CT 常用測量指標對兒童髕股關節不穩的診斷價值

吳俊峰 黃立雪 邢海龍 趙瑞華 毛大為

髕股關節不穩是一種多因素介導的疾病，病理異常涉及骨、軟骨和軟組織，當臨床和體格檢查發現髕骨脫位時，髕骨關節不穩易于診斷，但當患者不能提供明確的髕骨脫位史且體格檢查沒有明確陽性發現時，則易漏診或誤診，因此需借助于影像學進行診斷和評估病變嚴重程度［1～4］。目前，CT 成像廣泛的應用于髕股關節不穩中，其中的常用測量指標包括股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、股骨滑車與脛骨結節的水平距離(tibial tuberosity - trochlear groove distance，TTTG)，及髕腱長度與髕骨最大對角線長度比值(insall-salvati index，IS 指數)［5～7］。本研究通過比較病例組和對照組，探討伸膝狀態下7 個定量指標對兒童髕股關節不穩的診斷價值。

材料與方法

1.研究對象:(1)病例組:2011 年1 月～2013 年8 月間在筆者醫院及外院就診并手術的髕股關節不穩患者30 例(男性4 例，女性26 例，患者年齡13 ～16 歲，平均年齡14.9 ±1.1歲，1 例女性患者及1 例男性患者為雙側髕股關節不穩)，共32 例膝關節(左膝17 例，右膝15 例)。病例組的納入標準為:①至少有1 次髕骨脫位病史，臨床體檢髕骨脫位恐懼試驗陽性，關節鏡手術證實髕骨脫位或半脫位;②年齡≤16 歲骨骺未愈合患者;③不合并髕骨骨折、內外側副韌帶損傷、或交叉韌帶損傷。(2)對照組:25 例接受膝關節CT 掃描的兒童患者(男性14 例，女性11 例，患者年齡范圍12 ～16 歲，平均年齡14.6 ±1.1 歲，1 例女性患者及1 例男性患者為雙膝關節)，共27 例膝關節(左膝12 例，右膝15 例)。對照組中23 例患者為單膝關節外傷，行膝關節CT 掃描，將非外傷側膝關節納入對照組;2 例患者為非骨化性纖維瘤患者，將其雙膝關節納入對照組。所有對照組膝關節均無疼痛、外傷、不穩、或手術病史。

2.CT 描方法:病例組及對照組膝關節CT 掃描均采用西門子Sensation 16 排螺旋CT 或西門子Somatom Definition Flash雙源CT。檢查者常規平臥、足先進、患膝完全伸直。掃描參數:電壓120kV、電流采用自動毫安計算，掃描層厚3mm，STD重建，所有CT 掃描均行多平面重建(multiplanar reformations，MPR)，層厚3mm。掃描范圍包全髕骨、股骨滑車及脛骨結節。

3.影像評價方法:病例組和對照組均在橫斷面及矢狀面重建圖像上進行相關測量，包括股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG和IS 指數。所有測量均在圖像工作站(centricity radiology RA 600，GE)上進行(掃描圖像與工作者站兼容性較好)。由2 名高年資影像專業專業醫師分別獨立完成測量。評價2 名醫師測量間的一致性，采用組內一致性系數(intraclass correlation coefficient，ICC)。股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、和股骨滑車深度(圖1)的測量選擇緊鄰骺線下緣的下方橫斷層面，定位骺線為經滑車溝矢狀面骺線，骨性關節面為測量基準。選用經髕骨最大長軸的橫斷面，測量髕骨長軸與股骨后髁連線間的夾角，即為髕骨傾斜角(圖2)。髕骨外移度(圖3)需要利用兩幅橫斷面，分別是圖1(確定內側滑車內緣)和圖3 經髕骨最大長軸的橫斷面。TTTG(圖4)也需要利用兩幅橫斷面，分別是圖1(確定滑車凹軟骨下骨板的最凹點)，和圖4 經過脛骨結節最凸點的橫斷面(確定脛骨結節的最凸點)。IS 指數(圖5)于經髕骨最大長軸矢狀面測量，量取髕骨最大長度及髕腱后緣長度，IS 指數為髕腱后緣長度與髕骨最大長度比值。

