齊 萌,王 穎,葉 穎,吳文灝
(1.廣東省中醫(yī)院影像科,廣東 廣州510006;2.中山大學(xué)附屬第五醫(yī)院放射科,廣東 珠海519000)
股骨髁間窩是股骨下端的重要解剖結(jié)構(gòu),其形態(tài)及大小可能與前交叉韌帶撞擊綜合征、前交叉韌帶損傷[1-2]及骨性關(guān)節(jié)炎的疼痛和活動(dòng)受限[3]有關(guān)。MRI是精確測量膝關(guān)節(jié)軟組織結(jié)構(gòu)和骨組織結(jié)構(gòu)的重要手段,其對(duì)髁間窩的測量可以基本替代解剖測量[4-5]。以往認(rèn)為髁間窩形態(tài)在成年以后不會(huì)發(fā)生變化,但有報(bào)道[6]顯示髁間窩可能有隨年齡變小的趨勢。本文在MR圖像上測量不同年齡組正常人膝關(guān)節(jié)髁間窩的高度及寬度,觀察其變化趨勢,并為探討相關(guān)疾病的發(fā)生機(jī)制提供依據(jù)。
1.1 一般資料 選擇2008年3月~2010年8月間成年受試者150例(共150膝),其中男71例,女79例,年齡20~87歲。納入標(biāo)準(zhǔn)為:①臨床無膝關(guān)節(jié)不適,無膝關(guān)節(jié)外傷及或手術(shù)史;②膝關(guān)節(jié)X線平片檢查正常;③膝關(guān)節(jié)MRI檢查正常。將納入受試者按年齡分為3組:青年組,20~29歲,共50例,其中男25例,女25例;中年組,30~49歲,共50例,其中男25例,女25例;老年組,≥50歲,共50例,其中男21例,女29例。
1.2 儀器與方法
1.2.1 MRI掃描 采用西門子63SP 1.5 T 及3.0 T MAGNETOM Trio Ti m MR成像儀行膝關(guān)節(jié)掃描。使用專用膝關(guān)節(jié)相控陣表面線圈,采取仰臥位,膝關(guān)節(jié)伸直內(nèi)旋15°,髕骨下緣位于線圈中心。掃描序列及參數(shù)分別為:1.5 T矢狀面SE序列T1WI,TR 450 ms,TE 11 ms;冠狀位 T2WI,TR 2 700 ms,TE 92 ms;FOV 200 mm×200 mm,層厚3 mm,層間距0.3 mm。3.0 T 矢狀面SE序列 T1WI,TR 450 ms,TE 11 ms;冠狀位 T2WI,TR 4 000 ms,TE 111 ms;FOV 180 mm×180 mm,層厚3 mm,層間距0.6 mm。
1.2.2 圖像測量及數(shù)據(jù)采集 髁間窩寬度及高度的測量參考 Wada[7]及鄧軍等[8]的方法,即在冠狀位T2WI顯示髁間窩最完整層面上,髁間窩頂皮質(zhì)外緣至雙側(cè)后髁皮質(zhì)外緣連線的垂直距離為髁間窩的高度;髁間窩1/2高度處內(nèi)外側(cè)髁皮質(zhì)外緣的橫徑為髁間窩的寬度。所有測量均在MRI工作站原始圖像上進(jìn)行(見圖1)。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。使用Person檢驗(yàn)進(jìn)行髁間窩寬度、高度與年齡的相關(guān)分析;各年齡組之間的比較使用oneway-ANOVA[9];性別間比較使用兩樣本之間的t檢驗(yàn)。雙側(cè)P值<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 髁間窩寬度 青年組、中年組、老年組髁間窩寬度與年齡之間有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.000,r=-0.455)。3組組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=18.343,P<0.000);青年組與中年組、青年組與老年組、中年組與老年組之間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003,P<0.000,P=0.003)。青年組男女之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.038,P=0.313);中年組男女之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.361,P=0.551);老年組男女之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.027,P=0.316)。各組男女髁間窩寬度測量值見表1。
表1 健康成年人不同年齡階段髁間窩寬度 l/mm
2.2 髁間窩高度 青年組、中年組、老年組髁間窩高度與年齡之間有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.000,r=-0.378)。3組組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=13.094,P<0.000);青年組與中年組、青年組與老年組、中年組與老年組之間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003,P<0.000,P=0.045)。青年組男女之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.082,P=0.776);中年組男女之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.753,P=0.390);老年組男女之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.993,P=0.324)。各組男女髁間窩高度測量值見表2。男性各年齡組髁間窩 MRI冠狀位圖像,見圖2~4;女性各年齡組髁間窩MRI冠狀位圖像,見圖5~7。
表2 健康成年人不同年齡階段髁間窩高度 l/mm
