股骨滑車發育不良影像學研究進展

林小慧，郭 亮 綜述，李曉蘭△ 審校

(重慶醫科大學附屬大學城醫院：1.放射科；2.骨科，重慶 401331)

股骨滑車發育不良(FTD)是一種較為常見的滑車發育變異，其可導致髕骨在運動過程中脫離滑車限制而產生髕骨關節不穩、膝前痛等臨床癥狀，該病常好發于青少年群體。近年來，關于FTD的研究日趨增多，對其解剖結構、臨床表現等方面均有了深入的探索，但關于其影像學手段的選擇尚未達成共識，而影像學評估在FTD的臨床診療中起著非常重要的作用，本文就FTD的影像學評估及分型簡單綜述如下。

1 正常股骨滑車的解剖及FTD解剖結構

股骨滑車位于股骨下段，形態相對穩定，由股骨下段內、外側髁向前共同匯聚而成，形似“U”形，中間滑車溝將其分為內側及外側關節面，大多數情況下，相比于內側面，滑車外側關節面向近端延伸更多，并且股骨內、外側髁的高度不一致，外側常高于內側，從而使得髕骨完全被限制在滑車溝內，不會因膝關節的屈曲而向外側脫位。

FTD這一概念的首次提出是在1964年。FTD解剖異常的定義范圍較廣，如滑車溝槽、股骨滑車內、外側滑車面的任何骨性異常均可歸納其中，具體表現為滑車表面變平坦或者滑車溝槽變淺，從而導致的內、外側高度不對稱的關節面，以及缺乏常規解剖凹性結構的膝關節。此時，髕骨與股骨滑車近端沒有銜接固定，急性或反復發作的髕骨脫位、慢性髕骨不穩的情況便可能在正常膝關節屈曲時，由于滑車溝的缺乏而發生[1]。此外，FTD還可能會導致髕骨軟化，髕骨關節的骨性關節炎便會隨之提前發生，并隨時間加重[2]。

2 FTD的病因及臨床表現

2.1病因 目前，關于FTD的病因尚存在爭議，先天基因學說認為，髕骨關節在妊娠早期(9～16周)發育[3]，FTD是由先天基因決定的，股骨滑車形態在胎兒時期就已發育成型，且滑車形態隨時間而發生的變化極其微小，所以后天發育對股骨滑車形狀造成的影響較小[4]；后天學說則認為后天髕骨關節施加的異常力量[5]、髕骨的應力刺激均與FTD相關，髕骨不穩、髕骨(半)脫位均會導致其對滑車的應力刺激不足[6]，從而對滑車發育產生負面影響。另外，LIEBENSTEINER等[7]研究表明，股骨前傾角過大與 FTD 也存在一定的相關性，該前傾角是由股骨髁冠狀面和股骨頭頸軸線之間形成，此研究表明當股骨前傾角值過大時會造成髕骨關節的內外側壓力不對稱，從而對滑車發育形態產生影響；相關的動物實驗也提出當通過截骨術增大股骨前傾角時，患兔的股骨滑車會變淺、寬[8]。AKGüN等[9]及KWAK等[10]的研究表明，不管在成年人還是骨骼未完全成熟的人群中，前交叉韌帶的損傷均與FTD存在一定的相關性，其間的病因關系還需進一步探索。

2.2臨床表現 FTD的臨床表現與其程度有關，一般多會伴有膝前痛，特別是在登高、半蹲等活動之后，患者有時會感覺膝關節活動受限、打軟腿等，可發展為急性或反復發作的髕骨脫位及慢性髕骨失穩，長此以往，最嚴重時甚至可造成髕骨軟骨軟化癥，以及髕骨關節骨性關節炎；而部分輕度的FTD可終身無明顯的臨床癥狀，部分人群可因創傷行影像學檢查或關節鏡而偶然發現[1]。

