馮 艷 劉 健 王紅霞 鄭 雷 董景敏

1 濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科 山東 濱州 256603；2 濱州市人民醫(yī)院心內(nèi)科心血管彩超室 山東 濱州 256600；3 武警山東總隊醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 山東 濟(jì)南 250014

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷是膝關(guān)節(jié)最常見的韌帶損傷，髕骨外側(cè)脫位(lateral patellar dislocation，LPD)也是膝關(guān)節(jié)常見損傷之一，在青少年中發(fā)生率僅次于ACL損傷，位居第2位[1]。研究表明：股骨滑車發(fā)育不良、髕骨高位、脛骨結(jié)節(jié)-股骨滑車溝(tibial tubercle -trochlear groove，TT-TG)過長三因素是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的主要因素[2-4]，研究也表明ACL損傷者其股骨滑車參數(shù)、髕骨位置、TT-TG間距也與正常人群存在一定的差異，但僅將其進(jìn)行了量化研究而未對其進(jìn)行分度研究[5-11]。目前急性LPD、非接觸性ACL撕裂及正常人群間此三大參數(shù)間的差異尚缺乏系統(tǒng)的對比分析。本研究通過對急性LPD病例、非接觸性ACL撕裂病例和正常膝關(guān)節(jié)的磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)資料進(jìn)行回顧性分析，比較髕股關(guān)節(jié)MRI三大參數(shù)在三種病例間的差異，以初步探尋非接觸性ACL撕裂者髕股關(guān)節(jié)的危險解剖因素。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2018年1月至2021年3月于某院就診的患者，由經(jīng)驗豐富的骨關(guān)節(jié)外科主治醫(yī)師進(jìn)行臨床查體。急性LPD病例組的納入標(biāo)準(zhǔn)[12-13]：髕骨脫位與MRI檢查時間間隔≤15 d，MRI檢查顯示髕骨內(nèi)側(cè)緣和股骨外側(cè)髁前側(cè)面典型部位的骨挫傷；患者就診時臨床體檢發(fā)現(xiàn)髕骨處于外側(cè)脫位狀態(tài)；臨床明確的LPD病史，髕內(nèi)側(cè)緣壓痛，髕骨外推恐懼試驗陽性。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往膝關(guān)節(jié)外傷史、手術(shù)史以及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等病例均排除在研究之外。共49例病例納入本組，其中男24例，女25例，年齡14～35歲，平均年齡(22.9±1.4)歲。右膝者26例，左膝者23例，受傷與就診時間間隔為2 h～12 d。ACL撕裂病例組均在該院行關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)，且術(shù)前均行患側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI檢查。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：膝關(guān)節(jié)手術(shù)史、LPD或髕骨不穩(wěn)病史者、膝關(guān)節(jié)其他結(jié)構(gòu)損傷者。共63例患者納入該組，其中男37例，女26例，年齡17～42歲，平均年齡(29.0±0.8)歲。右膝者26例，左膝者37例，受傷與就診時間間隔為1 h～19 d；隨機抽取120例同期進(jìn)行MRI檢查且膝關(guān)節(jié)正常者作為對照組(僅膝關(guān)節(jié)少量積液者可納入范圍)，其中男62例，女58例，年齡17～39歲，平均年齡(28.2±1.2)歲。右膝者56例，左膝者64例。

1.2 MRI檢查及圖像分析方法 使用西門子公司生產(chǎn)的Siemens Magnetom Skyra 3. 0T MR 掃描儀。用膝關(guān)節(jié)專用線圈，患者平臥，自然屈曲位，掃描橫斷面、矢狀面和冠狀面。三者采用快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像、自旋回波T1加權(quán)序列、快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像。掃描層厚均為3 mm。間距為0.3 mm，F(xiàn)OV 160 mm，矩陣為256×192。

