吴志钢 张雁伟 李 静 胡东跃

(北京积水潭医院，1 放射科，2 心内科，北京市 100035，E-mail：wuzhigang5004@126.com)

论著·临床研究

MRI横断面定量测定指标对髌骨关节不稳的诊断价值

吴志钢1张雁伟1李 静1胡东跃2

(北京积水潭医院，1 放射科，2 心内科，北京市 100035，E-mail：wuzhigang5004@126.com)

目的 探讨MRI横断面定量测定指标对髌骨关节不稳的诊断价值。方法 回顾性分析髌骨关节不稳患者32例(髌骨关节不稳组)和正常人42例(对照组)的MRI影像学资料。两组均采取仰卧位及双膝完全伸直进行MRI检查，扫描范围均为右侧全膝关节。MRI图像的测量指标包括股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度、股骨滑车与胫骨结节间的水平距离(TTTG)。结果 两组股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度结果比较，差异有统计学意义(P<0.05)，但是两组TTTG结果比较，差异无统计学意义(P>0.05)。股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度和TTTG的ROC曲线下面积分别为0.954、0.955、0.943、0.922、0.971、0.521；股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度诊断界值分别为54%、15°、5 mm、16°、3 mm，敏感度为91.3%、85.2%、91.5%、83.1%、79.1%，特异度分别为91.4%、97.5%、88.4%、90.1%、100%。结论 在行膝关节伸直位MRI检查时，股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度对髌骨关节不稳的诊断价值较高。

髌骨关节不稳；磁共振成像；定量测量；诊断界值；特异度；灵敏度

髌骨关节不稳在青少年中常见，多由于髌骨位置异常、股骨髁发育不良、髌腱外移、肌腱或韧带异常等因素导致[1-2]。长期的髌骨关节不稳易导致髌骨关节脱位、异常髌骨倾斜、韧带损伤、髌骨撞击、髌骨关节退变等。目前对于髌骨关节不稳的影像学检查包括X线、CT、MRI等。但是由于X线及CT对其确诊价值较低，在临床中一般只作为参考，确诊仍依靠关节镜检查[3-4]。近几年来随着MRI的不断发展，其逐渐被应用于进行定量测量，目前对髌骨关节不稳的测量包括股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度以及股骨滑车与胫骨结节间的水平距离(tibial tuberosity-trochlear groove distance，TTTG)6个指标，这在髌骨关节不稳的确诊中起着重要作用[5-7]。但是目前对以上指标在该病中的诊断价值仍存在不同意见。本文对比分析正常人群和髌骨关节不稳患者的上述6项测量指标，旨在评价其对髌骨关节不稳的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析2011年5月至2014年5月在我院就诊的髌骨关节不稳患者32例的影像学资料。其中男性8例，女性24例，年龄18～40(26.3±7.2)岁，病损部位均为右膝。纳入标准：(1)术前行关节镜检查证实为髌骨关节不稳患者；(2)≥1次髌骨关节脱位；(3)临床体格检查：恐惧征、研磨试验阳性。排除标准：(1)韧带及半月板损伤者；(2)X线证实有其他骨性病变者，如骨性关节炎、类风湿性关节炎等。在我院职工及实习医师中招募42名志愿者作为对照组，其中男性16例，女性26例，年龄18～20(18.5±1.2)岁，均以右膝为研究部位。纳入标准：(1)平时均无膝关节不适症状；(2)无膝关节病史；(3)膝关节体格检查无阳性体征。两组的性别、年龄比较，差异无统计学意义(P<0.05)。

1.2 检查方法 所有研究对象采取仰卧位，双膝完全伸直，采用Close Discovery MR750 3.0T MRI机(德国Siemens)。扫描范围为全膝关节，扫描层厚3 mm，层间距4 mm，视野(field of view，FOV)160 mm×160 mm，激励次数2次。扫描序列分别为矢状位和横断位。矢状位：采用自旋回波T1加权成像(spin-echo T1-weighted imaging，SET1WI)序列，重复时间(repetition time，TR)450 ms，回波时间(echo time，TE)13 ms。横断位：采用快速自旋回波质子密度加权像(fast spin-echo proton density weighted image，FSE PDWI)序列，TR 2 300 ms，TE 26 ms。