3 FTD的影像學表現及其分型

3.1X線 由于X線檢測方法簡單方便、技術完善，歷年來仍被視為診斷FTD的首選檢測手段。Merchant法在被改進后得到的一種屈膝30°純側位的投照方法，是目前常用體位，該投照體位要求患側膝關節股骨內外側后髁幾近重疊(間距小于2 mm)或完全重疊。FTD的X線片主要有以下3個征象[11]：(1)交叉征。指股骨滑車溝底與外側髁的輪廓線相交(圖1)。(2)突起征。股骨遠端延長線與股骨髁切線之間的距離，>3 mm 則可診斷為FTD。(3)雙輪廓征。指滑車內、外側髁的輪廓線不重疊(圖1)。RéMY等[12]根據股骨滑車的X線片形態進行了系統劃分，見表1。

表1 股骨滑車發育X線片形態分型

★表示突起征，白色箭頭表示交叉征，黑色箭頭表示雙輪廓征。

盡管X線片具有上述這些優點，且以上3個征象可以較好地協助確診FTD，但實際運用中仍存在一定困難，尤其在于投照體位的準確性。KOЁTER 等[13]研究發現，對于膝關節側位 X 線片，正?；嚱M圖像上會因下肢外旋10°而出現假陽性的交叉征；而若下肢向內旋轉 5°，其FTD組的圖像上又會出現假陰性，另外，滑車溝深度測量會因伸直的下肢旋轉5°而產生誤差，約為10 mm，故而利用 X 線片診斷FTD可能導致漏診或誤診，臨床的治療方法也會因此產生偏差。

3.2計算機斷層掃描(CT) CT具有掃描速度快、成像清晰及多層面成像的優勢，采用CT圖像的橫斷位片可對股骨滑車形態進行定性、定量評估，掃描方式為股骨近端向遠端進行掃描，選擇的層面多是剛進入滑車后再以遠約 5 mm 的橫斷面[14]，其定量指標主要包括：(1)滑車溝角。指股骨內、外踝最高點依次與滑車最低點相連所形成的夾角[15]，其正常角度為136°，FTD時該角度大于145°。(2) 股骨滑車內、外關節面比例。即為測量滑車面的不對稱性，值小于2：5可診斷為FTD[16]。(3)滑車外側傾斜角。其定義為沿股骨滑車外側關節面作的一條切線，與股骨后髁線之間形成的夾角。若該角度小于 11°，則可確定為FTD[16]。(4)滑車角。是指經滑車內、外側關節面最前緣作的一條切線，與股骨后髁線之間產生的角度，診斷為FTD時該角度大于 8°[16]，且該指標與FTD嚴重程度呈正相關。(5)滑車溝深度。是指先經滑車內、外側最高點分別垂直于后髁線作兩條線，測量其距離分別記為 M、L，再經滑車溝最凹點垂直于后髁線之間作一直線，兩者之間距離為 D，最后根據公式：滑車的深度(d)=(M+L)/2-D，其值小于 3 mm 可診斷為FTD[16]。以上指標均可診斷并量化FTD的嚴重程度。近年來，CT掃描結合三維(3D)重建對于膝關節的掃描優勢逐漸顯露，其可以在對患者僅進行一次掃描的基礎上，通過后處理獲得更加直觀的數據測量圖像[17]。根據股骨滑車的X線及CT軸位形態，臨床上沿用了經典的Dejour分型(表2)，這種分型方法即可反映出FTD嚴重程度，對滑車成形術也有著深遠的指導意義[18]。

表2 FTD的Dejour分型

3.3磁共振成像(MRI) 相比X線、CT等影像學檢查方法，MRI 的獨特優勢在軟骨顯示上可見一斑，通常選擇的是從股骨近端往遠端掃描，最早出現完整內外側關節軟骨的橫斷面作為滑車溝角測量層面[16]。研究表明，FTD組患者的滑車軟骨溝角均大于骨溝角：FTD組的軟骨溝角平均為156.24°[95%置信區間(95%CI)：153.71°～158.77°]，而對照組軟骨溝角平均為141.83°(95%CI：139.90°～143.76°)；FTD患者的平均骨溝角為148.42°(95%CI：144.02°～152.82°)，而對照組平均骨溝角為133.69°(95%CI：131.23°～136.15°)[19]。這兩組數據提示了與CT的骨性測量指標相比，FTD的軟骨層面測量指標均要大一些，在測量時需要采用不同的數據指標。另外，不同于CT的是，MRI對關節軟骨的磨損程度及其他軟組織(如肌肉、韌帶等)的顯示更為清晰[20]。近年來，根據軸位MRI研究的一種新分型方法被SHARMA 等[21]提出，即OBC分型法(表3)，相較于早年Dejour等引入的分類體系，OBC分型法在基于MRI圖像上的組間一致性更高，具有較高的觀察者間和觀察者內可靠性，可為日常實踐中FTD嚴重程度分級提供有用工具[22-23]，尤其適用于復發性髕骨脫位患者的術式選擇，具有系統性、科學性的優點。

