李海群張志仕李博劉心

1河北省承德縣醫(yī)院外三科（河北承德 067400）

2北京積水潭醫(yī)院運動損傷科（北京 100035）

三維CT掃描評價股骨滑車發(fā)育不良的應用研究

李海群1張志仕1李博1劉心2

1河北省承德縣醫(yī)院外三科（河北承德 067400）

2北京積水潭醫(yī)院運動損傷科（北京 100035）

目的：評估膝關節(jié)三維CT掃描結合MIMICS圖像分析系統(tǒng)與X線平片在評價股骨滑車發(fā)育不良中的差異及其臨床應用價值。方法：2013年5月至2014年1月，連續(xù)30例診斷為復發(fā)性髕骨脫位患者接受手術治療?；颊咝g前均接受膝關節(jié)三維CT掃描，采用MIMICS圖像分析系統(tǒng)進行處理并計算股骨滑車突起指數。患者術前接受膝關節(jié)X線透視檢查，獲得純側位X線片，測量股骨滑車突起指數。對比兩種評估方法結果的差異。以X線片測量方法為標準，計算三維CT分析方法的敏感性、特異性、陽性預測值以及陰性預測值。結果：30例患者采用膝關節(jié)側位X線片方法評價股骨滑車突起指數均值為5.3± 1.8mm（3.2至8.4mm）。膝關節(jié)三維CT掃描評價股骨滑車突起指數平均為5.2±1.5mm（3.5至8.1mm）。兩種測量方法結果的差異無統(tǒng)計學意義（P=0.846＞0.05）。以X線片方法為標準，三維CT評估方法的敏感性、特異性、陽性預測值以及陰性預測值分別為89.5%、81.8%、89.4%、82.0%。結論：膝關節(jié)三維CT掃描評估股骨滑車發(fā)育不良能夠獲得良好的敏感性、特異性。與膝關節(jié)側位X線片評估方法所得結果無顯著差異。CT影像技術能夠提供更簡便、安全的評估途徑。

復發(fā)性髕骨脫位；滑車發(fā)育不良；影像學評估；三維CT掃描

股骨滑車發(fā)育不良是導致復發(fā)性髕骨脫位的重要病理改變之一[1-3]，對于股骨滑車發(fā)育不良的評估，主要參照Dejour提出的滑車發(fā)育不良分型方法[4]，其臨床指導意義在于：對于嚴重的（B型或D型）滑車發(fā)育不良患者，在進行治療時要考慮行滑車成型手術，以降低術后失效率[5，6]。該評估方法需要獲得屈膝30°位的側位X線片，對X線圖像的質量要求較高，在實際臨床工作中，可重復性較差，大多數情況下需要對患側膝關節(jié)進行反復透視從而獲得可供評估的圖像。隨著影像學檢查方法的改進，近些年來，對膝關節(jié)進行三維CT掃描成為膝關節(jié)影像學評價的重要方法之一[2，7]。CT掃描結合三維重建的優(yōu)勢在于：對患者進行一次掃描，得到的數據經軟件分析，可獲得更加直觀的圖像，便于測量。而目前采用膝關節(jié)CT掃描結合三維重建圖像評估股骨滑車發(fā)育不良的方法尚未見報道。

本研究采用膝關節(jié)三維CT掃描評估復發(fā)性髕骨脫位患者其股骨滑車發(fā)育不良情況，與X線片評估方法進行對比，分析兩種測量方法的差異，討論其臨床應用價值。

1 對象與方法

2013年5 月至2014年1月，連續(xù)30例患者入選本研究。入選標準為：1）診斷為復發(fā)性髕骨脫位；2）患者接受手術治療；3）患側膝關節(jié)無其他手術病史。排除標準為：1）習慣性髕骨脫位；2）患側膝關節(jié)嚴重的關節(jié)退行性改變及骨贅形成。

全部患者術前均接受膝關節(jié)CT掃描，所得結果以DICOM圖像數據的形式進行保存并導入MIMICS 10.01（Materialise，Leuven，Belgium）影像分析系統(tǒng)，生成膝關節(jié)三維CT影像，包括矢狀位、冠狀位、軸位3個觀察窗。對圖像進行三維重建，信號閾值設定為骨骼模型。篩選股骨部分作為測量對象。在三維模型窗口中，首先確定滑車凹的軌跡，并標記該軌跡（見圖1-A）。然后將股骨模型進行旋轉，使其呈側位觀察狀態(tài)，并使用透視方法調整股骨內、外髁后緣重合。沿股骨前方皮質表面做一直線，測量股骨滑車軌跡前方最高點至該直線的距離，即為滑車突起指數（見圖1-B）。在實際測量過程中，為驗證該測量方法的可信度和可重復性，首先由3名醫(yī)生（一名高年資運動損傷專業(yè)醫(yī)生，一名骨科住院醫(yī)生，一名放射科醫(yī)生，均未參與本研究）分別進行測量，每人測量3次，每兩次測量間隔超過72小時。所得結果進行組內可信度檢驗，ICC值為0.928，組間可信度檢驗，ICC值為0.965。最終采用上述測量結果的平均值用于統(tǒng)計學分析。

