1.重慶醫(yī)科大學附屬永川醫(yī)院影像科 (重慶 永川 402160)

2.重慶醫(yī)科大學附屬大學城醫(yī)院影像科 (重慶 401331)

金 梅1 葉 龍2 李小海2李曉蘭2

正常踝關(guān)節(jié)軟骨厚度的低場MRI測量研究

1.重慶醫(yī)科大學附屬永川醫(yī)院影像科 (重慶 永川 402160)

2.重慶醫(yī)科大學附屬大學城醫(yī)院影像科 (重慶 401331)

金 梅1葉 龍2李小海2李曉蘭2

目的探討低場MRI測量踝關(guān)節(jié)軟骨厚度的可行性及軟骨厚度與年齡、性別、體重、身高的相關(guān)性。方法選取左踝關(guān)節(jié)無外傷、無任何臨床癥狀的健康自愿者160例，依據(jù)年齡分為8個組，每組20例，用SE-T1WI和WFT1WI序列行冠狀位、矢狀位掃描，每個踝關(guān)節(jié)選取5個測量點，測量厚度為關(guān)節(jié)軟骨面至軟骨下低信號。結(jié)果踝關(guān)節(jié)軟骨厚度分布呈現(xiàn)非均勻性，外踝側(cè)軟骨平均厚度為1.82mm，頂前軟骨1.84mm，頂中軟骨1.82mm，頂后軟骨1.81mm，頂前平均厚度大于頂后。男性軟骨平均厚度大于女性，分別為(1.81±0.30)mm與(1.79±0.25)mm。15歲以前，身高＜140cm，體重＜45kg，踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、體重、身高呈負相關(guān)；15歲以后，身高＞140cm，體重＞45kg，軟骨厚度與年齡、體重、身高無明顯相關(guān)性。結(jié)論正常踝關(guān)節(jié)距骨軟骨厚度分布呈非均勻性，男性軟骨厚度大于女性，15歲以前踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與身高、體重、年齡呈負相關(guān)；15歲以后軟骨厚度與三者無直線相關(guān)性。

踝關(guān)節(jié)；距骨軟骨；軟骨厚度；低場磁共振成像

踝關(guān)節(jié)是小腿和足部活動的樞紐，關(guān)節(jié)軟骨薄，關(guān)節(jié)周圍解剖結(jié)構(gòu)復雜，踝關(guān)節(jié)容易受到損傷。以往的研究多是對膝關(guān)節(jié)軟骨厚度的測量，因為膝關(guān)節(jié)活動度大，解剖結(jié)構(gòu)相對簡單，軟骨本身較厚。而對踝關(guān)節(jié)軟骨厚度測量的報道較少，本文旨在通過低場MRI測量和觀察健康志愿者踝關(guān)節(jié)距骨軟骨的厚度和分布，測得各個年齡段踝關(guān)節(jié)軟骨厚度的正常值，初步探討低場MRI測量軟骨厚度的可行性及正常人踝關(guān)節(jié)距骨軟骨厚度與年齡、性別、體重、身高的關(guān)系，為關(guān)節(jié)病變的早期診斷和動態(tài)觀察提供影像解剖學基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 臨床資料選擇自述無任何踝關(guān)節(jié)癥狀志愿者160名(測量左側(cè)踝關(guān)節(jié))，男女各80名，年齡為5～83歲，平均41.58歲，5～10歲、10～15歲、15～20歲、60歲以上分別為一個年齡組，20歲以上60歲以下則每增加10歲為一個年齡組，共為8個組。

1.2 掃描方法使用HITACHI0.3T永磁磁共振儀。掃描線圈：頭部線圈。掃描序列：SE-T1WI，TR=460ms，TE=260ms，F(xiàn)A=90°，矩陣512×512，層厚3mm，層距1mm，WFT1WI，TR=500ms，TE=27.6S，F(xiàn)A=90°，層厚3mm，層距1mm。掃描體位：踝關(guān)節(jié)置于自然松弛位，足跖曲約20°。

1.3 軟骨測量點的選擇選擇通過內(nèi)外踝正中交界處的冠狀面為測量層面，以外踝下緣為點，作一條垂直于脛骨長軸的直線，沿此直線中點分別畫與其呈45°、90°、150°角的直線，以該45°、150°角直線與距骨邊緣的交點作為測量點，測量內(nèi)外踝距骨關(guān)節(jié)面關(guān)節(jié)軟骨厚度；矢狀面以脛骨下端覆蓋距骨滑車面前后緣分別為頂前、頂后點，再以此兩點連線中點作垂直于該連線的直線與距骨滑車的交點作為頂中測量點，分別作測量頂前、頂中、頂后距骨關(guān)節(jié)軟骨厚度，其測量標準統(tǒng)一為軟骨關(guān)節(jié)面至軟骨面下低信號邊緣(見圖1-3)，測量層面放大2.55倍，各序列窗寬窗位一致，測量精確度0.01。

