MRI 測量正常成人距骨關節面軟骨的厚度

保超宇 ，潘斯學 ，何光雄 ，夏吉良 ，陳 帥 ，向俊宜

（1）云南中醫藥大學第一附屬醫院/云南省中醫醫院骨科，云南 昆明 650021；2）云南中醫藥大學第一臨床醫學院，云南 昆明 650500）

隨著影像學學科的飛速發展，通過對影像技術的靈活運用可以對骨骼表面軟骨進行更好的觀察和測量，其中超聲與MRI 可對軟骨進行測量[1-2]。二者無輻射，安全無害，但大量影像循證醫學研究表明MRI 在真實軟骨測量準確性方面好于超聲，是間接觀察軟骨的最佳選擇[3]。隨著MRI 檢查手段和系統的不斷升級，可以很好的利用其對關節軟骨損傷和病變檢測，1.5T 磁共振T1WI TSE 成像技術可以測量出真實的軟骨厚度[4]。對于踝關節損傷患者，除了考慮骨折和韌帶損傷，軟骨的損傷也逐漸得到骨科醫生的關注，許多研究表明軟骨厚度通常小于2 mm，然而軟骨厚度也會因地方、性別、和個體的不同而表現出很大的差異[5]。因此對距骨軟骨厚度測量將幫助骨科醫生預測需要修復的軟骨量，并以合理的成本進行治療，而不會過度侵犯患者，在距骨解剖假體的設計過程中也要考慮軟骨存在[6-8]。Giannicola等[9]研究發現軟骨厚度分布與骨骼長短、粗細均不相關，即我們不能簡單從骨骼CT 和X 光片顯像中預測出軟骨厚度。當前國內尚未有對距骨關節面軟骨厚度測量的相關文獻報道，因此應用MRI 測量成人正常距骨表面軟骨厚度，構建國內成人正常距骨表面軟骨厚度參數勢在必行。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年01 月至2021 年11 月在云南省中醫醫院MRI 室行檢查的踝關節無關節炎、無外傷史的成人100 例，其中男性、女性各50 例，年齡18～60 歲，中位年齡37 歲，簽署知情同意告知書，對踝關節進行掃描，如實記錄體重、身高與年齡。已通過醫院倫理委員會審批。

1.2 儀器與方法

使用荷蘭飛利浦1.5T 磁共振儀。掃描線圈：SENSE-FLEX-M-COIL，C1-COIL，C3-COIL，T/R HEAD COIL KNEE/FOOT COIL。掃描序列：冠狀位T1WI TSE，矢狀位T2WI TSE，矩陣512×512，FOV 16 cm，層厚為3 mm，層距為1 mm。掃描體位：取仰臥位，足部先進，沙袋固定足部于中立位。

1.3 測量方法

選擇在冠狀位通過距骨關節面中垂線的矢狀位圖像作為測量圖像，以脛距關節面前、中、后3 個點作為測量點，各測量點垂直于相應的關節面，測量軟骨厚度為關節軟骨低信號的垂直高度，得出軟骨厚度a、b、c（圖1）。所有圖片均放大3 倍，由3 名骨科醫師獨立分別完成3 個測量點測量，每個點取3 者所得平均值作為最終結果，測量精度為0.01 mm。

圖1 距骨軟骨厚度的MRI 測量Fig.1 MRI measurement of talus cartilage thickness

軟骨測量點的選擇：選擇在冠狀位通過距骨關節面中垂線的矢狀位圖像作為測量圖像，以脛距關節面前、中、后3 個點作為測量點，各測量點垂直于相應的關節面，測量軟骨厚度為關節軟骨低信號的垂直高度，得出軟骨厚度a、b、c。

1.4 統計學處理

采用SPSS25.0 統計學軟件包進行統計學分析，基本描述正態分布計量資料采用均數據±標準差表示，正態分布計量資料兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，相關性分析采用Pearson 相關性分析，P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 性別與前、中、后距骨關節面軟骨厚度的關系