表3 OBC股骨滑車發育異常分型

近年來，AMBRA等[24]提出采用MRI斜視視圖來評價FTD患者的滑車形態，斜位滑車序列是通過將軸面平行于矢狀面圖像的髁間嵴頂，顯示前交叉韌帶的整個長度而獲得，通過對滑車溝角及溝深的測量，結論得出MRI上斜視滑車觀能更準確地評價FTD患者的滑車形態，也能更好地表征FTD；另外，基于MRI的膝關節3D模型生成軟件的開發及使用，FUCHS等[25]研究提出使用3D軟件生成模型進行評估的觀察者間可靠性高于使用常規MRI圖像者。

3.4超聲 具有操作方便、可操作性強、重復性好等優點的膝關節超聲，多應用于嬰幼兒、兒童等患者，常規采用多頻寬帶線性探頭，探頭橫向至小腿軸線，圖像以股骨遠端骨化核為中心，定向，可見2個未骨化的股骨髁，從滑車溝沿滑車內側和外側壁的最佳配合線測量滑車溝角(圖2A)，如果溝角大于或等于159°，則認為存在FTD[3]。而對于骨骼發育成熟的患者，則一般以女性患者溝角大于或等于154°或滑車深度小于或等于3 mm、男性患者溝角小于或等于4 mm作為診斷FTD的依據[26]，其中，滑車深度是指從滑車內側和外側的尖部切向穿過滑車溝的直線到滑車溝底端的垂直距離(圖2B)[3]。目前研究表明，利用超聲診斷FTD在一定程度上是指導患者教育和治療決策的快速有用的工具，但是，由于超聲圖像的采集及測量均具有操作者依賴性，且探針的角度或者位置的微小變化也可能導致測量出現誤差，因此仍具有一定的局限。

A.滑車溝角的測量；B.滑車深度的測量。

4 小 結

本文主要是對FTD在影像學上的診斷指標進行了簡單的回顧，在很長一段時間，FTD的診斷主要依賴于X線，但X線診斷的一致性和重復性均欠佳；而以斷層成像為特點的CT檢查，相比于X線對骨性結構的顯示更為清晰，可以對股骨滑車發育形態進行定量分析，增強了其可操作性和可重復性；得益于MRI技術的日益發展，MRI以其能夠更真實反映股骨形態，最大限度降低測量誤差等優點，提高了診斷的敏感性和特異性，從而從傳統放射影像診斷方法中脫穎而出，推動了對股骨滑車形態學的進一步研究。目前，學者們對于FTD的研究已從X線、CT的骨性研究層面轉變為MRI下的軟骨、肌腱、韌帶等相關研究，在這種轉變之下，滑車形態、髕骨關節功能的臨床評估將會從中得到更多詳盡信息。 值得注意的是，FTD作為一種滑車溝的幾何形狀及深度的解剖學發育變異，目前較多的定量研究指標多在關注滑車本身的形態改變，而對于滑車關節面的軟骨改變關注較少，還需要更多的研究來探索；另外，超聲作為一種便捷、快速、可重復性高的診斷工具，對FTD的診斷也具有一定的價值，也由于超聲存在操作者依賴性，如何能夠提高診斷的準確性還有待于更多的臨床經驗。綜上所述，只有合理運用影像診斷方式，提高對FTD的影像學認識，才能為臨床決策提供更多有益的價值。