潘斯學(xué) ，何光雄 ，夏吉良 ，陳 帥 ，向俊宜 ，保超宇

（1）云南中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650500;2）云南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院/云南省中醫(yī)醫(yī)院骨四科，云南 昆明 650021）

膝關(guān)節(jié)是人體最大最復(fù)雜的關(guān)節(jié)，其病損的發(fā)生率也較高，臨床上以半月板的損傷最為常見(jiàn)[1-2]。半月板或半月軟骨是人體復(fù)雜生物力學(xué)中不可或缺的組成部分，它們可以減少脛骨平臺(tái)和股骨髁之間的幾何不協(xié)調(diào)[3-4]。半月板將力分布在關(guān)節(jié)軟骨面上，從而減少股脛骨應(yīng)力，可能有助于關(guān)節(jié)潤(rùn)滑，并在十字韌帶力量不足時(shí)為受傷的膝關(guān)節(jié)提供穩(wěn)定性[5]。半月板損傷手術(shù)能否成功關(guān)鍵在于恢復(fù)半月板的形態(tài)及其匹配程度[6]。近年來(lái)，構(gòu)建人工合成半月板進(jìn)行半月板置換一直是組織工程修復(fù)的研究熱點(diǎn)，異體半月板移植物的尺寸匹配不良將顯著影響術(shù)后關(guān)節(jié)功能和移植物使用壽命[7]，然而關(guān)于人半月板形態(tài)學(xué)研究仍較為有限，而國(guó)內(nèi)外半月板的形態(tài)學(xué)研究較少。MRI 以多平面成像能力和對(duì)軟組織的高對(duì)比度及高分辨力，而且在膝關(guān)節(jié)病損的診斷中應(yīng)用越來(lái)越廣[8-9]，因此MRI 掃描技術(shù)可以測(cè)量半月板的厚度，從而能夠較準(zhǔn)確地估計(jì)移植半月板的形狀和大小。本研究擬通過(guò)應(yīng)用MRI 成像技術(shù)測(cè)量正常成人半月板前、后角的厚度，以期對(duì)臨床提供更為詳盡的形態(tài)學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，旨在全膝關(guān)節(jié)置換假體設(shè)計(jì)和優(yōu)化人工半月板設(shè)計(jì)提供技術(shù)手段、參數(shù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

隨機(jī)抽取 2020 年 01 月至 2022 年06 月在云南省中醫(yī)醫(yī)院就診的成年患者行單側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI掃描的影像學(xué)資料，MRI 片示無(wú)膝關(guān)節(jié)水腫、半月板明顯退變、半月板損傷及撕裂等的248 例資料作為樣本，其中女性137 例，女性年齡范圍18～80 歲，平均為（47.41±14.12）歲；男 性111 例，男性年齡范圍為19～80 歲，平均為（43.64±15.52）歲，研究對(duì)象均知情同意該研究。納入標(biāo)準(zhǔn)：MRI 片示無(wú)膝關(guān)節(jié)水腫、半月板明顯退變、半月板損傷及撕裂。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）膝關(guān)節(jié)存在畸形；（2）膝關(guān)節(jié)MRI 影像片不清晰。本試驗(yàn)已通過(guò)云南省中醫(yī)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批（編號(hào)：SD2022-021）。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與參數(shù)

使用荷蘭飛利浦1.5T 磁共振儀。常規(guī)使用膝關(guān)節(jié)線圈，患者取仰臥位.膝關(guān)節(jié)取伸直位，沙袋固定膝部于中立位并且足尖外旋15°，在非負(fù)重狀態(tài)下接受MRI 掃描：所有病例均接受常規(guī)檢查，掃描軸面、矢狀面和冠狀面，采用SE T1WI、T2W2 和抑脂序列，掃描層厚均為4 mm。

1.3 測(cè)量方法

由3 名不同資深醫(yī)師獨(dú)立完成測(cè)量，選擇標(biāo)準(zhǔn)的膝關(guān)節(jié)MRI 影像圖像作為研究對(duì)象，以矢狀面T1W1 內(nèi)側(cè)間室中軸位影像為測(cè)量對(duì)象，先作一條平行于脛骨上緣軟骨皮質(zhì)的直線，再以髁間嵴為點(diǎn)作一條垂直于這條直線的直線，兩條直線的交點(diǎn)定義為B，外側(cè)間室最遠(yuǎn)端的點(diǎn)定義為A，內(nèi)側(cè)間室最遠(yuǎn)端的點(diǎn)定義為C，利用MRI 掃描定位像取B 至C 中點(diǎn)處的影像為測(cè)量影像，然后在該測(cè)量影像上前后角脛骨上緣軟骨皮質(zhì)面各作1條基線，內(nèi)側(cè)半月板前后角的最高點(diǎn)至2 條基線的距離分為內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度（a）、內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度（b）；見(jiàn)圖1。再以矢狀面T1W1 外側(cè)間室中軸位影像為測(cè)量對(duì)象，利用MRI 掃描定位像取A 至B 中點(diǎn)處的影像為測(cè)量影像，然后在該測(cè)量影像上前后角脛骨上緣軟骨皮質(zhì)面各作1 條基線，外側(cè)半月板前后角的最高點(diǎn)至2 條基線的距離分為外側(cè)間室半月板前角厚度（c）、外側(cè)間室半月板后角厚度（d）；所有研究圖像均放大3 倍且每個(gè)測(cè)量值取3 次所得平均值作為最終結(jié)果，測(cè)量精度為0.01 mm，見(jiàn)圖2。

