正常成年人股骨遠端關節軟骨厚度的超聲測量

薛利芳，王元利，盧艷麗，

牛琳琳2，毛軍2，劉艷華2，蔣嵐2

1.北京大學人民醫院 超聲科，北京100044；2.北京市隆福醫院 超聲科，北京 100010

近年來，應用高頻超聲評價軟骨厚度和軟骨損傷成為新的研究熱點，是一種準確可行的評估膝關節軟骨厚度的檢查方法[1-7]。但是，有關正常膝關節軟骨厚度的正常參考值報道較少，軟骨厚度的測量點尚未統一。大量研究主要集中在軟骨厚度與體重、身高等因素的關系[8]。本研究旨在通過超聲測量膝關節股骨遠端關節軟骨厚度，為建立股骨遠端關節軟骨厚度的正常參考值奠定基礎。

1 資料和方法

1.1 臨床資料

2013年4~10月，采用簡單隨機抽樣方法，選擇180例20~38歲的志愿者作為研究對象。其中男性82例，平均年齡31歲；女性98例，平均年齡29歲。

入選健康志愿者需具備以下條件：① 無膝關節畸形；② 無膝關節外傷史、疾病史及手術史；③ 無下肢病變史及相關遺傳病史；④ 超聲檢查前2月內無膝關節疼痛等不適。對志愿者的關節軟骨全面掃查，若發現任何區域出現軟骨表面毛糙、內部回聲不均、局部輪廓改變等情況，即排除該志愿者。

1.2 測量原理

“關節囊-軟骨-骨”在聲像圖上可形成“高-低-高”的3層結構。測量高回聲線間的距離即可知軟骨的厚度，見圖1。

圖1 軟骨厚度的測量方法

1.3 儀器與方法

采用Philips iU22和日立HI VISION Avius彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率5~12 MHz。

選用儀器內置肌骨條件，采用膝關節極度屈曲體位，探頭置于股骨遠端關節面前方，做系列橫斷掃查，全面觀察軟骨，選取橫斷清晰的優質圖像，凍結圖像，測量3點處軟骨厚度。部分受試者由于不能采取膝關節極度屈曲體位，橫斷顯示關節軟骨相對困難，可采用縱斷替代橫斷進行測量。具體測量點為內側髁、髁間溝和外側髁；內、外側髁選擇最隆起處或距軟骨內、外緣約為5 mm處測量，髁間溝選擇最凹陷處測量。

1.4 圖像納入標準

選取邊界清晰，表面光滑，內部回聲均勻、呈低回聲的圖像。

1.5 數據分析

采用SPSS 20.0統計軟件進行處理，測量數據為計量資料，用均數±標準差（±s）表示。數據之間采用t檢驗進行比較，以P<0.05為差異有統計學意義。參考值范圍采用百分位法（P2.5和P97.5）進行計算。

2 結果

在本研究中，當膝關節采取極度屈曲體位時，關節軟骨顯示率為100%，即所有受試者的膝關節軟骨均能清晰顯示，隨機抽取的180例子名志愿者中，排除關節軟骨內超聲回聲不均或圖像表面欠光滑的8名女性志愿者和7名男性志愿者。實際樣本共計165例，其中男性健康志愿者75例，女性健康志愿者90例。

經比較，男女兩組膝關節外髁面關節軟骨厚度平均值均大于內髁面，差異有顯著意義（P＜0.05），見表1。

表1 股骨內髁與股骨外髁關節面軟骨厚度比較（±s，mm）

表1 股骨內髁與股骨外髁關節面軟骨厚度比較（±s，mm）

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經比較，左、右膝關節軟骨厚度平均值差異無顯著意義（P＞0.05），見表2。

表2 左、右膝關節軟骨厚度比較（±s，mm）

表2 左、右膝關節軟骨厚度比較（±s，mm）

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比較男、女志愿者的軟骨厚度，結果表明，男性膝關節軟骨厚度的平均值大于女性，差異有顯著意義（P＜0.05），見表3。

表3 男性與女性股骨關節面軟骨厚度比較（±s，mm）

表3 男性與女性股骨關節面軟骨厚度比較（±s，mm）

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經計算，男、女性股骨遠端關節軟骨厚度各點測值的95%參考值范圍，見表4。