圖1 為冠狀面測量點的選擇a線為經(jīng)外踝下緣與脛骨長軸的垂線；b線、c線、d線分別與a線呈45°、90°、145°角。圖2 為圖1放大2.55倍 直箭頭為內(nèi)踝軟骨厚度測量點；曲箭頭為外踝厚度測量點。圖3 為矢狀面原始圖放大2.55倍a點為頂后軟骨厚度測量點；b點為頂中軟骨厚度測量點；c點為頂前軟骨厚度測量點。圖4-6 踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、身高、體重的關(guān)系。圖4 年齡與軟骨厚度關(guān)系散點圖。圖5 身高與軟骨厚度關(guān)系散點圖。圖6 體重與軟骨厚度關(guān)系散點圖。

1.4 分析方法所得數(shù)據(jù)分析采用spss13.0統(tǒng)計軟件進行。

2 結(jié) 果

2.1 正常踝關(guān)節(jié)距骨軟骨厚度及其分布特點踝關(guān)節(jié)軟骨厚度分布呈現(xiàn)不均勻性，距骨頂前軟骨厚度大于頂中軟骨厚度、頂中軟骨厚度大于頂后軟骨厚度，由此得出距骨不同部位關(guān)節(jié)軟骨厚度不均，從前向后軟骨厚度逐漸變薄。因內(nèi)踝關(guān)節(jié)面形態(tài)不規(guī)則，測量數(shù)據(jù)出入較大，欠真實性，故內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)軟骨厚度無法比較。外踝、頂前、頂中、頂后具體平均測量值見表1，見圖1-3。

表1 踝關(guān)節(jié)距骨關(guān)節(jié)面各測量點的軟骨平均厚度(mm)

2.2 踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與性別、年齡、身高、體重的關(guān)系男性踝關(guān)節(jié)軟骨平均厚度大于女性，分別為(1.81±0.30)mm與(1.79±0.25)mm。分別把踝關(guān)節(jié)距骨軟骨厚度與年齡、身高、體重繪成散點圖，年齡在15歲以下的年齡組平均軟骨厚度與年齡呈直線負相關(guān)，直線相關(guān)分析得相關(guān)系數(shù)r=-0.889、P=0；15歲以后關(guān)節(jié)軟骨厚度不存在直線相關(guān)性，r=0.12、P=0.285；身高在140cm以下時(主要是15歲以前)，平均軟骨厚度與身高呈直線負相關(guān)，r=-0.436、P=0.03，身高高于140cm時，身高與軟骨厚度有輕度直線負相關(guān)，r=-0.227、P=0.028；體重在45kg以下時(主要是15歲以前)，平均軟骨厚度與體重呈直線負相關(guān)，r=-0.656、P=0，45kg以上的軟骨厚度差別不明顯，r=-0.037、P=0.735。見圖4-6。

3 討 論

3.1 解剖學基礎(chǔ)踝關(guān)節(jié)由距骨滑車與脛骨下關(guān)節(jié)面和腓骨的踝關(guān)節(jié)面構(gòu)成，距骨穹窿由滑車關(guān)節(jié)面覆蓋，承受著全身的重量，距骨穹窿呈梯形，前部較后部寬，內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)面分別與內(nèi)外踝相關(guān)節(jié)，距骨表面大約3/5的區(qū)域由關(guān)節(jié)軟骨覆蓋[1]。

3.2 測量點的選擇根據(jù)多種關(guān)于關(guān)節(jié)軟骨厚度測量方法探索的文獻報道[2-6]，關(guān)節(jié)軟骨面呈現(xiàn)非平整性，不同部位有不同的軟骨厚度。要使軟骨厚度測量過程具有可重復性，則必須要有一個比較明確的定位解剖標志。本研究采用踝關(guān)節(jié)外踝最低點(冠狀面)、脛骨骨骺線(矢狀面)的比較明確的解剖標志進行定位。受試者掃描體位采用自然松弛位，足跖曲約20°，固定。冠狀面選擇通過內(nèi)外踝正中交界處為測量層面，矢狀面以脛骨下端覆蓋距骨滑車面前后緣分別為頂前、頂后點，以垂直于該二點連線中點直線與距骨軟骨交界處作為頂中測量點。該測量方法的優(yōu)勢：具有一致的掃描體位，明確的測量點，可重復性好。

3.3 踝關(guān)節(jié)軟骨厚度分布特點因內(nèi)踝關(guān)節(jié)面變異性大且不平整，測量數(shù)據(jù)出入較大，故不將內(nèi)踝處距骨軟骨厚度測量值納入研究中。通過對外踝、頂前、頂中、頂后關(guān)節(jié)軟骨厚度的測定得出距骨滑車關(guān)節(jié)面軟骨由前向后逐漸變薄，外踝與頂前軟骨厚度差別無統(tǒng)計學意義，P值＜0.05(見表1)。這表明，踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與人體承重有關(guān)，踝關(guān)節(jié)后部承重較前部承重量大。