股骨髁間窩是股骨下端重要的解剖結(jié)構(gòu),是股骨內(nèi)側(cè)髁及外側(cè)髁之間的深凹,其內(nèi)外側(cè)壁及頂壁均為骨性結(jié)構(gòu),作為腘窩之底,此處皮質(zhì)厚而粗糙。其內(nèi)容納前后交叉韌帶,當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲90°時(shí),股骨髁間窩的外形大致像一倒置的“U”形;當(dāng)膝關(guān)節(jié)完全伸直時(shí),股骨髁間窩的空間剛好納入前交叉韌帶前下部進(jìn)入髁間窩內(nèi),其形態(tài)大小完全匹配。當(dāng)髁間窩狹窄,即髁間窩容積變小時(shí),可在膝關(guān)節(jié)伸直位時(shí)造成前交叉韌帶磨損,導(dǎo)致前交叉韌帶撞擊征[1],引起前交叉韌帶的損傷甚至斷裂,產(chǎn)生關(guān)節(jié)屈伸疼痛、活動(dòng)受限、關(guān)節(jié)不穩(wěn)等癥狀。
髁間窩寬度及高度的測量可以反映髁間窩容積的大小,也是目前國內(nèi)外文獻(xiàn)中最常用的測量徑線[7-8]。MRI具有良好的軟組織分辨力,可以清楚顯示膝關(guān)節(jié)諸結(jié)構(gòu),對(duì)其圖像的測量與解剖測量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[10-11],即基本可以代替解剖學(xué)測量,同時(shí)MRI檢查具有無輻射、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn),是測量健康人群膝關(guān)節(jié)髁間窩大小的理想工具。
本研究顯示,健康成年人髁間窩寬度、高度有隨年齡增長而變小的趨勢,這一結(jié)果與Murshed等[6]的研究結(jié)果一致,隨著年齡增長,股骨內(nèi)外側(cè)髁隨著受力次數(shù)的增加而造成的骨質(zhì)代償性增生硬化可以導(dǎo)致髁間窩變窄。Murshed等還得出髁間窩內(nèi)外側(cè)髁寬度與年齡均有負(fù)相關(guān)性,分析其原因可能是由于年齡增大導(dǎo)致鈣質(zhì)代謝活躍、鈣質(zhì)缺乏及骨質(zhì)疏松。這一結(jié)論可能會(huì)為臨床進(jìn)行膝關(guān)節(jié)相關(guān)手術(shù)時(shí)提供數(shù)據(jù)參考,即不同年齡段髁間窩的大小可能本身就存在差異,在術(shù)前及術(shù)后評(píng)估時(shí)應(yīng)注意到這種差異。
有研究[12-13]顯示,骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率隨年齡增長而增加,結(jié)合本文研究結(jié)論,健康成年人髁間窩隨著年齡增長而關(guān)節(jié)逐漸變窄,這就更容易造成前交叉韌帶的損傷,從而引起關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)對(duì)合改變,引起前交叉韌帶撞擊、進(jìn)而導(dǎo)致前交叉韌帶進(jìn)一步損傷甚至撕裂;同時(shí)也因異常的受力點(diǎn)引起軟骨的磨損,骨贅形成,從而導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎[10]。嚴(yán)重骨關(guān)節(jié)炎患者的髁間窩比輕度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者及正常人狹窄[14],而髁間窩骨贅的嚴(yán)重程度與膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)腔室退變程度密切相關(guān)。因此,骨關(guān)節(jié)炎隨年齡增長發(fā)病率增加,這可能與健康成年人髁間窩寬度、高度本身就有隨年齡增長而變小的趨勢有關(guān)。
本研究顯示,男女髁間窩大小之間差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這與部分學(xué)者[15-18]的研究結(jié)論一致,但Chandrashekar[19]使用人體標(biāo)本測量髁間窩大小顯示健康女性髁間窩比男性要小,并指出女性前交叉韌帶損傷的發(fā)生率明顯較男性高。分析其原因可能與研究對(duì)象的納入標(biāo)準(zhǔn)、年齡選擇及測量方法不盡相同有關(guān)。這也提示髁間窩形態(tài)之外的原因可能會(huì)更直接影響膝關(guān)節(jié)病變?cè)诓煌詣e的發(fā)病率。
總之,MRI檢查可以準(zhǔn)確測量髁間窩形態(tài),健康成年人髁間窩寬度、高度與年齡呈顯著負(fù)相關(guān),即有隨年齡增長逐漸變窄的趨勢,這一結(jié)論可能會(huì)為臨床行膝關(guān)節(jié)相關(guān)手術(shù)提供數(shù)據(jù)參考。另外,結(jié)合髁間窩越窄越容易引起前交叉韌帶損傷、進(jìn)而導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎這一結(jié)論,可以從生理學(xué)角度解釋骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率隨年齡增長而增加的原因。同年齡段健康男女成年人髁間窩大小差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這提示髁間窩形態(tài)之外的原因可能會(huì)更直接影響膝關(guān)節(jié)病變?cè)诓煌詣e的發(fā)病率。
圖1 膝關(guān)節(jié)髁間窩寬度及高度測量。ab示內(nèi)外側(cè)髁下份皮質(zhì)外緣連線;cd示髁間窩高度,為髁間窩頂至ab的垂線;ef示髁間窩寬度,為髁間窩高度1/2處ab的平行線 圖2 男,26歲,髁間窩寬度22.32 mm,高度35.23 mm 圖3男,35歲,髁間窩寬度20.32 mm,高度25.00 mm 圖4 男,57歲,髁間窩寬度20.44 mm,高度24.51 mm 圖5 女,22歲,髁間窩寬度21.26 mm,高度33.40 mm圖6 女,46歲,髁間窩寬度20.17 mm,高度26.87 mm 圖7 女,71歲,髁間窩寬度14.77 mm,高度20.04 mm
[1]劉浩江,劉安慶,張世權(quán),等 .股骨髁間窩狹窄的臨床研究[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2005,20(5):297-298.