股骨滑車發(fā)育不良參照Fucentese和Lippacher研究標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類[14-15]：正常、A型(相對較淺的滑車溝)、B型(扁平或凸出的滑車)、C型(滑車關(guān)節(jié)面不對稱，外側(cè)面凸出，內(nèi)側(cè)面發(fā)育不全)和D型(滑車關(guān)節(jié)面不對稱，垂直的關(guān)節(jié)面與峭壁征)四類。在橫斷面MRI上觀測股骨滑車結(jié)構(gòu)，使用具有完整軟骨滑車的最近側(cè)圖像?；嚢l(fā)育分為正常、發(fā)育不良，發(fā)育不良包含低度發(fā)育不良(A型)和高度發(fā)育不良(B、C或D型)作進(jìn)一步分析[15]。髕骨高度采用Insall-Salvati指數(shù)進(jìn)行評判，在標(biāo)準(zhǔn)矢狀位MRI上分別測量髕腱長度和髕骨最長矢狀面長度，并計算二者比值[16]。對于首次MRI檢查因髕股關(guān)節(jié)對應(yīng)關(guān)系不良而導(dǎo)致無法進(jìn)行測量的患者，在本院進(jìn)行人工復(fù)位后約4～7 d進(jìn)行第2次MRI檢查，并在第2次MRI上評估測算髕骨高度。Insall-Salvati指數(shù)>1.3則認(rèn)為是髕骨高位。TT-TG距離的測量參照Schoettle等[17]的研究標(biāo)準(zhǔn)，在橫軸位MRI上，從頭尾方向選擇第1張完整滑車軟骨覆蓋的層面，取此層滑車溝的最深點向股骨髁后緣軟骨面最后端的切線作一垂線，作為股骨端垂線，此垂線轉(zhuǎn)移至所有層面，然后做髕腱附著點的內(nèi)外側(cè)點的中垂線與脛骨前緣交點，作為髕腱附著點的中心，而后從髕腱附著點中心向髁后軸做一垂線，作為脛骨端的垂線，此兩條垂線間的距離即TT-TG間距。TT-TG間距>15 mm者則認(rèn)為是TT-TG間距過大[4]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。組間比較采用卡方檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。隨機抽取30例病例，兩位閱片者對股骨滑車發(fā)育不良MRI分級診斷一致性進(jìn)行Kappa分析。通過計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)對兩位閱片者間測算髕骨高度和TT-TG間距的一致性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 三組間髕股關(guān)節(jié)股骨滑車MRI參數(shù)比較 急性LPD組發(fā)生例數(shù)明顯高于對照組和肺接觸ACL撕裂組，P均<0.01(表1)。

2.2 三組間髕股關(guān)節(jié)髕骨位置MRI參數(shù)比較 急性LPD組髕骨高位發(fā)生例數(shù)明顯高于對照組，P<0.01。急性LPD組髕骨高位發(fā)生例數(shù)明顯高于非接觸性ACL撕裂組，P<0.05(表2)。

表1 三組間髕股關(guān)節(jié)股骨滑車MRI參數(shù)比較/例

表2 三組間髕股關(guān)節(jié)髕骨位置MRI參數(shù)比較/例

2.3 三組間髕股關(guān)節(jié)TT-TG間距MRI參數(shù)比較 急性LPD組TT-TG間距過大發(fā)生例數(shù)明顯高于正常對照組，P<0.01。急性LPD組TT-TG間距過大發(fā)生例數(shù)明顯高于非接觸性ACL撕裂組，P<0.05(表3)。

表3 三組間髕股關(guān)節(jié)TT-TG間距MRI參數(shù)比較/例

2.4 典型病例 對于隨機抽取的30例病例的圖像資料，兩位觀察者對于股骨滑車發(fā)育不良分級的Kappa為0.733，具有比較好的一致性，對于髕骨高度和TT-TG間距兩位觀察者ICC值分別為0.933和0.902。這提示具有比較好的一致性。

2.4.1 急性LPD典型病例 患者，女，14歲，因左膝關(guān)節(jié)扭傷1周就診。其MRI表現(xiàn)為：冠狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像顯示股骨外側(cè)髁局限性骨髓水腫；術(shù)前橫軸位T2壓脂像顯示患者為髕骨外側(cè)脫位，滑車溝較淺，且伴髕骨內(nèi)側(cè)區(qū)及股骨外側(cè)髁局限性骨髓水腫，關(guān)節(jié)囊腔積液；矢狀位T1加權(quán)序列測量術(shù)前、術(shù)后Insall-Salvati指數(shù)分別為1.2、1.4，表示髕骨高位；橫軸位T2壓脂像，測量TT-TG間距線段4為20.9 mm，為TT-TG間距增寬；術(shù)后橫軸位T2壓脂像顯示髕股關(guān)節(jié)對合良好(圖1)。

2.4.2 非接觸性ACL撕裂典型病例 患者，男，18歲，左膝關(guān)節(jié)外傷2天就診。其MRI表現(xiàn)為：橫軸位T2壓脂像顯示股骨滑車間溝較淺，屬于滑車發(fā)育不良A型；矢狀位T1加權(quán)序列示Insall-Salvati指數(shù)為1.1，表示髕骨位置正常。矢狀位及冠狀位PD壓脂像分別顯示術(shù)前前交叉韌帶撕裂以及膝關(guān)節(jié)鏡下前交叉韌帶重建術(shù)后(圖2)。

