曹慧芳, 李慧明, 劉璐, 楊慧敏

髕骨脫位經(jīng)保守治療后，出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的情況非常常見，文獻(xiàn)報(bào)道其復(fù)發(fā)率為40%～60%[1,2]。這是由于復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)患者其自身髕股關(guān)節(jié)存在一定的解剖異常[3]，因此臨床上需要早期預(yù)測潛在的復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)情況從而調(diào)整治療方式。MRI具有軟組織分辨力高、無電離輻射等優(yōu)勢[4,5]，是目前公認(rèn)的評估髕股線性排列及軟骨解剖最佳的影像學(xué)手段[6,7]。但MRI多用于髕骨脫位的診斷，其是否能用于復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的預(yù)測目前未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本研究以首次髕骨脫位并經(jīng)保守治療后，出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的患者為研究對象，分析其導(dǎo)致復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的影像學(xué)影響因素，并探討預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的MRI測量指標(biāo)，旨在幫助臨床選擇更適合的治療方式來提高髕骨的穩(wěn)定性。

材料與方法

1.研究對象

選擇2016年1月-2019年1月在我院就診并確診為復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的患者80例作為研究對象。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者首次髕骨脫位的原因是直接暴力傷或間接性扭傷；②患者首次髕骨脫位時(shí)僅進(jìn)行了保守治療；③患者首次髕骨脫位時(shí)在我院接受MRI檢查并保留完整影像資料；④首次髕骨脫位至復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的時(shí)間<3年。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：患者有類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎等慢性病史。本研究共納入患者57例(排除23例)并定義為復(fù)發(fā)組，其中男16例，女41例，年齡14～29歲，平均(20.3±5.2)歲，左膝28例，右膝29例；首次髕骨脫位的病因分別為滑倒扭傷20例，跳躍扭傷21例，轉(zhuǎn)體扭傷16例。另選擇2014年1月～2016年1月在我院就診并同樣采取保守治療的髕骨脫位患者60例，均于2019年1月通過電話隨訪得知未出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)，平均隨訪時(shí)間為(3.8±0.4)年，且保留完整的影像學(xué)資料，作為本研究的對照組。對照組60例患者中男16例，女44例，年齡14～27歲，平均(19.5±4.3)歲。復(fù)發(fā)組與對照組患者的年齡、性別比例差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(年齡：t=0.909，P=0.365；性別：χ2=0.029，P=0.865)。所有患者均對本研究知情同意，本研究獲我院倫理委員會批準(zhǔn)。

2.MRI檢查及測量

所有患者均采用Siemens 3.0T SKYRA超導(dǎo)型磁共振成像儀和膝關(guān)節(jié)專用線圈行MRI檢查。矢狀面T1WI掃描參數(shù)：TR 381 ms，TE 8.3 ms，視野150 mm×150 mm，矢狀面脂肪抑制T2WI-FS掃描參數(shù)：TR 3001.36 ms ，TE 62.00 ms,視野170 mm×170 mm，冠狀面質(zhì)子密度加權(quán)成像(proton density weighted image，PDWI)掃描參數(shù)：TR 2830 ms ，TE 45 ms ，視野150 mm×150 mm，橫軸面脂肪抑制T2WI-FS掃描參數(shù)：TR 2890.48 ms ，TE 62.00 ms，視野170 mm×170 mm。以上序列掃描層厚為3 mm，層間距為0.3 mm，矩陣 256×256。患者取仰臥位，囑患者放松下肢同時(shí)膝關(guān)節(jié)伸直外旋5°～10°(或在掃描時(shí)膝關(guān)節(jié)向內(nèi)側(cè)偏 5°～10°)。

導(dǎo)出膝關(guān)節(jié)MRI圖像后使用脫機(jī)軟件進(jìn)行測量，測量指標(biāo)包括髕骨偏移指數(shù)(tibial offset index，BSO)、滑車適合角(trochlear congruence angle，CA)、髕骨傾斜角(patellar tilt angle，PTA)、股骨外側(cè)滑車傾斜角(lateral trochlear inclination，LTI)、股骨滑車面對稱性、滑車溝角度(sulcus angle，SA)、股骨滑車深度、脛骨結(jié)節(jié)-股骨滑車溝距離(tibial tuberosity-trochlear groove distance，TT-TG)、髕韌帶長度與髕骨最長徑之比(Insall-Salvati Ratio，ISR)、髕骨后下緣至脛骨平臺前方距離與髕骨后緣長徑之比(Caton-Deschamps index，C-D)。其中 ISR 和 C-D 在矢狀面PDWI圖像上測量,其余指標(biāo)均在軸面T2WI-FS圖像上測量：①以股骨滑車凹最低點(diǎn)與參考線的垂線平移至髕骨最大橫截面層面中測量BSO(圖1a)；②在股骨滑車凹最低點(diǎn)層面測量CA(圖1b)；經(jīng)髕骨最大橫截面層面測量PTA(圖1c)；③選用滑車近端層面(保證滑車軟骨全覆蓋),以軟骨下骨板作為基線，測量LTI(圖1d)、股骨滑車面對稱性、SA(圖1e)和股骨滑車深度(圖1f)；④分別選取經(jīng)股骨滑車溝最深橫截面(圖1g)及脛骨結(jié)節(jié)最凸點(diǎn)橫截面(圖1h)測量TT-TG距離；⑤髕韌帶長度與髕骨最長徑比值定義為ISR,髕骨后下緣至脛骨平臺前方距離與髕骨后緣長徑比值定義為C-D(圖1i)。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