1.3 各项指标的测量 所有图像均由2名资深影像学医师分别独立测量完成。测量的内容包括：(1)横断面选取：定经过髁间窝中部的横断面(相当于后交叉韧带髁间窝止点水平)，以股骨内、外后髁连线为参照线，并将此线显示于同一序列的其他横断面图像中。(2)股骨滑车面对称性：为内侧滑车面长度/外侧滑车面长度。(3)股骨滑车深度：(股骨外侧滑车最凸点+内侧滑车最凸点至D的垂直距离)/2-滑车沟最凹点。(4)股骨外侧滑车倾斜度：股骨外侧滑车面与股骨内、外髁连线的夹角。(5)髌骨倾斜角：髌骨长轴与股骨内、外后髁连线的夹角。(6)髌骨外移度：定内侧滑车最凸点，经此点引股骨内、外后髁连线(参照线A)的垂线定髌骨内侧软骨边缘点，经此点引B的平行线，即股骨内、外后髁连线的垂线C。C与B的水平距离在B内侧，为负值；反之，则为正。(7)TTTG：确定滑车沟软骨下骨板的最凹点，经此点引股骨内、外后髁连线(参照线A)的垂线B，确定胫骨结节的最凸点，经此点引股骨内、外后髁连线的垂线C，B′线为B线的投影线，C与B′的水平距离即为TTTG。见图1～6。

1.4 统计学分析 采用SPSS 17.0软件进行统计学分析，服从正态分布的计量资料以(x±s)表示，采用t检验或方差分析，非正态分布的计量资料以中位数表示，进行u检验。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线计算各项测量指标的诊断界值、敏感度、特异度及ROC曲线下面积。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组各项指标结果比较 两组股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度结果比较，差异有统计学意义(P<0.05)。两组TTTG比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 髌骨不稳组和对照组各项指标结果比较(x±s)

2.2 各项指标诊断效能比较 由于TTTG ROC曲线下面积仅为0.521，故未计算其诊断界值、敏感度和特异度。股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度诊断界值分别为54%、15°、5 mm、16°、3 mm，其中股骨滑车面对称性的敏感度及特异度均90%。见表2。

图1 测量参考线 图2 髌骨倾斜角测量 图3 髌骨外移度测量

图4 髌骨外移度测量 图5 TTTG测量 图6 TTTG测量

3 讨 论

髌骨关节由髌骨底面、股骨远端及滑车沟构成，股四头肌完全包围髌骨能够提高股四头肌在力学方面的作用。髌骨关节稳定性所依靠的组织与其屈曲角度有关，当其伸直至屈曲30°时，主要依靠周围软组织，而当屈曲角度大于30°时，所依靠的主要因素则变为骨性结构[8-9]。本文主要研究当膝关节处于伸直位时各个指标对于诊断髌骨关节不稳的价值。

本研究显示当膝关节处于伸直位时，髌骨关节不稳组和对照组股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角和髌骨外移度的比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，但两组的TTTG比较，差异无统计学意义(P>0.05)。有文献报道正常人群中TTTG之间的距离平均值为9 mm，当其大于或等于20 mm时才与髌骨关节不稳密切相关[10-12]。我们考虑可能由于入组患者髌骨关节不稳症状较轻，未能达到其诊断临界值，因此髌骨关节不稳患者的TTTG与正常人群无明显差异。本研究对6项指标分别做了ROC曲线分析，结果显示股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度ROC下面积分别为0.954、0.955、0.943、0.922、0.971，均大于0.9，表明其诊断价值均较高，而TTTG下ROC面积仅为0.521，几乎无诊断价值，其原因可能是由于人群中TTTG差异较大，除髌骨关节不稳外其他因素对TTTG的影响也较大。而TTTG对髌骨关节不稳的诊断敏感度较低，可能是两组TTTG无明显差异的最主要原因。

