髕骨脫位股骨滑車溝覆蓋角的研究

李明，蔣振營，劉玉強，劉寧*

(1.鄭州市骨科醫院運動醫學科，河南 鄭州 450000；2.鄭州市第一人民醫院運動醫學科，河南 鄭州 450000)

髕骨脫位與多種因素相關[1]，如滑車發育不良、髕骨高度、髕骨傾斜、脛骨結節-滑車溝距離(tibial tubercle-trochlear groove distance，TT-TG)、骨骺未閉等[2-6]。通過多種參數的測量可以明確髕骨脫位患者存在何種解剖結構的異常，評估脫位復發的概率[7]，指導臨床治療。在DR及軸位CT上評估髕骨脫位的參數，包括滑車溝角、滑車深度、TT-TG、髕骨接合指數[8]、髕骨傾斜[9]、髕韌帶中點-后交叉韌帶距離、脛骨結節-后交叉韌帶距離[10]等參數。在DR及矢狀位CT上評估髕骨高度等參數，包括Insall-Salvati比值、改良Insall-Salvati比值、Caton-Deschamps指數、Blackburne-Peel和平臺-髕骨角等[11-12]。評估股骨脛骨旋轉異常的參數，包括股骨前傾角、脛骨外偏角、脛骨結節外偏等[13-14]。

盡管用于評估髕骨脫位異常指標的參數測量很多，但權重并不同，對滑車形態及股骨滑車溝等的測量和研究尤其重要。Wang等[15]的研究顯示早期髕骨半脫位或脫位可導致股骨滑車不典型增生或變平；Yang等[16]研究顯示髕骨脫位會導致股骨滑車溝發育異常，且會發生滑車溝下軟骨和軟骨下骨小梁的重塑。因此對股骨滑車的研究非常重要。但目前關于股骨滑車溝的研究仍集中在軸位(滑車溝深淺、髕骨與股骨滑車溝對位關系)，矢狀位我們僅對髕骨的高度進行了評估[8-12，17-18]，并沒有研究對髕骨脫位患者的滑車溝的長度及其在股骨滑車上覆蓋的范圍進行研究。本研究通過對股骨滑車溝覆蓋角的研究，希望對股骨滑車的研究更全面，以指導臨床，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 研究組 納入標準：(1)2018年1月至2020年12月鄭州市骨科醫院運動醫學科診治的髕骨脫位患者；(2)已行膝關節CT檢查，有完整的DICOM格式CT數據可用于三維CT重建；(3)初次出現髕骨脫位；(4)隨訪資料完整。排除標準：(1)固定性髕骨脫位和先天性髕骨脫位等原因造成的滑車位置異常；(2)影像學CT資料未作或不完整，無法進行CT重建；(3)外傷、手術等原因造成的髕骨骨折，創傷性關節炎、肌腱損傷、游離體等造成的滑車形態改變；(4)嚴重的骨關節炎；(5)失訪。

研究組共納入106例患者，其中男55例，女51例；年齡9～47歲，平均(21.81±6.358)歲；左膝60例，右膝46例。

1.1.2 對照組 納入標準：(1)2018年1月至2020年12月鄭州市骨科醫院運動醫學科診治的前交叉韌帶損傷患者；(2)已行膝關節CT檢查，有完整的DICOM格式CT數據可用于三維CT重建；(3)未發生過髕骨脫位；(4)隨訪資料完整。排除標準：(1)陳舊韌帶損傷，膝關節嚴重失穩；(2)合并髕骨骨折、髕腱斷裂、內側股四頭肌肌腱斷裂等影響髕骨活動軌跡的因素；(3)合并髕股關節不穩；(4)失訪。

對照組共納入31例患者，其中男19例，女12例；年齡15～36歲，平均(24.03±5.58)歲；左膝19例，右膝12例。

1.2 測量方法 對患者進行常規CT平掃(120 KV，125 mA，Rot0.70s/HE+19.4 mm/rot，掃描層厚0.625 mm；圖像尺寸：512×512；FOV：265×265 mm)，提取患者CT數據(0.625 mm Bone)，導入Medical 3D進行三維體積重建(圖1a)。在重建的股骨滑車上標注患者實際的滑車的最近端位置(圖1b)。將膝關節三維重建模型扭轉到純側位后，將CT-Bone序列轉為XAPhilips Fluoro透視序列(圖1c)。本研究引入一個新的概念“股骨滑車溝覆蓋角”來大致評估股骨滑車的覆蓋范圍大小：以股骨髁間窩頂部骨皮質(其切線為Blumensaat線)中心為原點，測量股骨實際滑車溝起點與Blumensaat線中點連線與Blumensaat線的夾角，即為“股骨滑車溝覆蓋角”(圖1d)。分別對兩組的股骨滑車溝覆蓋角及股骨髁間窩頂部骨皮質線長度等參數進行測量。

a 使用DICOM數據重建膝關節三維模型 b 標記實際的滑車溝最近段位置(綠點) c 純側位透視圖上示滑車溝最近段標記位置 d 測量股骨滑車溝覆蓋角

1.3 統計學處理 采用IBM 19.0統計學軟件進行數據分析。計量資料首先使用Kolmogorov-Smirnov檢驗判斷是否符合正態分布，對于符合正態分布的計量資料采用兩獨立樣本t檢驗，部分和正態分布的計量資料采用兩獨立樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗，兩組間計數資料的比較采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