本研究共納入復(fù)發(fā)組患者57例，對照組患者60例，均通過軟件脫機(jī)分析患者的MRI影像學(xué)資料并進(jìn)行了BSO、CA、PTA、LTI、SA、股骨滑車面對稱性、滑車深度、TT-TG、ISR、C-D等指標(biāo)的測量。

1.復(fù)發(fā)組與對照組的MRI測量指標(biāo)比較

比較復(fù)發(fā)組與對照組的MRI測量指標(biāo)，結(jié)果顯示復(fù)發(fā)組患者的BSO、PTA、LTI、TT-TG和ISR高于對照組，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)；兩組患者的CA、SA、股骨滑車面對稱性、滑車深度和C-D等數(shù)據(jù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05，表1)。

表1 復(fù)發(fā)組與對照組的MRI測量指標(biāo)比較

2.復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的多因素Logistic回歸分析

將兩組比較存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的測量指標(biāo)進(jìn)一步行多因素Logistic回歸分析，以篩選復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的獨(dú)立影響因素，結(jié)果顯示BSO和PTA對復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)無明顯影響，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而LTI(P=0.048)、ISR(P=0.000)和TT-TG(P=0.025)是復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的獨(dú)立影響因素。根據(jù)優(yōu)勢比(odds ratio,OR)值，對復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)影響最大的是ISR(OR=8.512)，其次是LTI和TT-TG(OR分別為1.338、1.322，表2)。

表2 復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)MRI測量的多因素Logistic回歸分析

3.MRI測量指標(biāo)預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的ROC曲線分析

MRI測量指標(biāo)預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的曲線下面積(area under curve，AUC)存在較大差異，ISR預(yù)測的準(zhǔn)確度最高，其AUC達(dá)到0.891，敏感度為100%，但特異度較低(60.00%)。TT-TG和LTI的AUC均低于ISR(表3)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。三項(xiàng)測量指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的準(zhǔn)確度最高(AUC=0.938)，顯著大于三項(xiàng)測量指標(biāo)單獨(dú)預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的AUC(圖2)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)，其擬合方程為logit(P)=-37.681+22.687×ISR+0.339×LTI+0.281×TT-TG；最佳診斷點(diǎn)為0.340，診斷敏感度為91.23%，特異度為83.33%。

表3 MRI測量指標(biāo)預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的ROC曲線分析

注：與聯(lián)合指標(biāo)比較，*P<0.05。

討 論

髕骨脫位的保守治療主要包括股四頭肌鍛煉、繃帶包扎或護(hù)膝保護(hù)，主要針對病情較輕以及拒絕手術(shù)的患者[8,9]，然而由于這類患者往往髕骨關(guān)節(jié)存在一些解剖異常，雖然程度較輕，但也因此容易反復(fù)出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的情況[10,11]。由于反復(fù)的髕骨脫位或半脫位對患者傷害較大，因此臨床上需要能夠早期預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的方法從而及時(shí)調(diào)整治療方式。本研究對比了我院出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)以及首次髕骨脫位后未出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)患者的MRI影像學(xué)資料，試圖從影像學(xué)角度分析復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的影響因素，并從中找出能夠預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的指標(biāo)。

本研究對比了復(fù)發(fā)組與對照組MRI的測量指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)BSO、PTA、LTI、TT-TG和ISR在兩組中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而CA、SA、股骨滑車面對稱性、滑車深度和C-D在兩組中差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。BSO是用于描述髕骨外移程度的主要指標(biāo)，可以用來衡量髕骨軌跡異常，是反映髕骨半脫位的定量指標(biāo)[12]。PTA用于描述髕骨傾斜程度，PTA增大往往是由松弛的內(nèi)側(cè)髕股韌帶和股內(nèi)斜肌導(dǎo)致的。PTA與BSO一樣也可以用于衡量髕骨軌跡異常，但角度不同，PTA是反映髕骨內(nèi)外側(cè)支持力量平衡性的定量指標(biāo)[13]，LTI是用于描述股骨滑車發(fā)育不良的主要指標(biāo)，LTI 過小提示股骨外側(cè)滑車面發(fā)育扁平,伸膝過程中對抗髕骨外移的阻力減弱，會導(dǎo)致髕骨遷移至滑車溝外的危險(xiǎn)性增高[14]。TT-TG是指股骨髁間凹與脛骨結(jié)節(jié)之間的距離，TT-TG增大說明脛骨出現(xiàn)了過度外旋，會導(dǎo)致髕骨外側(cè)脫位，是臨床常用指標(biāo)，TT-TG>20 mm是手術(shù)干預(yù)指征[15]。ISR是描述髕骨位置的主要指標(biāo)，ISR>1.2提示高位髕骨，高位髕骨會導(dǎo)致屈膝時(shí)髕骨移位至滑車溝的距離增加，從而磨損關(guān)節(jié)面下軟骨，是髕骨不穩(wěn)的重要危險(xiǎn)因素之一[16]。

