CT與MRI評估肩袖脂肪浸潤的一致性研究

趙陽 朱以明 姜春巖

北京積水潭醫院運動醫學科（北京100035）

肩袖損傷是造成肩關節疼痛、活動受限的常見病因，極大地影響患者生活質量[1-4]。研究表明，肩袖損傷的修復效果與患者年齡、撕裂程度、肌肉萎縮等多個因素有關，其中肩袖肌肉的脂肪浸潤程度是影響患者預后的重要因素之一[5]，具有不可逆性，常導致肌腱彈性變差、患者肌力下降，從而影響肩袖修復效果[6]。因此，準確評估肩袖肌腱脂肪浸潤程度，對于明確病情、指導治療方式、評估預后意義重大。

早期，Goutallier 提出了基于電子計算機斷層掃描（computed tomography，CT）的肩袖脂肪浸潤評估系統，該方法基于軸位CT 評估肩袖肌肉與脂肪的占比，半定量地評估脂肪浸潤[7]。鑒于磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）在評估肌肉軟組織方面的優勢，斜矢狀位MRI 逐漸成為評估肩袖肌肉脂肪浸潤程度的金標準，被廣泛應用于臨床[5，8]。

利用Goutallier 分型評估脂肪浸潤時，檢查者需要選取標準層面，即肩胛岡與肩胛體相連的最外側層面。該層面較肩袖止點層面偏內很多，臨床工作中經常見到病人的核磁并未向內側掃描到這一層面。這種情況下，有許多醫生會選擇比標準層面更加偏外的層面來評估肩袖肌肉脂肪浸潤的情況。但如選擇層面偏外，是否和標準層面所評估的脂肪浸潤情況一致，目前尚不清楚。當我們在核磁斜矢狀位片上不能獲得標準的平面來評估病人肩袖肌肉脂肪浸潤情況時，另一種方法是借助病人肩關節三維CT 中斜矢狀位二維重建的圖像，選取與核磁評估相同的標準層面，來評估其肩袖肌肉脂肪浸潤情況。但是，這種方法的準確性及其與核磁評估方法的一致性亦不得而知。

因此，本研究旨在：（1）比較CT與MRI評估肩袖肌肉脂肪浸潤程度的一致性；（2）比較標準層面與偏外層面評估肩袖肌肉脂肪浸潤程度的一致性。我們預計MRI較CT一致性高，標準層面偏外層面與標準層面脂肪浸潤評估的相關性較差。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究回顧性分析了于我院確診為肩袖撕裂的患者，納入標準如下：（1）經MRI 明確診斷為岡上肌全層撕裂；（2）有完整的術前肩關節影像資料，包括MRI 及CT；（3）病歷資料完整。排除標準為：（1）部分肩袖撕裂；（2）既往行肩關節手術；（3）合并臂叢神經損傷、胸廓出口綜合征、頸椎病等影響肩袖肌肉的疾??；（4）合并盂肱關節骨性畸形。

1.2 檢查方法

所有患者均采用日本東芝公司的計算機斷層掃描儀和荷蘭飛利浦公司的3.0T 磁共振成像設備進行檢查?；颊呷∑脚P位，掃描范圍向外至肱骨外緣，向內至肩胛岡與肩胛體相連出現Y 型層面，磁共振檢查的序列包括T1及T2壓脂像。

1.3 脂肪浸潤評估

三位骨科醫師基于CT與MRI評估脂肪浸潤，所有評級均由檢查者獨立完成，患者統一編碼，患者信息對檢查者隱藏不可見，檢查者不知道彼此的檢查結果。MRI T1 像中，岡上窩可見團塊狀高信號影，為脂肪組織，中心可見類圓形低信號影，為肩袖肌肉組織[9]（圖1）；CT 斷層掃描圖像中，岡上窩可見等密度肌肉組織影，此為岡上肌肌肉，肌肉周緣的脂肪組織為低密度影[10]（圖2）。本研究采用Goutallier 提出的脂肪浸潤分級法[7]，通過比較肌肉與脂肪含量的比例，評估脂肪浸潤程度：0級（無脂肪浸潤）；1級（有脂肪條紋）；2級（脂肪少于肌肉）；3 級（脂肪與肌肉含量相等）；4 級（脂肪含量多于肌肉）。

圖1 MRI T1像

圖2 CT軟組織窗

所有對肩袖肌肉脂肪浸潤的評估均在斜矢狀位（與關節盂平行）進行，選取層面為肩胛岡與肩胛體相連的最外側層面（圖3-A）。評估脂肪浸潤情況時，CT選取窗位為40，窗寬為350，MRI選擇T1像評估。在選取標準層面之外，檢查者分別在標準層面偏外一個層面（圖3-B）、偏外兩個層面（圖3-C）對脂肪浸潤程度進行評估，并記錄所選的層面編號。為了檢測檢查者內一致性，兩周后所有檢查者對脂肪浸潤情況進行再次評估。在第二次評估時，檢查者不知道第一次評估結果。