研究組與對照組的側別、性別和年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)；兩組股骨髁間窩頂部骨皮質線長度比較差異無統計學意義(P>0.05)；研究組股骨滑車溝覆蓋角度明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩組相關數據比較

3 討 論

股骨滑車發育不良是髕骨脫位的重要因素之一[19]。目前針對股骨滑車的研究主要集中在滑車溝深度、滑車溝角、滑車與髕骨對位關系上，這些參數在軸位上很好的評估了滑車的形態[20]。本研究引入“股骨滑車溝覆蓋角”的概念來評估股骨滑車溝在矢狀位上的覆蓋范圍。股骨滑車溝的形態并非一成不變。有研究發現，當發生髕骨脫位后，股骨滑車溝會做出適當的形態改變以適應脫位或半脫位的髕骨[15-16，21]，如滑車形態的改變及TT-TG的改變等[22]。本研究中，研究組股骨滑車溝覆蓋角明顯大于對照組，這可能是由于髕骨脫位患者多合并高位髕骨造成的股骨滑車溝覆蓋范圍更大。股骨滑車溝覆蓋角的增大，可能預示著在膝關節屈曲的初期髕骨和滑車之間的接合增多[18]，對于維持髕股關節的穩定性非常重要，這可能是髕股不穩患者為適應不穩定的髕股關節做出的適應性改變[15-16，21]。而股骨髁間窩頂部骨皮質線長度并無明顯差異，表明股骨髁間窩頂部骨皮質線長度并不影響股骨滑車溝覆蓋角的測量。

股骨滑車溝覆蓋角的測量有利于滑車成形術的開展和手術方案的制定。髕骨脫位的治療非常復雜，術前均需要對髕骨脫位八大危險因素(髕骨傾斜、脛骨結節外偏、高位髕骨、股骨前傾、脛骨外旋、膝外翻、股骨滑車發育異常及膝過伸)進行評估[23]，根據不同危險因素選擇內側髕股韌帶重建、截骨矯形等術式[24-25]。Frosch等[26]將髕股關節不穩分為五型，認為對于4型伴有嚴重滑車發育不良的髕股關節不穩應首選滑車成形術，必要時輔助軟組織及骨性處理程序。多個研究顯示恰當的滑車成形術可以得到良好的臨床效果[27-30]。盡管滑車成形術是糾正滑車發育不良和解決髕股不穩定非常有效的方法，但其風險性也極大，術前必須通過全面的病史和體格檢查以及詳細的影像學測量選擇合適的適應癥。一方面，股骨滑車溝覆蓋角的測量可以術前精準滑車溝的覆蓋范圍；另一方面，本研究提示在進行滑車成形時可考慮適當擴大成形范圍，擴大股骨滑車溝覆蓋角，增加屈膝初期髕骨與股骨滑車接合，提高髕股關節穩定性。

本研究采用了3D三維重建的方式標注和測量股骨滑車溝覆蓋角。DR純側位片可以觀察到整個滑車的平面形態，但這種形態可能復合了原始股骨滑車形態及髕骨脫位或手術干預后因適應造成的滑車形態的改變[31-32]，因此并不準確。膝關節三維CT掃描評估股骨滑車發育不良能夠獲得良好的敏感性及特異性，與膝關節側位X線片評估方法所得結果無顯著差異[33]。CT影像技術能夠提供更簡便、安全的評估途徑，本研究通過CT三維重建標注后測量股骨滑車溝覆蓋角更為準確。

本研究也存在不足：考慮CT的放射性，本研究對照組選取的是完成了三維重建的前交叉韌帶損傷患者，可能會對研究結果產生影響；另外，髕骨脫位患者的年齡集中在青壯年，對于年齡是否會引起股骨滑車溝覆蓋角的改變未做進一步研究。

綜上所述，股骨滑車溝覆蓋角能很好地評估矢狀位三維CT上股骨滑車的覆蓋范圍。在滑車成型的過程中，應當適度考慮髕骨脫位患者滑車溝覆蓋角的問題，適當擴大滑車覆蓋角度，可能更有利于防止髕骨脫位復發。