用。

本研究由3名有經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師組成。手術(shù)醫(yī)師A和手術(shù)醫(yī)師B采用改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者的TT-TG間距，影像學(xué)醫(yī)師C采用傳統(tǒng)雙圖像法測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者的TT-TG間距。兩種方法的的TT-TG間距均被測(cè)量3次，記錄平均值。TT-TG間距測(cè)量過程中，3位醫(yī)師對(duì)本研究?jī)?nèi)容均不知曉。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。定量資料應(yīng)用Cronbach′s alpha系數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)，評(píng)價(jià)結(jié)果的可重復(fù)性。使用Bland-Altman分析圖評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性。

2 結(jié) 果

2.1髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距測(cè)量結(jié)果 2名手術(shù)醫(yī)師A、B采用改良單圖像法手工測(cè)量30例髕骨不穩(wěn)患者的TT-TG間距分別為(20.078±2.989) mm和(19.659±2.964) mm 。1名影像學(xué)醫(yī)師C采用傳統(tǒng)雙圖像法測(cè)量相同30例髕骨不穩(wěn)患者的TT-TG間距為(19.802±2.861) mm。

2.2兩種方法測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距的可靠性、可重復(fù)性、一致性分析 醫(yī)師A、B使用改良單圖像法手工測(cè)量骨髕不穩(wěn)患者TT-TG間距分別和影像學(xué)醫(yī)師C使用雙圖法測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距比較，Cronbach′s alpha系數(shù)分別為0.913和0.959，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分別為0.913和0.958。Bland-Altman分析圖顯示：TT-TG間距差值(mm)的均值分別為-0.276(95%CI：-3.526～2.974)和0.143(95%CI：-3.110～3.397)。A、B醫(yī)師之間使用改良法單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距比較，Cronbach′s alpha系數(shù)為0.891，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.891。Bland-Altman分析圖顯示，TT-TG間距差值(mm)的均值分別為-0.276(95%CI：-3.526～2.974)，見圖3～5。

圖3 A、C兩位醫(yī)師測(cè)量TT-TG間距Bland-Altman分析圖
Figure3Bland Altman analysis chart of TT-TG distance measured by A and C physicians

圖4 B、C兩位醫(yī)師測(cè)量TT-TG間距Bland-Altman分析圖
Figure4Bland Altman analysis chart of TT-TG distance measured by B and C physicians

圖5 A、B兩位醫(yī)師測(cè)量TT-TG間距Bland-Altman分析圖
Figure5Bland Altman analysis chart of TT-TG distance measured by A and B physicians

3 討 論

在髕骨不穩(wěn)的患者中，通常會(huì)伴隨TT-TG間距增大[13]。文獻(xiàn)報(bào)道,當(dāng)TT-TG間距>20 mm時(shí)需行脛骨結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移術(shù)[14],亦有文獻(xiàn)報(bào)道，當(dāng)TT-TG間距>15 mm時(shí)，行脛骨結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移術(shù)[15]。無論選擇何種手術(shù)參考依據(jù)，術(shù)前準(zhǔn)確測(cè)量TT-TG間距是行脛骨結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移的必要條件[5，16-17]。

Dejour等[18]使用CT測(cè)量TT-TG間距，即通常所說的雙圖像法。然而，雙圖像法需將圖像重疊，技術(shù)操作復(fù)雜；圖像重疊后，解剖標(biāo)志模糊，易造成測(cè)量誤差。鑒于雙圖像法的復(fù)雜性，Koter等[19]提出了單圖像法測(cè)量TT-TG間距，同時(shí)比較了雙圖像法和單圖像法測(cè)量TT-TG間距的準(zhǔn)確性：雙圖像法誤差在3～5 mm，單圖像法誤差在2～3 mm。Thakkar等[20]研究發(fā)現(xiàn)雙圖像法和單圖像法間可靠性0.86，CT的可重復(fù)性0.89，MRI可重復(fù)性0.90。以上研究提示單圖像法較雙圖像法更為準(zhǔn)確，同時(shí)也提示MRI的可重復(fù)性優(yōu)于CT。既往測(cè)量TT-TG間距，均在CT或MRI上進(jìn)行，臨床醫(yī)生無法在CT或MRI膠片上測(cè)量TT-TG間距，妨礙了臨床醫(yī)生對(duì)髕骨不穩(wěn)患者的病情判斷。