3.4 軟骨厚度測量界限限定因踝關(guān)節(jié)軟骨較薄，低場MRI掃描顯示軟骨厚度、層次、信號強度受到多種因素影響。軟骨下低信號線由鈣化軟骨、軟骨下密質(zhì)骨、軟骨下松質(zhì)組成，因易受化學位移影響，各序列上MRI軟骨表現(xiàn)有所差別[7]。若包含軟骨下低信號，其測量值比實際要偏厚，若不包含此軟骨低信號，則測量值要比實際值偏薄。通過不同MR掃描序列對軟骨的顯示比較，WFT2WI上的脂肪抑制像顯示軟骨層次比較清楚，各種干擾相對較少。同時本研究是利用低場MRI，而且距骨軟骨厚度較薄，加上體位、操作者的主觀因素等影響，故對本組健康志愿者的踝關(guān)節(jié)軟骨測量，選擇關(guān)節(jié)軟骨面至軟骨下低信號厚度，其測得的外踝側(cè)軟骨平均厚度為1.82mm，頂前軟骨1.84mm，頂中軟骨厚度1.82mm，頂后軟骨1.81mm，這與部分研究[8-10]對距骨關(guān)節(jié)軟骨厚度測量相比偏厚，距骨關(guān)節(jié)軟骨厚度總體分布趨勢與該文獻報道一致，表明低場MRI對距骨軟骨厚度的測量有一定可行性，但其準確性有待進一步證實。

3.5 踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、性別、體重和身高的相關(guān)性所測得的160例踝關(guān)節(jié)中，男女各80例，各年齡段男女例數(shù)均等，男性關(guān)節(jié)軟骨平均厚度大于女性，這與黃繼良等[11]對膝關(guān)節(jié)軟骨厚度測量的報道一致。在本研究中，15歲以前，軟骨厚度與年齡呈負相關(guān)，15歲以后軟骨厚度趨于穩(wěn)定，且15歲以后各年齡組軟骨厚度無明顯差異，與孫英彩[12]報道的膝關(guān)節(jié)軟骨厚度測量類似。但在另一研究中[13]報道正常關(guān)節(jié)軟骨隨年齡的增長逐漸變??；且少年組明顯比中青年、老年組關(guān)節(jié)軟骨厚。本研究提示在身高在140cm下時，身高越高，軟骨厚度相對越薄，身高高于140cm時軟骨厚度無明顯差別，這與文獻報道相似[11]。體重在45kg以下時，體重與軟骨厚度呈負相關(guān)，45kg以上的軟骨厚度差別不明顯，此結(jié)果與大多數(shù)學者[11,14,15]測量膝關(guān)節(jié)軟骨厚度得出的結(jié)論的比較一致。本試驗身高140cm以下、體重45kg以下多系年齡在15歲以下的青少年組。

總結(jié)上述，低場MRI測量軟骨厚度有一定可行性，但其測量有所偏差。在15歲以前，踝關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、身高、體重呈直線負相關(guān)，而在15歲以后不存在此種關(guān)系。因此成年后踝關(guān)節(jié)軟骨厚度趨于穩(wěn)定，與年齡、身高、體重無相關(guān)性，而15歲以前與年齡、身高、體重的相關(guān)性正體現(xiàn)了發(fā)育過程的變化。

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(本文編輯: 劉龍平)

To Measure the Articular Cartilage Thickness Using 0.3T MRI in the Normal Ankle Joint

JIN Mei,YE Long, LI Xiao-hai,et al．, Department of Radilogy,Yong Chuan Hospifal of Chong Qing Medical University,Yong Chuan 402160, Sichuan Province, China

ObjectiveTo investigate the feasibility of using lowfield magnetic resonance to measure the thickness of ankle joint cartilage, the relationship between the thickness of the cartilage and age, gender, weight and height were analyzed at the same time．Methods160 healthy volunteers with normal left ankles were chosen and divided into 8 groups, and each group contains 20 volunteers according to their age． All normal ankles were scanned through sagittal and coronal plane with SE-T1WI and WF-T1WI sequences． We chose 5 measurement from the surface of the cartilage to the subchondral．ResultsThe distribution of the thickness of cartilage is nonuniformity． The average thickness of cartilage measured from the lateral malleolus is 1．82mm, and from the front, middle and rear were as follows: 1．84mm 1．82mm 1．81mm, and the front in average is more than the rear． The average thickness in male is more in female, (1．81±0．30)mm and (1．79±0．25)mm respectively．The thickness of ankle joint was negatively related to age, weight and height before 15 years old if the height is less than 140cm and the weight is less than 45kg． However, there was no obvious relationship between them after 15 years old if the height is more than 140cm and the height is more than 45kg．ConclusionThe distribution of the thickness of talar cartilage from normal ankle joint is nonuniformity． The thickness in male is more than in female, and it is negatively related to age, weight and height before 15 years old and there is no linear correlation after 15．

Ankle Joint; Talar Cartilage; Thickness of Cartilage; Low Field Magnetic Resonance Imaging

R445.2;R68

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.03.036

李曉蘭

2016-02-05