有研究显示股骨滑车发育不良是髌骨关节不稳的独立因素，而TTTG间距、滑车对称性、滑车深度、外侧滑车倾斜度是其量化指标[13-14]。Pfirrmann等[15]通过对39例股骨滑车发育不良患者进行观察，并对其进行MR横断面定量分析，发现当取滑车沟深度小于3 mm时其敏感度和特异度分别为100%和96%。Pfirrmann等[15]所采用的是股胫关节上3 cm作为横断面进行测量，但是本研究采用了更适合我国人群的软骨全覆盖滑车部位作为横断面，同时本研究采用小于5 mm为诊断临界值时，敏感度和特异度分别为91.5%和88.4%，这与Pfirrmann等[15]所得出的结果相似，有部分偏差可能是因为入组患者年龄分布不同。

髌骨倾斜角被证实与髌骨脱位有关，当髌骨倾斜度越大，髌骨发育异常的概率越大。有研究表明当髌骨倾斜角越大时髌骨嵴所受的压力也越大，会导致向内侧面产生移位[16-18]。本研究也发现当诊断界值大于16时，其敏感度和特异度分别为83.1%和90.1%。虽然本文对MRI诊断髌骨关节不稳进行了定量分析，但仍存在较多不足之处，包括：本文所选取患者年龄段较为局限，大部分为青年人；未考虑其他因素对髌骨关节不稳的影响；进行MRI检查时只采取了伸直位，未进行屈膝位及其他体位的分析等。

综上所述，在行膝关节伸直位MRI检查时，股骨滑车面对称性、股骨滑车深度、股骨外侧滑车倾斜度、髌骨倾斜角、髌骨外移度对髌骨关节不稳的诊断价值较高。

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Value of quantitative measurement of transect MRI indices in diagnosis of patellar instability

WUZhi-Gang1,ZHANGYan-Wei1,LIJing1,HUDong-Yue2

(1DepartmentofRadiology,2DepartmentofCardiology,BeijingJishuitanHospital,Beijing100035,China)

Objective To explore the value of quantitative measurement of transect MRI indices in the diagnosis of patellar instability.Methods MRI imaging data of 32 patients with patellar instability (patellar instability group) and 42 healthy individuals(control group) were retrospectively analyzed.Both groups received MRI examination with supine position and double knee extension.The scan range was total right knee joint.The detection indices of MRI images included symmetry of femoral trochlear surface,femoral trochlear depth,tilt angle of lateral femoral trochlea,patellar tilt angle,lateral shift of patella,tibial tuberosity-trochlear groove distance(TTTG).Results There were significant differences in the symmetry of femoral trochlear surface,femoral trochlear depth,tilt angle of lateral femoral trochlea,patellar tilt angle and lateral shift of patella between two groups(P<0.05).But no significant difference in TTTG was found between two groups(P>0.05).The areas under receiver operating characteristic(ROC) curve of the symmetry of femoral trochlear surface,femoral trochlear depth,tilt angle of lateral femoral trochlea,patellar tilt angle,lateral shift of patella and TTTG were 0.954,0.955,0.943,0.922,0.971 and 0.521,respectively.For the symmetry of femoral trochlear surface,femoral trochlear depth,tilt angle of lateral femoral trochlea,patellar tilt angle and lateral shift of patella,the diagnostic threshold values were 54%,15°,5 mm,16° and 3 mm,respectively,the sensitivities were 91.3%,85.2%,91.5%,83.1% and 79.1%,respectively,and the specificities were 91.4%,97.5%,88.4%,90.1% and 100.0%,respectively.Conclusion In MRI examination with knee extension,the symmetry of femoral trochlear surface,femoral trochlear depth,tilt angle of lateral femoral trochlea,patellar tilt angle,and lateral shift of patella are valuable for the diagnosis of patella instability. 【Key words】 Patellar instability,Magnetic resonance imaging,Quantitative measurement,Diagnostic threshold value,Specificity,Sensitivity

吴志钢(1969～)，男，本科，技师，研究方向：骨疾病放射诊断。

R 445.2

A

0253-4304(2016)01-0078-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.01.24

2015-10-27

2015-12-22)