表4 正常成年男、女性股骨遠端關節軟骨厚度各點測值的95%參考值范圍（mm）

3 討論

膝關節軟骨損傷在臨床上較為常見，以往認為，由于關節軟骨沒有血供、無淋巴引流、無神經支配，且軟骨細胞是高度分化的組織細胞，其分裂能力非常有限，軟骨細胞一旦損傷就很難修復[9-10]。隨著醫療技術手段的不斷提高，軟骨損傷后很難修復的概念正在顛覆，軟骨損傷后修復技術水平日益提高，臨床對軟骨損傷早期診斷的需求也越來越重要。然而，評價軟骨損傷的方法有限，常規傳統X線檢查不能直接顯示軟骨，而是通過關節間隙變窄間接說明晚期軟骨病變。MRI雖然能夠通過抑脂技術很好地顯示軟骨，但由于設備和技術要求高且價格昂貴，因此臨床普及應用相對困難。關節鏡是評價關節軟骨的金標準，但屬于有創性檢查，不適合作為常規檢查手段。本研究以正常成年人為研究對象，通過超聲測量關節軟骨特定點的厚度，為關節軟骨厚度正常參考值的建立及軟骨疾病的診斷與動態評估提供借鑒。

人和動物從出生到骨骼發育成熟的過程中，關節軟骨隨著年齡增長發生變化[11]。一般來說，人類在18歲時軟骨發育趨于成熟，此時軟骨厚度相對恒定，受身高、體重影響較小。而過度肥胖容易使膝關節負荷過重或不當。另外，各種代謝性疾病和營養不良均可導致膝關節軟骨變薄或發生病變。根據年齡、體重、疾病等影響因素，將20~38歲作為志愿者入選的年齡標準。

本研究的結果表明，膝關節股骨遠端關節軟骨厚度在不同的區域測量值不同。髁間溝軟骨厚度平均值大于內髁面和外髁面，股骨外髁軟骨厚度平均值大于股骨內髁。根據人體膝關節受力分布，內髁面受力最大，髁間溝受力最小。因此，推測軟骨厚度與受力成反比。Ozlem等[12]采用超聲技術對多囊卵巢綜合癥的膝關節股骨遠端軟骨厚度進行測量，正常對照組年齡范圍為（24.8±4.2）歲，共計60個女性膝關節，其膝關節股骨內側髁、髁間溝及外側髁軟骨厚度分別為（0.18±0.03）cm、（0.16±0.02）cm、（0.17±0.02）cm，測量值與本文結果基本一致；該研究結果表明，左、右膝關節測量值無差異，與本研究也一致。內側髁與外側髁軟骨厚度無差異，與本文不一致；這可能與選擇的測量位點和年齡分布有關，因此，還需進一步完善研究方案，分析基于超聲方法的膝關節軟骨厚度分布特征。

左、右膝關節軟骨厚度比較無顯著性意義，根據軟骨厚度與受力成反比的理論推測，正常健康人左、右膝關節受力均衡。男、女膝關節軟骨厚度比較有顯著性差異，男性膝關節軟骨厚度大于女性，這與孫英彩等[13]采用MRI測量正常人膝關節軟骨厚度的結果一致。孫英彩認為，正常人膝關節不同區域軟骨厚度不同，男性軟骨厚度大于女性，16歲以后軟骨厚度與年齡、身高和體重不相關，15歲前呈負相關。但多數學者認為，軟骨厚度隨年齡增加而變薄。本文研究對象年齡為20~38歲，其正常參考值范圍與MRI測量的正常值范圍基本一致。

本研究認為，超聲不僅可用于膝關節軟骨特性的聲學評價，還可對其軟骨厚度進行定量測量。由于股骨遠端軟骨為透明軟骨，當體位恰當時，超聲波可以穿透并成像顯示，聲像圖表現為帶樣無回聲覆蓋在骨表面。當膝關節處于極度屈曲體位時，由于關節軟骨被關節囊覆蓋，關節軟骨聲像圖表現為表面高回聲的關節囊和強回聲的軟骨下骨表面之間的無回聲帶，關節軟骨的厚度即關節囊與軟骨下骨板間的無回聲帶的距離。由于膝關節各個部位的軟骨厚度不同，未來研究需要對測量位點進行明確規定。

本研究以正常成年人為研究對象，通過超聲測量關節軟骨特定點的厚度，為關節軟骨厚度正常參考值的建立及軟骨疾病的診斷與動態評估提供借鑒。

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