CT三維重建評價成人髕股關節穩定性與前交叉韌帶斷裂關系

周 巍， 張立波， 付笛語， 卑貴光， 李玉澤， 王俊人， 董 佳， 劉欣偉

北部戰區總醫院 1.放射診斷科；2.軍人門診；3.骨科，遼寧 沈陽 110016;4.大連醫科大學，遼寧 大連 116044

髕股關節有3項重要的骨性解剖(發育異常則為膝關節損傷的危險因素)，包括脛骨結節-股骨滑車溝(tibial tubercle-femoral trochlear groove，TT-TG)間距、髕骨位置及股骨滑車形態[1]。髕股關節不穩常導致反復性髕骨脫位/半脫位，髕骨軟骨及股骨滑車軟骨損傷，最終導致骨性關節炎，韌帶及肌腱損傷等。其中，前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷是最常見和最具破壞性的膝關節損傷之一。ACL損傷導致運動模式及能力的改變，可能使未來10～15年內出現創傷后骨性關節炎的風險高達80%，特別是在伴隨半月板損傷的情況下[2]。影像學研究常對某一項異常指標單獨分析，較少對以上3種指標聯合測量及分析，且多應用磁共振成像進行評估，較少應用CT三維重建進行測量及對比。ACL損傷本質上不是單一平面的應力過大，而是涉及脛股關節3個解剖平面的應力過載，脛骨前部的剪切力、膝關節外翻和脛骨內旋在內等多平面聯合載荷[3]。本研究通過CT三維重建影像學資料，分析成人ACL斷裂與髕股關節穩定性相關指標的關系，并為臨床診治ACL損傷提供參考依據。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取自2019年5月至2022年5月北部戰區總醫院骨科收治的120例成年ACL斷裂患者為ACL斷裂組；另選取120例有膝關節不適、經檢查未發現ACL損傷的患者為ACL正常組。納入標準：兩組患者均因膝關節疼痛或腫脹就診，ACL斷裂組CT檢查顯示ACL完全斷裂，ACL正常組CT檢查顯示ACL無損傷。排除標準：骨性關節炎；骨腫瘤；成像質量不佳；膝關節過度外旋、內旋；骨折；有膝關節手術史及治療史。ACL正常組中，男性71例，女性49例；平均年齡(41.53±10.79)歲；平均體質量(68.06±7.57)kg。ACL斷裂組中，男性64例，女性56例；平均年齡(40.49±11.15)歲；平均體質量(70.10±8.76)kg。兩組患者的一般資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經醫院倫理委員會批準。所有患者均對本研究知情同意。

1.2 研究方法 所有患者均采用O度位(膝關節伸直位)，采用飛利浦256排螺旋CT機，電流20 mA，電壓120 kV，層厚2.0 mm，連續掃描，薄層重建0.5 mm。掃描范圍從股骨滑車，經髕骨至脛骨結節為止。所有圖像及后處理均由2名有經驗的高年資影像科醫師測量及評估，所有數值均測量2次，中間間隔7 d，記錄平均值。兩名醫師對研究內容均不知情。具體測量方法：(1)髕骨高度比為髕下到脛骨粗隆附著點與髕骨最長徑的比值，即髕腱長度/髕骨長度(insall-salvati，IS)。見圖1。(2)滑車外側傾斜角度為通過外側滑車軟骨下平面與股骨髁后部的連線之間形成的角度。見圖2。(3)采用雙圖像融合測量TT-TG間距，在出現完整軟骨滑車上確定最低點，確定在髕腱內外側連線中垂線與脛骨結節前端的交點，圖像重合，交點至股骨后髁的垂線距離即為TT-TG間距。見圖3。(4)滑車溝角為股骨髁內外側最高點與髁間溝最低點的連線夾角。見圖4。

1.3 觀察指標 比較兩組患者的TT-TG間距過寬(TT-TG>15 mm)、髕骨高位(IS值>1.2)及股骨滑車發育不良[滑車溝角(138°±6°)檢出率的差異，以及TT-TG、IS值、滑車鉤角的平均值。

2 結果

ACL斷裂組中，TT-TG間距過寬46例(38.3%)，髕骨高位39例(32.5%)，股骨滑車發育不良27例(22.5%)。ACL正常組中，TT-TG間距過寬13例(10.8%)，髕骨高位9例(7.5%)，股骨滑車發育不良14例(11.7%)。ACL斷裂組的TT-TG間距過寬、髕骨高位、股骨滑車發育不良患者比例均高于ACL正常組，差異有統計學意義(P<0.05)。ACL斷裂組的TT-TG間距、IS值、滑車溝角均高于ACL正常組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組TT-TG間距、IS值、滑車溝角比數

3 討論

TT-TG是判斷髕骨外偏程度最常用的指標之一，也是制定手術方案的重要參考依據。O度位CT橫截面測量TT-TG間距已成為臨床攝片的“金標準”[4]。TT-TG間距>15 mm會導致髕骨不穩[5]。高位髕骨以及股骨滑車發育不良均是股髕關節不穩的影響因素[6]。本研究結果顯示，ACL斷裂組的TT-TG間距、IS值、滑車溝角均高于ACL正常組，差異均有統計學意義(P<0.05)，提示ACL斷裂組患者的髕骨位置較高，股骨滑車發育不良及TT-TG間距加大與ACL斷裂具有一定關系。股髕關節動態穩定結構是以股四頭肌為主，股內外側肌為輔的相互協作、制約，共同形成髕股關節的動態穩定。靜態穩定結構主要由髕骨內側、外側支持帶組成。內側髕支持帶限制髕骨向外側移位，外側橫韌帶(位于髕骨外側支持帶深層)限制髕骨向內側移位，該解剖關系被打破，可導致髕骨關節不穩[7-8]。ACL是一種致密的結締組織，含有豐富的膠原纖維和少量的纖維間基質以及變形的成纖維細胞。膠原纖維束主要提供韌帶的高剛度，彈性蛋白含量通常約為總韌帶重量的1%，并提供組織的彈性恢復。在外力作用下，ACL膠原纖維斷裂，應力降低，最終導致韌帶斷裂。ACL的極限張力在600～2 300 N之間變化[9]。與髕骨位置正常者比較，髕骨高位者需要更高的膝關節屈曲度，才能使髕骨與滑車接觸，當膝關節扭曲、外翻、內翻、屈曲及伸直時，股骨和脛骨間相對短暫的平移會增加，以防止股骨髁與髕骨間產生額外的接觸應力，導致ACL承受更大的壓力，從而增加其斷裂的概率[10-11]。本研究的優勢是將影響股髕關節穩定性的3項重要指標進行綜合測量及分析，且樣本量較大，結果客觀真實。既往有研究提出，IS值>1.2即為髕骨高位[12-13]。本研究結果顯示，ACL斷裂組IS值稍增大，約1.25，可能與ACL斷裂組為ACL完全斷裂、髕骨移位增加有關。滑車發育不良可導致股骨遠端失去正常弧形凹陷，髁間切跡狹窄，滑車溝角度改變。本研究結果顯示，ACL斷裂組滑車溝角度明顯加大，提示滑車發育不良，會增加ACL重建后激發早期骨關節炎的風險[14-15]。

綜上所述，TT-TG間距過寬、髕骨高位、股骨滑車發育不良可導致髕骨關節穩定性發生改變，是ACL斷裂的危險因素。因此，對于有髕骨高位伴或不伴滑車發育不良的人群，在運動中，都更容易造成ACL損傷甚至斷裂，應注意觀察上述高危人群，盡量減少傷害的發生或降低損傷程度。