圖1 復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的MRI測量。a)BSO的測量：AB是髕骨橫斷面的最長橫徑，OB是髕骨在股骨滑車凹中線外側(cè)的部分，BSO=OB/AB；b)CA的測量：CA=股骨滑車溝的角平分線D與股骨滑車凹最低點(diǎn)和髕骨嵴最低點(diǎn)連線C的夾角；c)PTA的測量：PTA為髕骨長軸與參考線(以股骨內(nèi)外后髁連線為參考線)的夾角(α)；d)LTI的測量：LTI為股骨外側(cè)滑車面與參考線的夾角(β)；e)股骨滑車面對稱性的測量：股骨滑車面對稱性=內(nèi)側(cè)滑車面長度(m)/外側(cè)滑車面長度(l)；SA的測量：SA=m與l的夾角；f)股骨滑車深度的測量：股骨滑車深度=[股骨外側(cè)滑車最凸點(diǎn)(L1)+股骨內(nèi)側(cè)滑車最凸點(diǎn)(L3)]/2-滑車溝最凹點(diǎn)到參考線的垂直距離(L2)；g)TT-TG的測量：TT-TG=股骨滑車溝最凹點(diǎn)(E)和脛骨結(jié)節(jié)最凸點(diǎn)(F)之間的垂直距離。h)TT-TG的測量；i)ISR的測量：ISR=髕韌帶長度(c)/髕骨最長徑(a)；C-D的測量：C-D=髕骨后下緣至脛骨平臺前方距離(d)/髕骨后緣長徑(b)。

本研究進(jìn)一步分析了復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的影響因素，發(fā)現(xiàn)LTI、ISR和TT-TG是患者初次髕骨脫位后，發(fā)生復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的獨(dú)立影響因素。其中ISR對復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的影響最大(OR=8.512)，說明ISR的細(xì)微變化能夠顯著提高患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。為了分析LTI、ISR和TT-TG預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的準(zhǔn)確性，筆者對LTI、ISR、TT-TG及其三者的聯(lián)合繪制了ROC曲線。結(jié)果顯示ISR確實(shí)是預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)較理想的指標(biāo)，其單獨(dú)預(yù)測的AUC接近0.9，而且敏感度達(dá)100%；說明利用ISR預(yù)測患者是否會出現(xiàn)復(fù)發(fā)不容易出現(xiàn)遺漏，但特異度比較低，表明單獨(dú)依靠ISR預(yù)測復(fù)發(fā)會出現(xiàn)一定概率的誤診。三項(xiàng)指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測的AUC提高到0.938，提示三項(xiàng)測量指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的準(zhǔn)確性最好。三項(xiàng)測量指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的最佳診斷點(diǎn)為0.340，其敏感度為91.23%，特異度為83.33%。臨床上可通過MRI測量患者的LTI、ISR和TT-TG，然后利用SPSS軟件基于Logistic回歸模型擬合方程計(jì)算其預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的概率，若其概率>0.340則提示其存在發(fā)生復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。

本研究存在以下不足之處：①在選擇研究對象時(shí)未考慮研究對象從事的職業(yè)以及是否存在過度運(yùn)動的可能，因此可能存在選擇偏倚；②本研究的指標(biāo)均通過脫機(jī)分析軟件在導(dǎo)出的MRI圖像上進(jìn)行測量，無法確定該方法是否存在因不同設(shè)備間的傳輸造成的測量誤差；③有關(guān)髕骨解剖結(jié)構(gòu)的測量指標(biāo)很多，本研究并不能確保所測指標(biāo)一定是預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的最準(zhǔn)確指標(biāo)，需要臨床進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證。另外需要注意的是，復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的出現(xiàn)受到偶然因素的影響，所以本研究結(jié)果僅可用于預(yù)測患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，并不能排除患者髕骨復(fù)發(fā)的可能。

綜上所述，ISR、LTI、TT-TG三個(gè)指標(biāo)的聯(lián)合對預(yù)測患者初次髕骨脫位后，發(fā)生復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值，可為臨床選擇更適合的治療方式來提高髕骨的穩(wěn)定性提供參考依據(jù)。

圖2 ISR、TT-TG、LTI及聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測復(fù)發(fā)性髕骨不穩(wěn)的ROC曲線分析。