髌骨脱位股骨滑车沟覆盖角的研究

李明，蒋振营，刘玉强，刘宁*

(1.郑州市骨科医院运动医学科，河南 郑州 450000；2.郑州市第一人民医院运动医学科，河南 郑州 450000)

髌骨脱位与多种因素相关[1]，如滑车发育不良、髌骨高度、髌骨倾斜、胫骨结节-滑车沟距离(tibial tubercle-trochlear groove distance，TT-TG)、骨骺未闭等[2-6]。通过多种参数的测量可以明确髌骨脱位患者存在何种解剖结构的异常，评估脱位复发的概率[7]，指导临床治疗。在DR及轴位CT上评估髌骨脱位的参数，包括滑车沟角、滑车深度、TT-TG、髌骨接合指数[8]、髌骨倾斜[9]、髌韧带中点-后交叉韧带距离、胫骨结节-后交叉韧带距离[10]等参数。在DR及矢状位CT上评估髌骨高度等参数，包括Insall-Salvati比值、改良Insall-Salvati比值、Caton-Deschamps指数、Blackburne-Peel和平台-髌骨角等[11-12]。评估股骨胫骨旋转异常的参数，包括股骨前倾角、胫骨外偏角、胫骨结节外偏等[13-14]。

尽管用于评估髌骨脱位异常指标的参数测量很多，但权重并不同，对滑车形态及股骨滑车沟等的测量和研究尤其重要。Wang等[15]的研究显示早期髌骨半脱位或脱位可导致股骨滑车不典型增生或变平；Yang等[16]研究显示髌骨脱位会导致股骨滑车沟发育异常，且会发生滑车沟下软骨和软骨下骨小梁的重塑。因此对股骨滑车的研究非常重要。但目前关于股骨滑车沟的研究仍集中在轴位(滑车沟深浅、髌骨与股骨滑车沟对位关系)，矢状位我们仅对髌骨的高度进行了评估[8-12，17-18]，并没有研究对髌骨脱位患者的滑车沟的长度及其在股骨滑车上覆盖的范围进行研究。本研究通过对股骨滑车沟覆盖角的研究，希望对股骨滑车的研究更全面，以指导临床，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 研究组 纳入标准：(1)2018年1月至2020年12月郑州市骨科医院运动医学科诊治的髌骨脱位患者；(2)已行膝关节CT检查，有完整的DICOM格式CT数据可用于三维CT重建；(3)初次出现髌骨脱位；(4)随访资料完整。排除标准：(1)固定性髌骨脱位和先天性髌骨脱位等原因造成的滑车位置异常；(2)影像学CT资料未作或不完整，无法进行CT重建；(3)外伤、手术等原因造成的髌骨骨折，创伤性关节炎、肌腱损伤、游离体等造成的滑车形态改变；(4)严重的骨关节炎；(5)失访。

研究组共纳入106例患者，其中男55例，女51例；年龄9～47岁，平均(21.81±6.358)岁；左膝60例，右膝46例。

1.1.2 对照组 纳入标准：(1)2018年1月至2020年12月郑州市骨科医院运动医学科诊治的前交叉韧带损伤患者；(2)已行膝关节CT检查，有完整的DICOM格式CT数据可用于三维CT重建；(3)未发生过髌骨脱位；(4)随访资料完整。排除标准：(1)陈旧韧带损伤，膝关节严重失稳；(2)合并髌骨骨折、髌腱断裂、内侧股四头肌肌腱断裂等影响髌骨活动轨迹的因素；(3)合并髌股关节不稳；(4)失访。

对照组共纳入31例患者，其中男19例，女12例；年龄15～36岁，平均(24.03±5.58)岁；左膝19例，右膝12例。

1.2 测量方法 对患者进行常规CT平扫(120 KV，125 mA，Rot0.70s/HE+19.4 mm/rot，扫描层厚0.625 mm；图像尺寸：512×512；FOV：265×265 mm)，提取患者CT数据(0.625 mm Bone)，导入Medical 3D进行三维体积重建(图1a)。在重建的股骨滑车上标注患者实际的滑车的最近端位置(图1b)。将膝关节三维重建模型扭转到纯侧位后，将CT-Bone序列转为XAPhilips Fluoro透视序列(图1c)。本研究引入一个新的概念“股骨滑车沟覆盖角”来大致评估股骨滑车的覆盖范围大小：以股骨髁间窝顶部骨皮质(其切线为Blumensaat线)中心为原点，测量股骨实际滑车沟起点与Blumensaat线中点连线与Blumensaat线的夹角，即为“股骨滑车沟覆盖角”(图1d)。分别对两组的股骨滑车沟覆盖角及股骨髁间窝顶部骨皮质线长度等参数进行测量。

a 使用DICOM数据重建膝关节三维模型 b 标记实际的滑车沟最近段位置(绿点) c 纯侧位透视图上示滑车沟最近段标记位置 d 测量股骨滑车沟覆盖角

1.3 统计学处理 采用IBM 19.0统计学软件进行数据分析。计量资料首先使用Kolmogorov-Smirnov检验判断是否符合正态分布，对于符合正态分布的计量资料采用两独立样本t检验，部分和正态分布的计量资料采用两独立样本Kolmogorov-Smirnov检验，两组间计数资料的比较采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