[2]孫笑非,阮狄克,邱強(qiáng),等 .關(guān)節(jié)鏡術(shù)診斷與治療退行性股骨髁間窩前交叉韌帶撞擊癥[J].骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2000,15(4):264-265.
[3]Shel bour ne KD,Kerr B.The relationship of femoral intercondylar notch widt h to height,weight,and sex in patients wit h intact anterior cruciate ligaments[J].Am J Knee Surg,2001,14:92-96.
[4]Odensten M,Gillquist J.Functional anato my of t he anterior cr uciate ligament and a rationale f or reconstr uction[J].J Bone Joint Surg Am,1985,67:257-262.
[5]Muneta T,Takakuda K,Ya ma moto H.Intercondylar notch widt h and its relation to t he configuration and cr oss-sectional area of the anterior cruciate ligament.A cadaveric knee study[J].Am J Sports Med,1997,25:69-72.
[6]Murshed KA,Cicekcibasi AE,Karabacako?lu A,et al.Dista femur mor pho metry:a gender and bilateral co mparative study using magnetic resonance i maging [J].Surg Radiol Anat,2005,27:108-112.
[7]Wada M,Tatsuo H,Baba H,et al.Femoral intercondylar notch measurements in osteoarthritic knees[J].Rheumatology,1999,38:554-558.
[8]鄧軍,梁碧玲,陳建宇,等 .股骨髁間窩和前交叉韌帶斷面的3 D TSE MRI測量[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2009,24(7):589-591.
[9]Ki m HK,Laor T,Shire NJ,et al.Anteiror and posterior cruciate liga ments at different patient ages:MR i maging findings[J].Radiology,2008,247:826-835.
[10]Anderson AF,Anderson CN,Gor man T M,et al.Radiographhic measurements of the intercondylar notch:are they accurate[J].Art hroscopy,2007,23:261-268.
[11]Herzog RJ,Silli man JF,Hutton K,et al.Measurements of t he intercondylar notch by plain fil m radiography and magnetic resonance i maging[J].Am J Sports Med,1994,22:204-210.
[12]李寧華,張耀南,張毅,等 .國內(nèi)六大行政區(qū)域六城市中老年人群膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患病危險(xiǎn)因素比較[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2007,11(39):7 758-7 760.
[13]湯敏生,彭偉雄,江笑娥,等 .廣州市荔灣區(qū)社區(qū)居民癥狀性骨關(guān)節(jié)炎患病情況調(diào)查[J].廣東醫(yī)學(xué),2007,9(28):1 506-1 509.
[14]Shepstone L,Rogers J,Kir wan JR,et al.Shape of the intercon-dylar notch of t he hu man femur:a bilateral co mparison of osteoarthritic and non-osteoarthritic bones from a skeletal sample[J].Ann Rheu m Dis,2001,60:968-973.
[15]Charlton WP,St John TA,Ciccotti MG,et al.Differences in femoral notch anat o my bet ween men and wo men:a magnetic resonance i maging study [J].The American Jour nal of Sport Medicine,2002,3:329-333.
[16]Teitz CC,Lind BK,Sacks BM.Sy mmetry of t he femoral notch widt h index[J].Am J Sport Med,1997,25:687-690.
[17]La Prade RF,Bur nett QM.Femoral intercondylar notch stenosis and correlation to anterior cr uciate liga ment injuries:a pr ospective study[J].Am J Sport Med,1944,22:364-371.
[18]張志強(qiáng),衛(wèi)小春,任步芳 .股骨髁間窩寬度的放射學(xué)測量[J].中華放射學(xué)雜志,2003,37(12):1 140-1 142.
[19]Chandrashekar N,Slauter beck J,Hashemi J.Sex-based differences in t he art hr opo metric characteristics of t he anterior cr uciate liga ment and its relation to intercondylar notch geo metr y:a cadaveric study[J].Am J Sport Med,2005,33:1942-1498.