股骨滑车发育不良影像学研究进展

林小慧，郭 亮 综述，李晓兰△ 审校

(重庆医科大学附属大学城医院：1.放射科；2.骨科，重庆 401331)

股骨滑车发育不良(FTD)是一种较为常见的滑车发育变异，其可导致髌骨在运动过程中脱离滑车限制而产生髌骨关节不稳、膝前痛等临床症状，该病常好发于青少年群体。近年来，关于FTD的研究日趋增多，对其解剖结构、临床表现等方面均有了深入的探索，但关于其影像学手段的选择尚未达成共识，而影像学评估在FTD的临床诊疗中起着非常重要的作用，本文就FTD的影像学评估及分型简单综述如下。

1 正常股骨滑车的解剖及FTD解剖结构

股骨滑车位于股骨下段，形态相对稳定，由股骨下段内、外侧髁向前共同汇聚而成，形似“U”形，中间滑车沟将其分为内侧及外侧关节面，大多数情况下，相比于内侧面，滑车外侧关节面向近端延伸更多，并且股骨内、外侧髁的高度不一致，外侧常高于内侧，从而使得髌骨完全被限制在滑车沟内，不会因膝关节的屈曲而向外侧脱位。

FTD这一概念的首次提出是在1964年。FTD解剖异常的定义范围较广，如滑车沟槽、股骨滑车内、外侧滑车面的任何骨性异常均可归纳其中，具体表现为滑车表面变平坦或者滑车沟槽变浅，从而导致的内、外侧高度不对称的关节面，以及缺乏常规解剖凹性结构的膝关节。此时，髌骨与股骨滑车近端没有衔接固定，急性或反复发作的髌骨脱位、慢性髌骨不稳的情况便可能在正常膝关节屈曲时，由于滑车沟的缺乏而发生[1]。此外，FTD还可能会导致髌骨软化，髌骨关节的骨性关节炎便会随之提前发生，并随时间加重[2]。

2 FTD的病因及临床表现

2.1病因 目前，关于FTD的病因尚存在争议，先天基因学说认为，髌骨关节在妊娠早期(9～16周)发育[3]，FTD是由先天基因决定的，股骨滑车形态在胎儿时期就已发育成型，且滑车形态随时间而发生的变化极其微小，所以后天发育对股骨滑车形状造成的影响较小[4]；后天学说则认为后天髌骨关节施加的异常力量[5]、髌骨的应力刺激均与FTD相关，髌骨不稳、髌骨(半)脱位均会导致其对滑车的应力刺激不足[6]，从而对滑车发育产生负面影响。另外，LIEBENSTEINER等[7]研究表明，股骨前倾角过大与 FTD 也存在一定的相关性，该前倾角是由股骨髁冠状面和股骨头颈轴线之间形成，此研究表明当股骨前倾角值过大时会造成髌骨关节的内外侧压力不对称，从而对滑车发育形态产生影响；相关的动物实验也提出当通过截骨术增大股骨前倾角时，患兔的股骨滑车会变浅、宽[8]。AKGÜN等[9]及KWAK等[10]的研究表明，不管在成年人还是骨骼未完全成熟的人群中，前交叉韧带的损伤均与FTD存在一定的相关性，其间的病因关系还需进一步探索。

2.2临床表现 FTD的临床表现与其程度有关，一般多会伴有膝前痛，特别是在登高、半蹲等活动之后，患者有时会感觉膝关节活动受限、打软腿等，可发展为急性或反复发作的髌骨脱位及慢性髌骨失稳，长此以往，最严重时甚至可造成髌骨软骨软化症，以及髌骨关节骨性关节炎；而部分轻度的FTD可终身无明显的临床症状，部分人群可因创伤行影像学检查或关节镜而偶然发现[1]。