男性前、中、后距骨關節面軟骨厚度分別為（1.00±0.18）mm、（1.40±0.21）mm、（0.87±0.18）mm；女性前、中、后距骨關節面軟骨厚度分別為（0.96±0.19）mm、（1.29±0.20）mm、（0.86±0.15）mm；男性和女性距骨前、后關節軟骨面厚度差異無統計學意義（P＞0.05），距骨中關節面軟骨厚度，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 男、女性各指標比較Tab.1 Comparison of male and female indicators

2.2 身高、體重、年齡與距骨前、中、后關節面軟骨厚度的關系

男性與女性年齡差異無統計學意義（P＞0.05），男性身高、體重均大于女性，差異有統計學意義（P＜0.05），考慮為男女差異。經Pearson 相關性分析男、女性身高、體重、年齡與距骨前、中、后關節面軟骨厚度均無相關性（P＞0.05），見表2、表3、表4。

表2 身高與各指標相關性分析Tab.2 Correlation analysis between height and various indexes

表3 體重與各指標相關性分析Tab.3 Correlation analysis between body weight and various indexes

表4 年齡與各指標相關性分析Tab.4 Correlation analysis between age and various indicators

3 討論

在磁共振成像中使用各同向性體素進行厚度測量，來自各同向性體素的MRI 數據結果表明，在關節間隙寬度和軟骨厚度的測量值的位置準確測量軟骨厚度是體素大小的2 倍或更大是科學合理的，因此本研究所有測量圖像均放大3 倍；通過與3 個模型、5 個正常尸體髖部標本和9 個骨關節炎患者的實驗結果進行比較，驗證了該模擬方法的有效性。MRI 提供了軟骨和軟骨下骨厚度的良好表征，支持其在骨軟骨結構和改變的研究和臨床診斷中的應用[10-11]，也正是如此為本研究MRI 測量軟骨厚度提供了研究基礎。

雖然超聲與MRI 可對軟骨進行測量，二者無輻射，安全無害，超聲可以作為評估股骨中、后股骨區域相對軟骨厚度的可行臨床工具。然而，在軟骨厚度＜2 mm 時，超聲在相關測量值之間的絕對一致性較差，由于更多的基于MRI 測量，超聲測量的絕對有效性受到同行質疑[12]。而CT 需要通過造影技術對軟骨進行測量，有創且輻射大，不適于對人體進行研究，但動物研究可考慮CT造影技術；目前來說，相對于超聲、CT 測量軟骨厚度，MRI 測量更為準確、安全、敏感，因此本研究選擇了MRI 測量。

近年來關節軟骨損傷越來越受到骨科醫生所關注，距骨軟骨面損傷是踝關節最常見的軟骨損傷[13]，主要表現為踝部腫痛、關節異物感、活動受限，多見于青壯年男性。X 線片是踝關節扭傷后需拍攝的常規影像學檢查，以前是距骨軟骨面損傷的主要診斷依據，但X 線片會忽略50%以上的軟骨病變。MRI 敏感度高，可清晰顯示距骨軟骨病變、骨髓水腫范圍，是軟骨損傷最佳無創檢查[14]；關節軟骨損傷的患者日益受到重視，準確的診斷軟骨損傷顯得更為重要，而X 線片誤診率較高，并不利于疾病的診療，因此目前MRI 檢查更有意義。當然，本研究只是起了一個拋磚引玉的作用，而且由于各方面的原因存在一定的局限性，本研究納入的樣本量有限，研究的還不夠深入，由于選擇健康志愿者進行檢查成本高，實施難度大，本研究對象根據病情需要選擇踝關節無關節炎、無外傷史的門診就診成人，節約成本，也能代表正常距骨軟骨厚度，下一步將對運動前后、踝關節損傷后距骨軟骨厚度的變化進行探索，希望更多的學者加入進一步更加全面的研究。

通過MRI 對距骨表面軟骨厚度測量研究發現，成人后距骨表面軟骨厚度趨于穩定，與身高、體重、年齡均無相關性，負重區距骨軟骨厚度明顯大于非負重區，且負重區軟骨厚度男性大于女性。展望未來，對于這一現象相信隨著影像學學科的不斷前進，筆者能更好的對不同區域的軟骨進行更深入的研究。