MRI及多層螺旋CT在測量股骨扭轉角中的應用價值

任燦權，汪林剛，凌楨，張海峰，馮波

·論 著·

MRI及多層螺旋CT在測量股骨扭轉角中的應用價值

任燦權，汪林剛，凌楨，張海峰，馮波

杭州市第九人民醫院放射科，浙江杭州 311225

分析磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）及多層螺旋計算機斷層掃描（computed tomography，CT）在測量股骨扭轉角中的應用價值。選取2019年1月至2022年6月于杭州市第九人民醫院接受骨盆MRI及CT檢查的髖關節疼痛患者51例（65髖）為研究對象。采用MRI與多層螺旋CT的4種常用測量方法評估股骨扭轉角，分析其可重復性及一致性，并比較4種參考軸之間股骨扭轉角的差異。MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角觀察者間與觀察者內的組內相關系數（intra-class correlation coefficient，ICC）均≥0.97。MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的差值均數在0.23°～1.11°之間，MRI與多層螺旋CT不同水平股骨近端參考軸測量所得的股骨扭轉角比較差異均無統計學意義（>0.05）。大轉子參考軸觀察者間ICC差異在1個標準差內的占比為72.31%（47/65），股骨頸參考軸為87.69%（57/65），股骨頸基部參考軸為67.69%（44/65），小轉子參考軸為78.46%（51/65）。MRI與多層螺旋CT不同水平股骨近端參考軸評估股骨扭轉角的一致性和可重復性差別不大，但MRI無輻射，可減少患者有效輻射劑量。此外，不同水平近端參考軸可直接影響股骨扭轉角的測量結果。

磁共振成像；計算機斷層掃描；股骨扭轉角；影像診斷

股骨扭轉是指股骨頸相對于股骨干的旋轉，股骨扭轉角減小可導致股骨外旋，股骨扭轉角增大可導致股骨內旋[1]。同時，扭轉畸形可能會對關節鏡下髖關節手術結果產生負面影響，并可能是復發性髖部疼痛的根源[2]。股骨旋轉截骨術可糾正異常扭轉畸形，但股骨截骨術屬侵入性操作，在技術上有一定挑戰，增加術前計劃復雜性[3-4]。以往在適合實施保留髖關節手術的患者中應常規測量股骨扭轉角，特別是實施全髖關節置換術的患者[5]。目前用于測量股骨扭轉角的方法較多，但因定義股骨近端參考軸的解剖學界標有所不同，直接影響股骨扭轉角測量結果，且較少有研究比較磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、計算機斷層掃描（computed tomography，CT）的股骨扭轉角測量結果[6]。本研究主要分析MRI及多層螺旋CT在測量股骨扭轉角中的應用價值，現將結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月至2022年6月于杭州市第九人民醫院接受骨盆MRI及CT檢查的髖關節疼痛患者51例（65髖）為研究對象。納入標準：①疼痛癥狀持續3個月及以上；②年齡不限；③無MRI及CT檢查禁忌證。排除標準：①MRI及CT掃描影像不清晰；②依從性差、不配合檢查者；③合并精神疾病、認知功能障礙。其中男20例，女31例；年齡12～35歲，平均（19.29±5.40）歲；髖關節狀況：髖臼撞擊綜合征36髖，髖關節發育不良20髖，其他9髖；髖關節外翻23髖；既往髖關節手術失敗后接受MRI及CT檢查者20例（26髖）。本研究獲得杭州市第九人民醫院倫理委員會批準（倫理審批號：研倫第2022-009），所有患者均簽署知情同意書。

1.2 MRI檢查方法

采用美國通用電氣公司的1.5T超導MRI進行檢查，髖部成像采用體部相控陣線圈，膝關節成像采用脊柱矩陣線圈。患者檢查前去除所有金屬附屬物，保持仰臥位，雙腳并攏，膝蓋伸直。為評估股骨扭轉角，采用下述參數執行T2加權渦輪自旋回波序列：重復時間/回波時間為5000/69；48節；截面厚度5mm；翻轉角123°；視場380mm；矩陣384×384；脂肪抑制覆蓋骨盆和小轉子；股骨遠端采集時間為112s。然后采用T1加權的渦輪自旋回波序列覆蓋，參數如下：重復時間/回波時間為640/18；30節；截面厚度為5mm；翻轉角280°；視場3000mm，矩陣320×320；采集時間為63s。