3 FTD的影像学表现及其分型

3.1X线 由于X线检测方法简单方便、技术完善，历年来仍被视为诊断FTD的首选检测手段。Merchant法在被改进后得到的一种屈膝30°纯侧位的投照方法，是目前常用体位，该投照体位要求患侧膝关节股骨内外侧后髁几近重叠(间距小于2 mm)或完全重叠。FTD的X线片主要有以下3个征象[11]：(1)交叉征。指股骨滑车沟底与外侧髁的轮廓线相交(图1)。(2)突起征。股骨远端延长线与股骨髁切线之间的距离，>3 mm 则可诊断为FTD。(3)双轮廓征。指滑车内、外侧髁的轮廓线不重叠(图1)。RÉMY等[12]根据股骨滑车的X线片形态进行了系统划分，见表1。

表1 股骨滑车发育X线片形态分型

★表示突起征，白色箭头表示交叉征，黑色箭头表示双轮廓征。

尽管X线片具有上述这些优点，且以上3个征象可以较好地协助确诊FTD，但实际运用中仍存在一定困难，尤其在于投照体位的准确性。KOЁTER 等[13]研究发现，对于膝关节侧位 X 线片，正常滑车组图像上会因下肢外旋10°而出现假阳性的交叉征；而若下肢向内旋转 5°，其FTD组的图像上又会出现假阴性，另外，滑车沟深度测量会因伸直的下肢旋转5°而产生误差，约为10 mm，故而利用 X 线片诊断FTD可能导致漏诊或误诊，临床的治疗方法也会因此产生偏差。

3.2计算机断层扫描(CT) CT具有扫描速度快、成像清晰及多层面成像的优势，采用CT图像的横断位片可对股骨滑车形态进行定性、定量评估，扫描方式为股骨近端向远端进行扫描，选择的层面多是刚进入滑车后再以远约 5 mm 的横断面[14]，其定量指标主要包括：(1)滑车沟角。指股骨内、外踝最高点依次与滑车最低点相连所形成的夹角[15]，其正常角度为136°，FTD时该角度大于145°。(2) 股骨滑车内、外关节面比例。即为测量滑车面的不对称性，值小于2：5可诊断为FTD[16]。(3)滑车外侧倾斜角。其定义为沿股骨滑车外侧关节面作的一条切线，与股骨后髁线之间形成的夹角。若该角度小于 11°，则可确定为FTD[16]。(4)滑车角。是指经滑车内、外侧关节面最前缘作的一条切线，与股骨后髁线之间产生的角度，诊断为FTD时该角度大于 8°[16]，且该指标与FTD严重程度呈正相关。(5)滑车沟深度。是指先经滑车内、外侧最高点分别垂直于后髁线作两条线，测量其距离分别记为 M、L，再经滑车沟最凹点垂直于后髁线之间作一直线，两者之间距离为 D，最后根据公式：滑车的深度(d)=(M+L)/2-D，其值小于 3 mm 可诊断为FTD[16]。以上指标均可诊断并量化FTD的严重程度。近年来，CT扫描结合三维(3D)重建对于膝关节的扫描优势逐渐显露，其可以在对患者仅进行一次扫描的基础上，通过后处理获得更加直观的数据测量图像[17]。根据股骨滑车的X线及CT轴位形态，临床上沿用了经典的Dejour分型(表2)，这种分型方法即可反映出FTD严重程度，对滑车成形术也有着深远的指导意义[18]。