基于以上發(fā)現(xiàn)，筆者嘗試在MRI膠片上應(yīng)用改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距。此測(cè)量方法，本質(zhì)上并沒有改變膝關(guān)節(jié)TT-TG間距的測(cè)量方法，通過整體旋轉(zhuǎn)膝關(guān)節(jié)，使股骨后髁與后邊框平行，從而使測(cè)量TT-TG間距的方法更加便捷，而且實(shí)現(xiàn)了手工測(cè)量膝關(guān)節(jié)TT-TG間距。股骨后髁圖像與后邊框平行，是整個(gè)測(cè)量工作的基礎(chǔ)。既往的研究發(fā)現(xiàn)高年資醫(yī)師[21]在測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距具有較高的準(zhǔn)確性，所以在本研究中亦采用高年資醫(yī)師進(jìn)行測(cè)量。筆者介紹3個(gè)技巧，使股骨后髁與后邊框相平行：在行MRI檢查時(shí)，患者取平臥位，足尖與地面相垂直，此時(shí)，在MRI圖像上，股骨后髁已經(jīng)大致與后邊框相平行。在患者完成MRI檢查后，需選定整個(gè)膝關(guān)節(jié)，確定第一張出現(xiàn)完整軟骨的股骨近端滑車圖像，然后以此圖像為參考，做股骨后髁連線，下拉圖像至后邊框，觀察股骨內(nèi)、外后髁連線是否與后邊框重合。如滿足第一個(gè)技巧的條件，此時(shí)多數(shù)情況下，股骨后髁與MRI圖像上的后邊框重合，即說明股骨后髁與MRI圖像上后邊框平行。將圖像居中，打印膠片即可。如果股骨后髁與MRI圖像上后邊框不平行，調(diào)整整個(gè)膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度,使股骨后髁與后邊框平行。德國(guó)西門子公司1.5核磁共振在旋轉(zhuǎn)角度上提供了廣泛的選擇范圍(精確到1 °)，可以滿足股骨后髁平行于后邊框的需求。使用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量股骨滑車最低點(diǎn)到外邊框距離和脛骨結(jié)節(jié)髕腱內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)連線的中點(diǎn)作垂線與脛骨結(jié)節(jié)前緣交點(diǎn)到外側(cè)邊框距離。在最初的測(cè)量中，醫(yī)師使用普通直尺測(cè)量，發(fā)現(xiàn)誤差較大，同一膝關(guān)節(jié)測(cè)量誤差在3～5 mm，改用游標(biāo)卡尺后發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差在2～3 mm。筆者認(rèn)為在MRI膠片測(cè)量時(shí)，無論股骨髁還是脛骨結(jié)節(jié)的圖像均比實(shí)際的股骨髁和脛骨結(jié)節(jié)小，在膠片上測(cè)量時(shí)，即使產(chǎn)生1 mm的誤差，在比例換算時(shí)也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，而游標(biāo)卡尺可以盡可能減少測(cè)量誤差。不同臨床醫(yī)生拿到患者膝關(guān)節(jié)MRI膠片后，可以隨時(shí)在膠片上多次測(cè)量膝關(guān)節(jié)TT-TG間距，操作便捷。

本研究結(jié)果顯示，A、C兩位醫(yī)師分別使用改良單圖像法和傳統(tǒng)雙圖像法比較髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距： Cronbach′s ɑ評(píng)價(jià)系數(shù)為0.913，具有較高的可信度。組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.913，具有較高的可重復(fù)性。Bland-Altman分析圖顯示，具有較好的一致性。同樣，B、C兩位醫(yī)師分別使用改良單圖像法和傳統(tǒng)雙圖像法比較髕骨穩(wěn)患者TT-TG間距： Cronbach′s ɑ評(píng)價(jià)系數(shù)為0.959，具有較高的可信度。組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.958，具有較高的可重復(fù)性。Bland-Altman分析圖顯示，具有較好的一致性。A、B兩位醫(yī)師使用改良單圖像法測(cè)量結(jié)果同樣具有較高的可信度、可重復(fù)性、一致性。鑒于上述結(jié)果，改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距與傳統(tǒng)雙圖像法可以互相替換使用。

本研究的不足：①無論雙圖像法測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距，還是改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距，醫(yī)師對(duì)股骨滑車最低點(diǎn)的選擇，都存在主觀性，即使是高年資醫(yī)師也無法避免，特別是髕骨不穩(wěn)患者，往往滑車發(fā)育低平，甚至高聳，在最低點(diǎn)的選擇上尤為困難。這必然會(huì)對(duì)TT-TG間距測(cè)量結(jié)果造成偏差。因此，本研究多次測(cè)量(3次)髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距，減少誤差。②手工測(cè)量受筆尖的粗細(xì)、測(cè)量工具的精確度的影響，本研究中使用筆尖為直徑0.5 mm的記號(hào)筆和游標(biāo)卡尺，同樣通過多次測(cè)量(3次)，盡量降低誤差。

綜上所述，改良單圖像法手工測(cè)量髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距具有操作簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，可以準(zhǔn)確測(cè)量出髕骨不穩(wěn)患者TT-TG間距，該方法和雙圖法可以相互替換使用。