1.3 CT檢查方法

采用美國通用電氣公司64排螺旋CT進行檢查，患者定位與MRI相似，視野包括髖臼頂至小轉子，第二次掃描覆蓋股骨遠端髁部。CT參數設置如下：準直64×0.5mm；螺距2.85；旋轉時間250ms。使用基于衰減的自動管電流調制（四維實時劑量自動調節技術，參考值40mA）以降低劑量，獲取重建層厚為5mm的圖像測量股骨扭轉角。

1.4 圖像分析

由具有6年髖關節影像診斷經驗的放射科副主任醫師及1年髖關節影像診斷經驗的醫生各1名分別對MRI與CT檢查圖像進行分析，并選擇不同水平的股骨近端參考軸測量股骨扭轉角：大轉子（股骨頭中心與大轉子的最近端相連，見圖1）、股骨頸（股骨頭中心在前后皮質平行延伸的位置與股骨頸軸相連，見圖2）、股骨頸基部（股骨頭中心在股骨頸基部與大轉子的中點相連，見圖3）及小轉子（股骨頭中心與股骨頸基點的中點高于小轉子的位置相連，見圖4），除大轉子水平外，其余方法均基于疊加圖像測量；間隔2周后再次安排同樣的2名醫生進行分析與測量。

圖1 大轉子參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

圖2 股骨頸參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

圖3 股骨頸基部參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

圖4 小轉子參考軸

A.MRI圖像；B.CT圖像

1.5 統計學方法

采用SPSS 23.0軟件處理數據。使用組內相關系數（intra-class correlation coefficient，ICC）評估觀察者間和觀察者內的可重復性，不同測量方法的一致性采用Bland-Altman圖檢驗；測量方法之間的比較采用方差分析，然后進行兩配對樣本檢驗，其中Bonferroni校正用于多次比較。檢驗水準α=0.05，<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的重復性

MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角觀察者間與觀察者內的ICC均≥0.97，說明可重復性極高，見表1。

表1 MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的重復性

2.2 MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的測量值比較

MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的差值均數在0.23°～1.11°之間，MRI與多層螺旋CT不同水平股骨近端參考軸測量所得的股骨扭轉角比較差異均無統計學意義（>0.05），見表2。

表2 MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的測量值比較（，°）

2.3 MRI與多層螺旋CT用于評估股骨扭轉角的一致性

大轉子參考軸觀察者間ICC差異在1個標準差內（±3.6°）的占比為72.31%（47/65），股骨頸參考軸觀察者間ICC差異在1個標準差內（±4.8°）的占比為87.69%（57/65），股骨頸基部參考軸觀察者間ICC差異在1個標準差內（±3.4°）的占比為67.69%（44/65），小轉子參考軸觀察者間ICC差異在1個標準差內（±3.3°）的占比為78.46%（51/65），見圖5。

3 討論

臨床中年輕患者行髖關節保留手術通常需要反復接受放射線成像檢查，因此電離輻射已成為一個值得重視的問題[7]。《電離輻射防護與輻射源安全基本標準 GB 18871–2002》規定：普通人群平均有效輻射劑量限值為1mSv/年[8]。研究報道髖關節手術前后CT檢查所受到的有效輻射劑量為10.71～10.78mSv[9]。因此術前常規接受髖關節MRI檢查可能是降低有效輻射劑量的最佳選擇，但大多數骨科醫生仍依靠CT來測量股骨扭轉角，MRI測量的準確性仍存在爭議[10-11]。

Botser等[12]采用MRI與CT對129個髖關節股骨扭轉角進行測量，發現MRI的系統偏差為28.9°，認為兩種檢查結果不可替換，MRI檢查中患者不同的定位導致這種差異（包括不糾正腿部旋轉、測量方法不同等），但該研究并沒有描述是否依次執行骨盆和膝蓋的掃描序列以最小化腿部意外旋轉。Beebe等[13]采用軸向傾斜MRI和軸向CT掃描測量股骨扭轉角并進行對比，發現其平均差為26.5°，這些差異可能是CT與MRI中應用的圖像方向不同所致。Sutter等[15]也證實從軸向傾斜圖像獲取的測量結果不能反映真實的解剖學測量結果。相比之下，本研究使用常規MRI掃描協議和4種方法中任何一種來標準化患者定位，結果發現MRI與CT測量的股骨扭轉角差異在0.23°～1.11°之間，MRI和多層螺旋CT之間的差異較小，且處于每種測量方法相應的ICC變化范圍之內，因此這些差異不具備臨床相關性。同時，本研究通過Bland-Altman分析圖證實MRI與多層螺旋CT不同參考軸用于測量股骨扭轉角的一致性。另外，本研究發現不同參考軸測量結果差異較大，其中MRI的最大值為28.31°，CT的最大值為28.97°，均為小轉子參考軸。值得注意的是，該值遠遠大于文獻所描述的正常股骨扭轉角（15°），可能與該文獻中所用參考軸與本研究不同有關[11]。提示保持同一種測量方法并確定其股骨扭轉角正常值對防止誤診和手術計劃錯誤的重要性。