圖1 內(nèi)側(cè)間室半月板前后角測(cè)量Fig. 1 Measurement of anteroposterior and posterior angles of medial interventricular meniscus

圖2 外側(cè)間室半月板前后角測(cè)量Fig. 2 Measurement of anteroposterior and posterior angles of lateral interventricular meniscus

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

測(cè)量結(jié)果采用SPSS27.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，基本描述正態(tài)分布計(jì)量資料采用平均值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、（）表示，正態(tài)分布計(jì)量資料2 組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性分析，P＜ 0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度為（3.65±0.93）mm，內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度為（5.25±1.17）mm，外側(cè)間室半月板前角厚度為（4.82±1.08）mm，外側(cè)間室半月板后角厚度為（6.89±1.03）mm，見(jiàn)表1。經(jīng)2 獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，男性和女性情況對(duì)比，內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見(jiàn)表2。經(jīng)兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)左側(cè)與右側(cè)患者組間的內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度、內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度和外側(cè)間室半月板前角厚度差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見(jiàn)表3。經(jīng)Pearson 相關(guān)性分析男性和女性膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室半月板前、后角厚度具有相關(guān)性（P＜ 0.05），見(jiàn)表4，圖3，圖4。經(jīng)Pearson 相關(guān)性分析男性和女性膝關(guān)節(jié)外側(cè)間室半月板前、后角厚度具有相關(guān)性（P＜ 0.05），見(jiàn)表4，圖5，圖6。

圖5 男性 c 與 d 相關(guān)性Fig. 5 Correlation between male c and d

圖6 女性 c 與 d 相關(guān)性Fig. 6 Correlation between female c and d

表1 基本資料描述Tab.1 Description of basic data

表2 男性和女性情況比較（）Tab.2 Comparison of male and female（）

表2 男性和女性情況比較（）Tab.2 Comparison of male and female（）

a：內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度；b：內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度；c：外側(cè)間室半月板前角厚度；d：外側(cè)間室半月板后角厚度。*P ＜ 0.05。

表3 左側(cè)和右側(cè)情況比較（）Tab.3 Comparison of left and right

表3 左側(cè)和右側(cè)情況比較（）Tab.3 Comparison of left and right

a：內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度；b：內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度；c：外側(cè)間室半月板前角厚度；d：外側(cè)間室半月板后角厚度。*P ＜ 0.05。

表4 相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis

圖3 男性 a 與 b 相關(guān)性Fig. 3 Correlation between male a and b

圖4 女性 a 與 b 相關(guān)性Fig. 4 Correlation between female a and b

3 討論

半月板或半月軟骨是人體復(fù)雜生物力學(xué)中不可或缺的組成部分，因?yàn)樗鼈兛梢詼p少了脛骨平臺(tái)和股骨髁之間的不協(xié)調(diào)。半月板將力分布在關(guān)節(jié)軟骨面上，從而減少股脛骨應(yīng)力，可能有助于關(guān)節(jié)潤(rùn)滑，并在十字韌帶力量不足時(shí)為受傷的膝關(guān)節(jié)提供穩(wěn)定性[10]。半月板損傷是最常見(jiàn)的膝關(guān)節(jié)疾病，約占所有膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷的15%[11]，且大多數(shù)半月板損傷常伴有急性前交叉韌帶（ACL）損傷，尤其是職業(yè)運(yùn)動(dòng)員嚴(yán)重半月板損傷的診斷率越來(lái)越高[12-13]。對(duì)于嚴(yán)重的半月板撕裂，全部或部分切除是不可避免的，這是促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨退行性變和骨關(guān)節(jié)炎的重要誘發(fā)因素[14-16]。深入的生物力學(xué)基礎(chǔ)研究認(rèn)識(shí)到半月板在傳導(dǎo)負(fù)荷、分散應(yīng)力方面不可替代的作用，膠原半月板植入術(shù)主要作為半月板部分切除的替代治療方法，患者術(shù)后短期臨床隨訪均取得滿意效果，但長(zhǎng)期治療效果難以保證[6]。目前半月板置換材料研究方面取得了較大成就，但考慮到半月板復(fù)雜的異質(zhì)性結(jié)構(gòu)，其仿生功能的臨床轉(zhuǎn)化仍有很長(zhǎng)的路要走。半月板切除術(shù)后雖然可以暫時(shí)減輕患者膝關(guān)節(jié)癥狀和改善功能，但術(shù)后異常的關(guān)節(jié)應(yīng)力及軟骨磨損將會(huì)顯著加劇膝關(guān)節(jié)退變進(jìn)程和膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生，因此恢復(fù)半月板正常的形態(tài)學(xué)是治療半月板嚴(yán)重?fù)p傷的根本方法[17]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于人工半月板的研究大多集中于材料學(xué)和生物力學(xué)方面，對(duì)于形態(tài)學(xué)的研究尚較少。本研究旨在應(yīng)用MRI成像技術(shù)測(cè)量正常成人半月板前、后角的厚度，尋找正常成人的半月板形態(tài)特點(diǎn)，為全膝關(guān)節(jié)置換假體設(shè)計(jì)和優(yōu)化人工半月板設(shè)計(jì)提供技術(shù)手段、參數(shù)。