圖1 股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度及股骨滑車深度的測量

圖2 髕骨傾斜角的測量

圖3 髕骨外移度測量

圖4 為股骨滑車與脛結節的水平距離(TTTG)測量

圖5 為IS 指數測量

4.統計學方法:使用獨立樣本t 檢驗對比病例組和對照組樣本的年齡差異。各測量值均以均數±標準差(±s)表示，使用獨立樣本t 檢驗對比病例組和對照組兩樣本間測量指標的差異。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線確定各測量指標的曲線下面積及約登指數最大點。以約登指數最大點作為診斷界值，計算各指標的敏感度和特異性。所有統計采用SPSS 19.0 統計軟件包分析，P＜0.05 為差異有統計學意義。

結 果

1.一般情況比較:病例組和對照組的年齡無統計學差異(t= -1.296，P= 0.200)。

2.兩名醫師測量結果的一致性檢驗:兩名醫師測量滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、股骨滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG、IS 指數各測量指標的ICC 值 分 別 為0.787、0.897、0.758、0.954、0.970、0.885、0.898(P ＜0.01)，說明兩名醫師測量的一致性良好。取平均值作為最后觀測值。

3.CT 常用測量指標對髕股關節不穩的診斷價值:表1 顯示了病例組和對照組各測量指標的結果?？梢?，病例組中，股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、股骨滑車深度均顯著減少(P ＜0.01)，髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG 值、IS 指數均明顯增大(P ＜0.01)。表2 顯示了伸膝位各測量指標的ROC 曲線下面積、相應診斷閾值、敏感度、特異性。股骨滑車深度、髕骨傾斜角、和髕骨外移度的曲線下面積均＞0.900，股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、和IS 指數的曲線下面積均＞0.800，TTTG 的曲線下面積為0.795。

表1 髕股關節不穩測量指標的比較

表2 CT 常用測量指標的ROC 曲線下面積、診斷界值、敏感度、特異性

討 論

本研究表明，在兒童膝關節伸直位時，基于CT重建圖像測量的滑車面對稱性、外側滑車傾斜度、滑車深度、髕骨傾斜角、髕骨外移度、TTTG、IS 指數在志愿者和髕股關節不穩患者間存在統計學差異。依據ROC 曲線下面積，髕骨傾斜角、股骨滑車深度、髕骨外移度、股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、IS指數及TTTG 依次具有一定的診斷價值?；嚸鎸ΨQ性、外側滑車傾斜度和滑車深度均是反映股骨滑車發育不良的定量指標［5，6］。Ali 等［8］提出應該取經骨骺線處的橫斷面測量滑車面對稱性和滑車深度，本研究沒有采用經骨骺線處的橫斷面，因為筆者發現，此水平橫斷面于部分正常人亦顯示為內側滑車面發育不全，因此本研究選用了緊鄰骺線下緣的下方橫斷層面。在本研究中，髕骨傾斜角、股骨滑車深度、髕骨外移度、股骨滑車面對稱性、股骨外側滑車傾斜度、IS指數、及TTTG 依次具有非常好的診斷價值，結論與文獻類似。不過，本研究提出的診斷界值(分別為＞23°、＜4mm、＞3mm、＜35%、＜15°、＞1. 0 及＞20mm)與上述報道有差別，考慮與本研究患者均為兒童有關。