本研究雖然從可重復性、一致性方面證實MRI與多層螺旋CT評估股骨扭轉角的價值，但仍具有局限性：①為回顧性研究，沒有設立無癥狀的對照組為每種測量方法建立參考值；②本研究發現不同測量方法在可重復性和一致性方面具有可比性，因此無法單獨推薦一種用作測量股骨扭轉角的方法。但根據尸體解剖研究，以小轉子作為標志可最大限度反映股骨扭轉情況[16]。同時有研究表明，與更多近端測量方法相比，以小轉子為參考軸能更準確地評估股骨扭轉角過高的股骨扭轉[6]；③因為硬件設備等各種原因限制，本研究并未納入更多股骨扭轉角測量方法，后續可在條件允許時繼續深入研究；④本研究未納入計劃行全髖關節置換術的老年骨關節炎患者，此類患者不同股骨扭轉角測量方式下所得結果是否存在差異有待求證。

圖5 MRI與多層螺旋CT用于測量股骨扭轉角的Bland-Altman分析圖

A.大轉子參考軸；B.股骨頸參考軸；C.股骨頸基部參考軸；D.小轉子參考軸

綜上，在不同水平股骨近端參考軸測量股骨扭轉角方面，MRI顯示出與CT的高度一致性且具有較好的可重復性。此外，不同水平近端參考軸可直接影響股骨扭轉角測量結果，臨床中放射科醫生應報告所采用的測量方法并保持方法一致性，加強與醫生間的交流，防止誤診和手術計劃錯誤。

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Application value of MRI and multislice spiral CT in measuring femoral torsion angle

Department of Radiology, Hangzhou Ninth People’s Hospital, Hangzhou 311225, Zhejiang, China

To analyze the application value of magnetic resonance imaging (MRI) and multislice spiral computed tomography (CT) in measuring femoral torsion angle.From January 2019 to June 2022, 51 patients (65 hips) with hip joint pain who underwent pelvic MRI and CT examinations in Hangzhou Ninth People’s Hospital were selected as the study objects. Four commonly used measurement methods of MRI and multislice spiral CT were used to evaluate the femoral torsion angle, analyze its repeatability and consistency, and compare the difference of femoral torsion angle between four horizontal proximal femoral reference axes.The interobserver and intraobserver intra-class correlation coefficient (ICC) of MRI and multislice spiral CT for evaluating femoral torsion angle was ≥0.97. The mean difference between MRI and multislice spiral CT for evaluating femoral torsion angle ranged from 0.23° to 1.11°. There was no significant difference between the femoral torsion angle measured by MRI and multislice spiral CT at different levels of proximal femoral reference axis (>0.05). The ICC difference between observers of the greater trochanter reference axis accounted for 72.31% (47/65) within 1 standard deviation, the reference axis of the femoral neck was 87.69% (57/65), the reference axis of the femoral neck base was 67.69% (44/65), and the reference axis of the lesser trochanter was 78.46% (51/65).The consistency and repeatability of the proximal femoral reference axis at different levels of MRI and multislice spiral CT used to evaluate the femoral torsion angle have little difference, but MRI has no radiation, which can reduce the effective radiation dose. In addition, different levels of proximal reference axis can directly affect the measurement results of femoral torsion angle.

Magnetic resonance imaging; Computed tomography; Femoral torsion angle; Imaging diagnosis

R445

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.19.008

（2022–10–16）

（2023–06–15）

杭州市醫藥衛生科技項目（A20220386）

任燦權，電子信箱：baikaishui20221015@163.com