本研究是采取MRI 成像技術(shù)用于半月板前后角厚度數(shù)字化資料的影像學(xué)回顧性研究，從研究結(jié)果中可以得出，內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度為（3.65±0.93）mm；內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度為（5.25±1.17）mm；外側(cè)間室半月板前角的厚度為（4.82±1.08）mm；外側(cè)間室半月板后角厚度為（6.89±1.03）mm，從研究結(jié)果來(lái)看，外側(cè)間室半月板前后角厚度要大于內(nèi)側(cè)間室半月板前后角的厚度，這與半月板解剖形態(tài)相符合的，半月板是新月型，分內(nèi)外兩側(cè)，內(nèi)薄外厚，同時(shí)也與趙衛(wèi)民等[18]的研究結(jié)論一致，說(shuō)明筆者數(shù)據(jù)具有一定的代表性。同時(shí)無(wú)論是內(nèi)側(cè)間室內(nèi)還是外側(cè)間室內(nèi)，半月板前角的厚度均厚于半月板后角的厚度，這與李釗等[17]的研究結(jié)論一致，因?yàn)樗麄兪峭ㄟ^(guò)膝關(guān)節(jié)MRI 掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件行三維重建后再進(jìn)行測(cè)量，而筆者通過(guò)內(nèi)外間室中軸位測(cè)量半月板前后角厚度，因此兩者測(cè)量數(shù)據(jù)有一定的差異，但是總體規(guī)律存在，筆者的方法相對(duì)更簡(jiǎn)單，而且更符合臨床需求。經(jīng)兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，男性和女性情況對(duì)比，內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），可以得出膝關(guān)節(jié)半月板前后角厚度除了內(nèi)側(cè)半月板后角的后厚度，其它與性別沒(méi)有區(qū)別，意味著設(shè)計(jì)假體的時(shí)候不用過(guò)多關(guān)注性別；經(jīng)兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)左側(cè)與右側(cè)患者組間的內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度、內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度和外側(cè)間室半月板前角厚度均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），而且無(wú)論是內(nèi)側(cè)間室還是外側(cè)間室右側(cè)半月板前后角的厚度均大于左側(cè)；經(jīng)Pearson 相關(guān)性分析男性和女性膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室半月板前、后角厚度具有相關(guān)性（P＜ 0.05）和經(jīng)Pearson 相關(guān)性分析男性和女性膝關(guān)節(jié)外側(cè)間室半月板前、后角厚度具有相關(guān)性（P＜ 0.05），表明無(wú)論是男性還是女性，內(nèi)側(cè)間室半月板前角厚度和內(nèi)側(cè)間室半月板后角厚度具有關(guān)聯(lián)，同時(shí)外側(cè)間室半月板前角和外側(cè)間室半月板后角具有關(guān)聯(lián)性。

MRI 是目前少有的對(duì)人體沒(méi)有任何嚴(yán)重傷害的安全、快速、準(zhǔn)確的臨床診斷方法，被認(rèn)為是診斷膝關(guān)節(jié)半月板疾病的首選影像檢查手段[19]，因此本研究是采取回顧性研究MRI 影像資料的方式，是安全合理的，無(wú)需再次對(duì)患者進(jìn)行二次掃描，更符合倫理要求，但本研究也存在不足，雖然MRI 掃描技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的影像技術(shù)，筆者已從矢狀面進(jìn)行了研究，但是半月板是立體的，它的特異性、差異性不僅僅表現(xiàn)在矢狀面上，另外一方面由于每一個(gè)病例測(cè)量工作量較大，因此測(cè)量的樣本量有限，后續(xù)研究會(huì)增加相應(yīng)的病例，進(jìn)一步完善相關(guān)指標(biāo)之間的關(guān)系。

綜上所述，應(yīng)用MRI 掃描成像技術(shù)測(cè)量正常成人內(nèi)外側(cè)間室半月板前、后角的厚度，可以為臨床提供更為詳盡的形態(tài)學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，有利于指導(dǎo)全膝關(guān)節(jié)置換假體設(shè)計(jì)和優(yōu)化人工半月板設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。