2.4.3 對照組(僅關(guān)節(jié)腔少量積液)典型病例 患者，女，31歲，因左膝關(guān)節(jié)疼痛10余天就診。其MRI表現(xiàn)為：橫軸位T2壓脂像顯示股骨滑車發(fā)育正常，關(guān)節(jié)腔內(nèi)少量積液；矢狀位T1加權(quán)序列顯示Insall-Salvati指數(shù)為1.1，表示髕骨位置正常；冠狀位PD壓脂像顯示前交叉韌帶走行連續(xù)，未見異常信號，關(guān)節(jié)腔內(nèi)少量積液(圖3)。

3 討論

急性LPD是膝關(guān)節(jié)常見損傷，尤其好發(fā)于活動較多的年輕人，約占青少年急性膝關(guān)節(jié)損傷積血的25%～31.3%[1,18]。K?hlitz等[2]研究表明，股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距增寬、髕骨高位被認(rèn)為是導(dǎo)致LPD的三大解剖因素。Zhang等[3]研究表明，重度股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距過寬、髕骨高位、輕度股骨滑車發(fā)育不良是導(dǎo)致髕骨復(fù)發(fā)性脫位前四大危險因素，其風(fēng)險比分別為18.9、12.7、8.4、7.2。本研究中的急性LPD病例組中重度股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距過寬、髕骨高位、輕度股骨滑車發(fā)育不良分別有18例(36.7%)、21例(42.9%)、27例(55.1%)、20例(40.8%)，此四者陽性例數(shù)均明顯高于非接觸性ACL撕裂組和正常對照組，亦提示髕股關(guān)節(jié)三大因素是導(dǎo)致LPD的解剖因素，與K?hlitz 、Zhang等研究結(jié)果基本一致。

ACL損傷雖是膝關(guān)節(jié)最常見的損傷，但與導(dǎo)致LPD的解剖學(xué)因素研究相比，導(dǎo)致ACL損傷的定性解剖學(xué)危險因素研究相對較少。在此三大解剖學(xué)因素中，研究相對稍多的是髕骨高度，但仍存在較大的爭議。Lin等[19]研究表明ACL撕裂者Insall-Salvati指數(shù)低于正常者，而孫百勝等[10]、任瑞等[20]研究表明，ACL撕裂者之髕骨高度高于正常者。本研究表明，ACL撕裂者之Insall-Salvati指數(shù)高于正常者，與孫百勝等研究結(jié)果基本一致。另外，本研究表明，LPD者Insall-Salvati指數(shù)亦高于ACL撕裂者。與非髕骨高位者相比，髕骨高位者髕骨滑動進(jìn)入股骨滑車凹槽常需要更長的滑動距離和膝關(guān)節(jié)更大的屈曲角度，同時髕骨-股骨溝間的有效接觸面積小，在膝關(guān)節(jié)淺屈曲角度下髕骨穩(wěn)定性將降低從而更易于導(dǎo)致LPD。

A. 冠狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像；B. 矢狀位T1加權(quán)序列示術(shù)前Insall-Salvati指數(shù)；C. 矢狀位T1加權(quán)序列示術(shù)后Insall-Salvati指數(shù)；D. 術(shù)前橫軸位T2壓脂像；E. 術(shù)前橫軸位T2壓脂像測量TT-TG間距線段4；F. 術(shù)后橫軸位T2壓脂像。

A. 橫軸位T2壓脂像；B. 矢狀位T1加權(quán)序列示Insall-Salvati指數(shù)；C. 術(shù)前矢狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像；D. 術(shù)后矢狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像；E. 術(shù)前冠狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像；F. 術(shù)后冠狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像。