筆者發現部分患者股骨外側滑車呈弧線狀，計算外側滑車長度時取外側滑車弧線的弦長。外側滑車傾斜度則取經滑車溝及外側滑車最高點連線與股骨后髁連線夾角，外側滑車最高點為外側滑車距離后髁連線最遠點。外側滑車深度則取外側滑車最高點與后髁連線距離。當內側滑車發育不全時，內側滑車長度取0，內側滑車深度取值等于中間滑車深度。髕骨傾斜角是反映髕骨內外側支持力量平衡性的定量指標［4］。本研究中膝關節為全伸狀態，界定的診斷界值為＞23°。髕骨外移度是反映髕骨半脫位的定量指標。在伸膝位，本研究發現髕骨外移度對髕股關節不穩具有非常好的診斷價值(ROC 曲線下面積為0.924)，診斷界值為＞3mm。TTTG 代表股骨滑車與脛骨結節的水平距離，實際上間接反映了Q 角大小。TTTG 與髕股關節不穩的關系受到眾多文獻的關注。Dejour 等［9］在伸膝位CT 橫斷面上測量，發現對照組TTTG 為12.7 ±3.4mm，而髕股關節不穩組為19.8 ±1.6mm，從而提出TTTG 診斷界值應為＞20mm，其敏感度為56%，特異性為96.5%。Koeter 等［10］則認為在有癥狀患者中，TTTG ＞15mm 為手術干預的指征。在本研究中，界定的診斷閾值為＞20mm。IS 指數是提示髕骨高位的指標，本研究中界定的診斷閾值為＞1.0。

本研究存在以下不足:①病例組和對照組不同時期患者的CT 掃描采用了不同CT 機型掃描。不過，兩組測量均采用了一致的MPR 重建圖像，故機型差異對本研究的結果不應造成太大的影響;②本研究僅涉及16 歲以前的兒童，故研究結果不適用于成人;③本研究只針對了膝關節伸直位，而膝伸屈角度的差異可能導致上述測量值發生變化，這同樣需要進一步的相關研究;④髕股關節不穩為多因素介導疾病，除本研究涉及的發育性異常和骨性對合異常外，軟組織(髕內外側軟組織支持結構、髕韌帶及股四頭肌)異常、外傷以及繼發性髕骨軟化也在疾病發生、發展過程中起重要作用，需要進一步研究其作用機制［11］。

1 Diederichs G，Issever AS，Scheffler S. MR imaging of patellar instability:injury patterns and assessment of risk factors［J］. Radiographics，2010，30(4):961 -981

2 Arendt，E A，Fithian DC，Cohen E. Current concepts of lateral patella dislocation［J］. Clin Sports Med，2002，21(3):499 -519

3 Fithian DC，Paxton EW，Stone ML，et al. Epidemiology and natural history of acute patellar dislocation［J］. Am J Sports Med，2004，32(5):1114 -1121

4 楊景震，霍英杰，王成健，等. 髕股關節紊亂的MRI 表現與臨床［J］. 放射學實踐，2011，26:753 -755

5 Pfirrmann CW，Zanetti M，Romero J，et al. Femoral trochlear dysplasia:MR findings［J］. Radiology，2000，216(3):858 -864

6 Carrillon Y，Abidi H，Dejour D，et al. Patellar instability:assessment on MR images by measuring the lateral trochlear inclination - initial experience［J］. Radiology，2000，216(2):582 -585

7 Tsai CH，Hsu CJ，Hung CH，et al. Primary traumatic patellar dislocation［J］.J Orthop Surg Res，2012，7(1):21

8 Ali SA，Helmer R，Terk MR. Analysis of the patellofemoral region on MRI:association of abnormal trochlear morphology with severe cartilage defects［J］. AJR Am J Roentgenol，2010，194(3):721 -727

9 Dejour H，Walch G，Nove-Josserand L，et al. Factors of patellar instability:an anatomic radiographic study［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，1994，2(1):19 -26

10 Koeter S，Diks MJ，Anderson PG，et al. A modified tibial tubercle osteotomy for patellar maltracking:results at two years［J］. J Bone Joint Surg Br，2007，89(2):180 -185

11 陸薇，陳爽，楊軍. 髕骨位置與髕骨軟化癥之間相關性的MRI 研究［J］. 中華放射學雜志，2011，45:955 -959