表2 FTD的Dejour分型

3.3磁共振成像(MRI) 相比X线、CT等影像学检查方法，MRI 的独特优势在软骨显示上可见一斑，通常选择的是从股骨近端往远端扫描，最早出现完整内外侧关节软骨的横断面作为滑车沟角测量层面[16]。研究表明，FTD组患者的滑车软骨沟角均大于骨沟角：FTD组的软骨沟角平均为156.24°[95%置信区间(95%CI)：153.71°～158.77°]，而对照组软骨沟角平均为141.83°(95%CI：139.90°～143.76°)；FTD患者的平均骨沟角为148.42°(95%CI：144.02°～152.82°)，而对照组平均骨沟角为133.69°(95%CI：131.23°～136.15°)[19]。这两组数据提示了与CT的骨性测量指标相比，FTD的软骨层面测量指标均要大一些，在测量时需要采用不同的数据指标。另外，不同于CT的是，MRI对关节软骨的磨损程度及其他软组织(如肌肉、韧带等)的显示更为清晰[20]。近年来，根据轴位MRI研究的一种新分型方法被SHARMA 等[21]提出，即OBC分型法(表3)，相较于早年Dejour等引入的分类体系，OBC分型法在基于MRI图像上的组间一致性更高，具有较高的观察者间和观察者内可靠性，可为日常实践中FTD严重程度分级提供有用工具[22-23]，尤其适用于复发性髌骨脱位患者的术式选择，具有系统性、科学性的优点。

表3 OBC股骨滑车发育异常分型

近年来，AMBRA等[24]提出采用MRI斜视视图来评价FTD患者的滑车形态，斜位滑车序列是通过将轴面平行于矢状面图像的髁间嵴顶，显示前交叉韧带的整个长度而获得，通过对滑车沟角及沟深的测量，结论得出MRI上斜视滑车观能更准确地评价FTD患者的滑车形态，也能更好地表征FTD；另外，基于MRI的膝关节3D模型生成软件的开发及使用，FUCHS等[25]研究提出使用3D软件生成模型进行评估的观察者间可靠性高于使用常规MRI图像者。

3.4超声 具有操作方便、可操作性强、重复性好等优点的膝关节超声，多应用于婴幼儿、儿童等患者，常规采用多频宽带线性探头，探头横向至小腿轴线，图像以股骨远端骨化核为中心，定向，可见2个未骨化的股骨髁，从滑车沟沿滑车内侧和外侧壁的最佳配合线测量滑车沟角(图2A)，如果沟角大于或等于159°，则认为存在FTD[3]。而对于骨骼发育成熟的患者，则一般以女性患者沟角大于或等于154°或滑车深度小于或等于3 mm、男性患者沟角小于或等于4 mm作为诊断FTD的依据[26]，其中，滑车深度是指从滑车内侧和外侧的尖部切向穿过滑车沟的直线到滑车沟底端的垂直距离(图2B)[3]。目前研究表明，利用超声诊断FTD在一定程度上是指导患者教育和治疗决策的快速有用的工具，但是，由于超声图像的采集及测量均具有操作者依赖性，且探针的角度或者位置的微小变化也可能导致测量出现误差，因此仍具有一定的局限。

A.滑车沟角的测量；B.滑车深度的测量。

4 小 结

本文主要是对FTD在影像学上的诊断指标进行了简单的回顾，在很长一段时间，FTD的诊断主要依赖于X线，但X线诊断的一致性和重复性均欠佳；而以断层成像为特点的CT检查，相比于X线对骨性结构的显示更为清晰，可以对股骨滑车发育形态进行定量分析，增强了其可操作性和可重复性；得益于MRI技术的日益发展，MRI以其能够更真实反映股骨形态，最大限度降低测量误差等优点，提高了诊断的敏感性和特异性，从而从传统放射影像诊断方法中脱颖而出，推动了对股骨滑车形态学的进一步研究。目前，学者们对于FTD的研究已从X线、CT的骨性研究层面转变为MRI下的软骨、肌腱、韧带等相关研究，在这种转变之下，滑车形态、髌骨关节功能的临床评估将会从中得到更多详尽信息。 值得注意的是，FTD作为一种滑车沟的几何形状及深度的解剖学发育变异，目前较多的定量研究指标多在关注滑车本身的形态改变，而对于滑车关节面的软骨改变关注较少，还需要更多的研究来探索；另外，超声作为一种便捷、快速、可重复性高的诊断工具，对FTD的诊断也具有一定的价值，也由于超声存在操作者依赖性，如何能够提高诊断的准确性还有待于更多的临床经验。综上所述，只有合理运用影像诊断方式，提高对FTD的影像学认识，才能为临床决策提供更多有益的价值。