A. 橫軸位T2壓脂像；B. 矢狀位T1加權(quán)序列示Insall-Salvati指數(shù)；C. 冠狀位快速自旋回波質(zhì)子密度加權(quán)壓脂像。

股骨滑車形態(tài)是影響髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的重要因素，股骨滑車溝的角度和深度的異常常導(dǎo)致髕骨運動軌跡的異常，從而導(dǎo)致LPD。Zhang等[3]研究表明，重度股骨滑車發(fā)育不良、輕度股骨滑車發(fā)育不良者較股骨滑車發(fā)育正常者發(fā)生復(fù)發(fā)性LPD的風(fēng)險比分別是18.9、7.2。在本研究LPD組中，重度股骨滑車發(fā)育不良、輕度股骨滑車發(fā)育不良者分別有18例(36.7%)、20例(40.8%)，在三大解剖因素中所占比例最高，明顯高于非接觸性ACL撕裂組和正常對照組，亦提示股骨滑車發(fā)育不良是導(dǎo)致LPD的最主要的解剖因素。雖然股骨滑車發(fā)育不良者由于股骨滑車的扁平甚至凸起而導(dǎo)致股骨滑車容易發(fā)生外旋，致使脛骨平臺的相對內(nèi)旋和前移較明顯，在相同作用力下相對易于導(dǎo)致ACL撕裂，但由于股骨滑車外側(cè)面的扁平或凸起更易于導(dǎo)致髕骨外側(cè)移位，同時內(nèi)側(cè)髕股韌帶的穩(wěn)定力度和抗撕裂強度也遠(yuǎn)小于ACL，所以在相同軸向壓力和旋轉(zhuǎn)角度下，更易于致使LPD從而促使病人膝關(guān)節(jié)自發(fā)性、保護(hù)性停止過度旋轉(zhuǎn)而避免了ACL損傷。本研究非接觸性ACL撕裂組中，雖然輕度股骨滑車發(fā)育不良、重度股骨滑車發(fā)育不良者均略高于正常對照組，但二者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與紀(jì)丙軍等[9]研究并不一致。本研究分析這與非接觸性ACL撕裂者的損傷機制和外側(cè)脛骨平臺后傾角相關(guān)，在非接觸性ACL損傷瞬間，膝關(guān)節(jié)以脛骨內(nèi)側(cè)平臺為支點進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，脛骨外側(cè)平臺傾斜角越大，則軸向壓力更容易導(dǎo)致受損者的股骨外側(cè)髁向脛骨外側(cè)平臺的后側(cè)移動，而股骨的相對外旋會導(dǎo)致脛骨平臺的相對內(nèi)旋并前移，在同樣的外力作用下，外側(cè)平臺后傾角越大則導(dǎo)致ACL承受的牽拉力更大，從而導(dǎo)致其損傷。雖然部分研究表明股骨髁間窩寬度狹窄者也容易導(dǎo)致ACL損傷[21-22]，但現(xiàn)階段尚未進(jìn)行深入研究并與部分研究結(jié)論間存在爭議[23-24]。因此，盡管股骨滑車發(fā)育不良者較股骨滑車發(fā)育正常者相對易于發(fā)生ACL損傷，但二者間尚無統(tǒng)計學(xué)差異。

TT-TG間距增大也是導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)的重要解剖因素，脛骨結(jié)節(jié)的位置是髕骨下外側(cè)力矢量的關(guān)鍵，正常的脛骨結(jié)節(jié)位置，能在膝關(guān)節(jié)彎曲時向下引導(dǎo)力矢量，而脛骨結(jié)節(jié)過度側(cè)向化，則髕骨在膝關(guān)節(jié)屈曲時會被外側(cè)向拉動而導(dǎo)致其脫位。因此，脛骨結(jié)節(jié)的過度側(cè)向位移亦即TT-TG間距過寬也是導(dǎo)致LPD的危險因素，在本研究LPD組的TT-TG間距增大發(fā)生例數(shù)也明顯高于非接觸性ACL撕裂組和正常對照組。非接觸性ACL撕裂者之TT-TG間距高于正常者[8,11]。本研究亦提示，非接觸性ACL撕裂組中TT-TG增寬發(fā)生例數(shù)略高于正常對照組。本研究分析認(rèn)為，在固定股四頭肌力量的情況下，TT-TG間距越大，則脛骨的內(nèi)旋程度越大，增加脛骨的前向剪切力，致使ACL承受更大的張力而損傷，但現(xiàn)階段僅對非接觸性ACL損傷者的TT-TG間距進(jìn)行了定量分析而未進(jìn)行定性分析。與股四頭肌、髕腱、脛骨平移和旋轉(zhuǎn)有關(guān)的生物力學(xué)因素似乎是非接觸性ACL損傷的關(guān)鍵因素[25-26]，但它們與TT-TG間距過寬的關(guān)系還尚不清楚，因此在本研究中二者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

綜上所述，急性LPD者、非接觸性ACL撕裂者與對照組人群間股骨滑車發(fā)育情況、髕骨位置、TT-TG間距三大MRI參數(shù)存在顯著差異。股骨滑車發(fā)育不良、TT-TG間距過長與非接觸性ACL撕裂傷無相關(guān)性，但髕骨高位與非接觸性ACL撕裂具有一定的相關(guān)性，髕骨高位可以作為非接觸性ACL損傷的一個危險解剖指標(biāo)。