圖3 肩袖肌肉脂肪浸潤的評估

1.4 統計方法

計算樣本量時，加權κ值參照Marcio等[11]的研究，α=0.05，結果顯示至少需要21例，本研究納入了24例符合標準的患者肩關節影像學資料。對有序分類變量脂肪浸潤程度，采用加權κ值評價檢查者間一致性和檢查者內一致性。對于連續變量，選擇組內相關系數（intra?class correlation coefficient，ICC）評估一致性。根據Landis等[12]的研究，0.00＜κ≤0.20說明一致性極差，0.21＜κ≤0.4 表示一致性較差，0.4＜κ≤0.60 一致性中等，0.6＜κ≤0.80一致性較強，0.81＜κ表示一致性強。所有統計學分析均在SPSS25.0軟件上進行。

2 結果

2.1 患者的一般信息

本研究共納入24例肩袖撕裂患者的影像學資料，患者平均年齡為53.55 歲（39～68 歲），其中男性15 例（62.50%），37.50%的患者患側為左側。肩袖撕裂情況如下：20.83%的患者為小型肩袖損傷（＜1 cm），

16.67%的患者為中型肩袖損傷（1～3 cm），29.17%的患者為大型肩袖損傷（3～5 cm），33.33%的患者為巨大肩袖損傷（≥5 cm）。

2.2 CT與MRI評估結果

第一次評估時，三位檢查者的CT 評估結果分別為：0級0/4/3例，1級2/7/8例，2級18/10/11例，3級3/2/1例，4級1/1/1例；三位檢查者的MRI標準層面評估結果分別為：0級0/2/0例，1級6/5/5例，2級13/12/15例，3級1/3/2例，4級4/2/2例；三位檢查者的MRI向外一個層面評估結果分別為：0 級0/2/0 例，1 級5/5/2 例，2 級12/12/17 例，3 級4/3/3 例，4 級3/2/2 例；三位檢查者的MRI 向外兩個層面評估結果分別為：0 級0/5/0 例，1 級4/3/1例，2級9/10/11例，3級7/3/9例，4級4/3/3例。

第二次評估時，三位檢查者的CT 評估結果分別為：0級0/0/0例，1級5/5/10例，2級15/16/12例，3級3/1/2 例，4 級1/2/0 例；三位檢查者的MRI 標準層面評估結果分別為：0級0/0/2例，1級6/7/5例，2級14/12/13例，3級1/2/2 例，4 級3/3/2 例；三位檢查者的MRI 向外一個層面評估結果分別為：0 級0/0/2 例，1 級5/5/5 例，2 級12/12/15 例，3 級4/3/1 例，4 級3/4/1 例；三位檢查者的MRI 向外兩個層面評估結果分別為：0 級0/0/1 例，1 級4/4/4例，2級9/7/14例，3級8/10/4例，4級3/3/1例。

2.3 CT與MRI評估一致性

MRI 評估肩袖脂肪浸潤情況時，體現每位檢查者前后兩次檢查之間一致性的觀察者內（intraobserver agreement）加權κ值均大于0.81，顯示使用MRI 進行評估時，其檢查者內一致性強（表1）；使用MRI 進行評估時，不同檢查者間一致性（interobserver agreement）的加權κ值均在0.6和0.8之間，顯示檢查者之間一致性較強（表2）。使用CT 評估肩袖脂肪浸潤時，三位檢查者的觀察者內一致性的加權κ值分布較為不均，但均小于MRI 評估時的觀察者內一致性（表3）。不同檢查者的觀察者間一致性在兩次評估時亦有明顯變化，但均較MRI更差（表4）。由上述結果來看，MRI評估肩袖脂肪浸潤程度的一致性優于CT。

表1 MRI的觀察者內一致性

表2 MRI的觀察者間一致性

表3 CT的觀察者內一致性

表4 CT的觀察者間一致性

MRI與CT評估脂肪浸潤的結果存在較大差異，兩次檢查一致性均小于0.4（表5）?；贛RI評估脂肪浸潤時，選取標準層面和標準層面向外一個平面有較好的一致性，兩次測量分別為0.73、0.77（表6），但標準層面與標準層面向外兩個平面評估的一致性較差（表7）。關于標準評估層面的選取，三位檢查者間的一致性較高，利用CT/MRI 選擇標準層面的相關系數（ICC）兩次檢查分別為0.943，0.971。

表5 CT與MRI標準層面檢查的一致性

表6 MRI標準層面與向外一個層面的一致性

表7 MRI標準層面與向外兩個層面的一致性

3 討論

脂肪浸潤是肩袖損傷常見的合并癥，準確評估脂肪浸潤程度能夠有效幫助臨床醫生判斷肩袖可修復性、預判術后恢復情況[13]。本研究比較了CT 與MRI 評估肩袖脂肪浸潤程度的一致性以及選擇不同層面評估時的一致性，結果表明MRI 評估脂肪浸潤的一致性優于CT。當MRI 掃描層面無法到達標準的“Y”形層面時，選取向外一個層面評估脂肪浸潤尚可接近標準層面。然而當選取層面位于更外側時，一致性會大幅下降。