研究组与对照组的侧别、性别和年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)；两组股骨髁间窝顶部骨皮质线长度比较差异无统计学意义(P>0.05)；研究组股骨滑车沟覆盖角度明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组相关数据比较

3 讨 论

股骨滑车发育不良是髌骨脱位的重要因素之一[19]。目前针对股骨滑车的研究主要集中在滑车沟深度、滑车沟角、滑车与髌骨对位关系上，这些参数在轴位上很好的评估了滑车的形态[20]。本研究引入“股骨滑车沟覆盖角”的概念来评估股骨滑车沟在矢状位上的覆盖范围。股骨滑车沟的形态并非一成不变。有研究发现，当发生髌骨脱位后，股骨滑车沟会做出适当的形态改变以适应脱位或半脱位的髌骨[15-16，21]，如滑车形态的改变及TT-TG的改变等[22]。本研究中，研究组股骨滑车沟覆盖角明显大于对照组，这可能是由于髌骨脱位患者多合并高位髌骨造成的股骨滑车沟覆盖范围更大。股骨滑车沟覆盖角的增大，可能预示着在膝关节屈曲的初期髌骨和滑车之间的接合增多[18]，对于维持髌股关节的稳定性非常重要，这可能是髌股不稳患者为适应不稳定的髌股关节做出的适应性改变[15-16，21]。而股骨髁间窝顶部骨皮质线长度并无明显差异，表明股骨髁间窝顶部骨皮质线长度并不影响股骨滑车沟覆盖角的测量。

股骨滑车沟覆盖角的测量有利于滑车成形术的开展和手术方案的制定。髌骨脱位的治疗非常复杂，术前均需要对髌骨脱位八大危险因素(髌骨倾斜、胫骨结节外偏、高位髌骨、股骨前倾、胫骨外旋、膝外翻、股骨滑车发育异常及膝过伸)进行评估[23]，根据不同危险因素选择内侧髌股韧带重建、截骨矫形等术式[24-25]。Frosch等[26]将髌股关节不稳分为五型，认为对于4型伴有严重滑车发育不良的髌股关节不稳应首选滑车成形术，必要时辅助软组织及骨性处理程序。多个研究显示恰当的滑车成形术可以得到良好的临床效果[27-30]。尽管滑车成形术是纠正滑车发育不良和解决髌股不稳定非常有效的方法，但其风险性也极大，术前必须通过全面的病史和体格检查以及详细的影像学测量选择合适的适应症。一方面，股骨滑车沟覆盖角的测量可以术前精准滑车沟的覆盖范围；另一方面，本研究提示在进行滑车成形时可考虑适当扩大成形范围，扩大股骨滑车沟覆盖角，增加屈膝初期髌骨与股骨滑车接合，提高髌股关节稳定性。

本研究采用了3D三维重建的方式标注和测量股骨滑车沟覆盖角。DR纯侧位片可以观察到整个滑车的平面形态，但这种形态可能复合了原始股骨滑车形态及髌骨脱位或手术干预后因适应造成的滑车形态的改变[31-32]，因此并不准确。膝关节三维CT扫描评估股骨滑车发育不良能够获得良好的敏感性及特异性，与膝关节侧位X线片评估方法所得结果无显著差异[33]。CT影像技术能够提供更简便、安全的评估途径，本研究通过CT三维重建标注后测量股骨滑车沟覆盖角更为准确。

本研究也存在不足：考虑CT的放射性，本研究对照组选取的是完成了三维重建的前交叉韧带损伤患者，可能会对研究结果产生影响；另外，髌骨脱位患者的年龄集中在青壮年，对于年龄是否会引起股骨滑车沟覆盖角的改变未做进一步研究。

综上所述，股骨滑车沟覆盖角能很好地评估矢状位三维CT上股骨滑车的覆盖范围。在滑车成型的过程中，应当适度考虑髌骨脱位患者滑车沟覆盖角的问题，适当扩大滑车覆盖角度，可能更有利于防止髌骨脱位复发。