患者在接受手術治療時，采用腰-硬膜外聯(lián)合麻醉方法。麻醉成功后，取平臥位。對膝關節(jié)進行X線透視檢查。屈膝30°位，通過觀察監(jiān)視器中的圖像，調整投照角度，獲得純側位X線透視圖像，保存該圖像作為膝關節(jié)側位X線片。以該X線片為準，測量股骨滑車突起指數[1]（見圖2）。

對比三維CT評估和側位X線片測量所得的股骨滑車突起指數的差異，并以X線片測量方法為標準，將其中滑車突起指數大于4mm者作為陽性病例[4]，計算三維CT評估方法的敏感性、特異性、陽性預測值以及陰性預測值。

本研究的統(tǒng)計學分析采用SPSS 16.0（SPSS Inc，Chicago，Illinois）軟件包進行計算。三維CT評估方法和側位X線片測量方法所得結果的對比采用秩和檢驗法，設定95%置信區(qū)間，以P＜0.05為有統(tǒng)計學意義。

圖1 三維CT掃描結合MIMICS影像分析系統(tǒng)評估股骨滑車突起指數

圖2 X線側位片方法評估股骨滑車突起指數

2 結果

入選本研究的30例患者中，男性6例，女性24例，平均年齡26.4±8.6歲（19至41歲）。平均受傷至手術時間20.6±11.7個月（4至42個月）。19例左膝關節(jié)，11例右膝關節(jié)。經統(tǒng)計學效能分析，采用兩種不同方法測量股骨滑車發(fā)育不良，以滑車突起指數為參考指標，本組病例所能實現的效能達到75%。

采用X線片測量法所得滑車突起指數平均值為5.3±1.8mm（3.2至8.4mm），三維CT評估方法測得全部患者的滑車突起指數平均值為5.2±1.5mm（3.5至8.1mm），兩種測量方法對比無顯著性差異（P= 0.846＞0.05）。

以X線片測量方法為標準，將其中滑車突起指數大于4mm者作為陽性病例，本組30例患者中陽性病例19例，陰性病例11例。三維CT評估方法測得本組陽性病例19例，陰性病例11例。三維CT評估方法的敏感性為89.5%，特異性為81.8%，陽性預測值為89.4%，陰性預測值為82.0%。

3 討論

本研究采用三維CT評估方法對復發(fā)性髕骨脫位患者股骨滑車突起指數進行測量，該方法與膝關節(jié)側位X線片測量方法所得結果無顯著性差異，表明三維CT評估方法具有一定的臨床應用價值。

造成復發(fā)性髕骨脫位的病因主要包括軟組織結構異常（如內側髕骨股骨韌帶損傷、外側髕骨支持帶攣縮等）和骨性結構異常（如股骨滑車發(fā)育不良、脛骨結節(jié)相對于股骨滑車外偏過大等）[1，2，8]，對這些因素的正確評估，有助于制定合理的治療措施，從而降低髕骨脫位的復發(fā)率[9-12]。股骨滑車發(fā)育不良是導致復發(fā)性髕骨脫位的一個重要原因，近年來得到廣泛關注[2，13，14]。相關研究顯示，在處理復發(fā)性髕骨脫位時，若忽視對股骨滑車發(fā)育不良的處理，將導致術后失效或遠期并發(fā)髕骨股骨關節(jié)骨性關節(jié)炎。根據Dejour等[4]對股骨滑車發(fā)育不良的解剖和影像學研究，將股骨滑車發(fā)育不良分為四種類型，并將其與膝關節(jié)側位X線片測量結合，指出通過側位X線片測量股骨滑車突起指數超過4mm者為明顯的滑車發(fā)育不良，作為臨床處理的提示。目前國際上大部分學者認同這一建議并將之作為臨床工作的參考。該方法的局限性在于，對于滑車發(fā)育不良的分型依賴標準的膝關節(jié)側位X線片，對圖像要求較高。在實際臨床操作中，難以通過一次常規(guī)拍片得到理想的圖像。而采用X線透視的方法，能夠通過調整膝關節(jié)的位置得到理想的側位片，但反復透視增加了患者與醫(yī)務人員的放射線暴露。近年來，部分學者嘗試采用三維CT或核磁共振影響（MRI）對股骨滑車發(fā)育不良的程度進行評估。本研究中，采用三維CT成像技術，結合膝關節(jié)側位片的觀察方法，在圖像處理軟件中得到理想的股骨側位圖像，參照Dejour提出的股骨滑車評估方法，得到的測量結果與X線側位片的結果無顯著差異。在技術上解決了膝關節(jié)側位X線片難以獲得的問題，為進一步的臨床工作奠定了基礎。