CT 與MRI 是臨床評估肩袖脂肪浸潤最常用的檢查，既往關于CT與MRI評估脂肪浸潤程度一致性的比較性研究較少。Fuch等[14]評估了41例肩袖損傷患者脂肪浸潤情況，發現CT與MRI的一致性均為中等以上（＞0.6）：MRI 的一致性為0.82～0.92，CT 的一致性低于MRI，為0.68～0.83。本研究報道了類似的結果，MRI 一致性高于CT，二者的加權κ值分別為0.67～0.71、0.5～0.65，而CT與MRI評估肩袖脂肪浸潤的相關性較差，僅為0.32～0.34。造成CT 與MRI 評估結果不一致的原因主要是因為CT難以區分肌肉與結締組織，而MRI能很好地將二者區分。因而使用CT評估脂肪浸潤時，檢查者會將結締組織看作肌肉，從而低估脂肪浸潤情況[14]。

盡管MRI 評估脂肪浸潤程度的一致性優于CT，但不同研究報道的MRI一致性不同（為方便討論，下述研究中一致性均以加權κ值表示）。Marcio 等[11]報道MRI的一致性為0.60～0.82，該研究同時發現骨科醫師的一致性優于影像科醫師，低年資醫師的觀察者內一致性高于高年資醫師結果。Mark 等[15]的研究中，MRI 一致性為0.61。與此相反，另一些研究報道的MRI 一致性不容樂觀，Edwin 等[16]的研究中，MRI 的一致性為0.36，而Lippe 等的研究中MRI 評估脂肪浸潤的一致性僅為0.25[17]。

評估層面的選取是影響MRI 一致性的重要因素，關于如何選取最佳層面評估脂肪浸潤，臨床一直存在爭議。在最初Goutallier分型文獻中，研究者選取CT橫斷像進行評估[7]。隨后Fuch 等[14]改進了Goutallier 分型，選取斜矢狀位，在肩胛岡與肩胛體相連出現“Y”形的最外側層面進行評估。Thomazeau 等[18]研究了55 例肩袖損傷患者的MRI 圖像，推薦斜矢狀位是評估脂肪浸潤的最佳視角。

目前，斜矢狀位評估脂肪浸潤逐漸被大多數臨床醫生接受，成為標準方式，但仍有研究者對這一標準層面提出質疑。Fukuta 等[19]認為肌腱回縮對評估脂肪浸潤程度影響重大。研究分別選取標準層面以及標準層面向內一個層面、兩個層面進行評估，發現巨大肩袖撕裂的病人，選取層面越偏內側，脂肪浸潤程度越高。而中等及以下肩袖撕裂患者，標準層面與標準層面偏內層面無顯著性差異。因此，研究者建議選擇標準層面更偏內的層面評估脂肪浸潤，以減少肌腱回縮造成的干擾。Rubino 等[20]建立的動物模型表明，肩袖撕裂發生后，脂肪浸潤是一個緩慢漸進的過程，從肌腱肌肉交界處向肩袖肌肉起始點蔓延。這也從側面證明了不同層面上肩袖脂肪浸潤程度不一。

不同于Fukuta 等[19]的研究，本研究比較了標準層面以及標準層面偏外層面評估脂肪浸潤情況，發現選取層面越偏外，脂肪浸潤評級的一致性越差，從另一角度證明了不同層面上脂肪浸潤程度不一。與上述相反，Yoo等[21]比較了標準層面與岡上肌起點層面的脂肪浸潤情況，發現二者無顯著差異，這可能與Yoo等的研究納入了25%的肩袖部分撕裂患者有關。本研究與Fukuta 的研究對象均為肩袖全層撕裂的患者，肌腱回縮較部分撕裂患者嚴重，因而不同層面肩袖脂肪浸潤情況不同。

鑒于采用傳統方法評估脂肪浸潤存在著諸多問題，不斷有研究者提出新方法。Markus 等[22]在一項尸體研究中，使用三維圖像分析軟件，定量計算MRI圖像上肌肉的含量。隨后將尸體標本解剖，精準測量了肩袖肌肉含量，以此作為金標準。結果表明二者的差距小于4%，三維重建法是一種有效的評估肩袖肌肉含量的方法。有研究[23]使用超聲評估肩袖脂肪浸潤，獲得了較高的一致性，組內相關系數（ICC）為0.77。Lee 等[24]的研究表明，CT關節造影（CT arthrography，CTA）在評估肩袖脂肪浸潤時有著優異的表現，組內相關系數高達0.87。

本研究存在一些局限。首先，本研究選擇半定量的方法評估肩袖脂肪浸潤程度，對脂肪浸潤評估的精準性低于定量評估。其次，本研究未將病人按照肩袖撕裂的大小分組，這在一定程度上影響了不同評估層面肩袖脂肪浸潤的比較。

4 結論

MRI 是評估肩袖脂肪浸潤的首選檢查，檢查一致性優于CT。CT與MRI評估結果的相關性較低，無法相互替代。選取合適的層面對于精準評估脂肪浸潤情況非常重要，應盡可能選擇接近標準層面肩袖評估，如選取層面過于偏外，會與真實情況產生顯著差異。