目前，在股骨滑車發(fā)育不良的測量中，以X線側位片為標準，以滑車突起指數超過4mm作為發(fā)育不良的判斷指標，在此基礎上，評價三維CT評估方法的敏感性和特異性等指標。其目的在于分析三維CT評估方法是否存在過度診斷或者漏診。研究結果顯示，三維CT評估方法的敏感性為89.5%，特異性為81.8%，陽性預測值為89.4%，陰性預測值為82.0%。該結果表明三維CT評估方法具有可靠的臨床實用價值。

本研究的優(yōu)勢在于，首次通過三維CT掃描結合MIMICS圖像分析系統(tǒng)，以經典的X線側位片理論為基礎，對股骨滑車發(fā)育不良進行評估。并通過評價三維CT評估方法的敏感性、特異性等指標體現出該評價方法的臨床實用價值。不足之處是病例數較少，經統(tǒng)計學效能檢驗，本研究實現的兩種測量方法對比的效能為75%，未將測量結果與Dejour股骨滑車發(fā)育不良的分型進行對比，鑒于Dejour分型為側位X線片的圖形特點描述，目前尚無分型結果與股骨滑車突起量化指標的標準關聯(lián)。本研究結果表明，三維CT評估的方法能夠相對準確地測量滑車突起的程度，進一步的臨床研究需針對二者的聯(lián)系進一步展開。本研究對股骨滑車發(fā)育不良的評估未設立對照組，未將測量結果與患者的臨床表現相結合。

4 小結

本研究結果表明，膝關節(jié)三維CT掃描評估股骨滑車發(fā)育不良能夠獲得良好的敏感性和特異性。與膝關節(jié)側位X線片評估方法所得結果無顯著差異。三維CT評估方法能夠提供更簡便、安全的臨床評估途徑，有一定的應用前景。

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The Evaluation of Femoral Trochlear Dysplasia Using Imaging Analysis System Based on Three-Dimension Computed Tomography

Li Haiqun1，Zhang Zhishi1，Li Bo1，Liu Xin2
1 Cheng De Xian Hospital，Cheng De 067400，China
2 Beijing Jishuitan Hospital，Beijing 100035，China

Liu Xin，Email：doc_leo@126.com

ObjectiveTo evaluate the application of imaging analysis system based on three-dimen?sion computed tomography（3D-CT）for the diagnosis of femoral trochlear dysplasia.MethodsBetween May 2013 and January 2014，30 patients were diagnosed as recurrent patella dislocation and received surgical treatment.All the patients received 3D-CT diagnosis of the knee joints preoperatively，and the data of 3D-CT were transferred to imaging analysis system with MIMICS software that would be used to get the trochlear dysplasia index.The patients were also received knee fluoroscopic detection.A true lateral view was also used for evaluation of the trochlear dysplasia as the classic method.The dif?ference between the two methods was compared.And the sensitivity，specificity，positive and negative predictive value of the imaging analysis system were analyzed.ResultsThe mean trochlear dysplasia index was 5.3±1.8mm（3.2 to 8.4mm）using the classic fluoroscopic method，showing no significant difference from the result according to the imaging analysis system，5.2±1.5mm（3.5 to 8.1mm）. When the fluoroscopic method was set as the golden standard，the sensitivity，specificity，positive and negative predictive value of the imaging analysis system were 89.5%，81.8%，89.4%and 82.0%respec?tively.Conclusion The imaging analysis system based on 3D-CT of knee joints could provide accept?able results without good sensitivity and specificity，without significant differences from the classic fluoro?scopic method.So it is a more safer and easier approach worthy of clinical implication.

recurrent patella dislocation，trochlear dysplasia，imaging analysis，three-dimension com?puted tomography

2016.06.27

第1作者：李海群，Email：609911679@qq.com；

：劉心，Email：doc_leo@126.com