三维CT在股骨颈前倾角测量中的应用

刘天婧，石永言，赵群

（中国医科大学 附属盛京医院小儿骨科，沈阳 110004）

三维CT在股骨颈前倾角测量中的应用

刘天婧，石永言，赵群

（中国医科大学 附属盛京医院小儿骨科，沈阳 110004）

目的 利用三维CT测量单侧发育性髋关节脱位（DDH）患儿股骨颈前倾角（FNA）的数值，初步研究单髋脱位患儿的双侧股骨近端发育演变规律。方法 收集366例单侧DDH患儿的三维CT图像，按年龄分组：小于18个月组、18个月至3岁组、大于3岁组，测量各年龄组的患侧和健侧FNA的大小，利用统计软件学进行统计学分析，并绘制DDH患儿的FNA-年龄变化曲线图。从而揭示股骨近端的发育演变规律。结果 单髋脱位的患侧FNA比健侧平均大1°～5°，且差异具有统计学意义（P＜0.05）。小于18个月、18个月至3岁年龄组的患侧和健侧FNA的差异没有统计学意义（P＞0.05），大于3岁的两侧差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 单髋脱位的股骨近端病理改变并不仅仅存在于患侧，其健侧也发生改变，且双侧FNA随年龄增大的演变规律是对称的。

发育性髋关节脱位；三维CT；股骨颈前倾角

发育性髋关节脱位（developmental dysplasia of the hip，DDH）是儿童骨科最常见的先天性疾病之一，可严重影响患儿的行走和生活质量。在DDH患儿中，许多方法被用于股骨颈前倾角（femoral neck anteversion，FNA）的测量，如X线双平面法（Ogata坐标法）、超声法、二维CT重叠法等。近年来随着三维CT的广泛应用，可清晰显示股骨近端和股骨内外侧髁的解剖关系，使FNA的测量更加精确可靠，为指导临床手术方案的选择及术后疗效的评估提供科学的依据。本研究通过三维CT测量，探讨单侧DDH患儿的患侧与健侧FNA的大小，及其随年龄的变化规律，揭示DDH患儿股骨近端发育的病理演变规律。

1 材料与方法

1.1 一般材料

收集我院2004年1月至2008年12月被诊为单侧DDH患儿的三维CT资料，共366例，男60例，女306例。患儿年龄6个月～15岁。其中右髋脱位143例，左髋脱位223例。所有病例在行三维CT检查前均为初次诊治，未接受过任何保守治疗或手术治疗，排除患有已知的神经肌肉系统疾病或合并其他先天畸形者。

1.2 检查方法

患儿仰卧于检查床上，双腿自然伸直，平行于检查台长轴。先扫描双侧髋关节，范围从髋臼上缘至股骨小转子；再扫描双侧股骨远端，即双侧股骨内外侧髁。将两组轴位图像传输到工作站采用表面遮盖技术SSD进行图像的后处理（图1、图2）。

1.3 测量方法

将髋、膝关节的二维数据进行三维CT表面重建。获得股骨内外侧髁和股骨近端的立体图像，将股骨近端及股骨内外侧髁重叠在一幅图像中，两髁最低点与大粗隆最低点确定额状面，并且大粗隆最低点在两髁最低点的中央，三点连成一条直线，即髁轴。股骨头中心（股骨头最大直径处的圆心）与股骨颈基底部中心的连线（股骨头骨骺较小或偏位时，以股骨颈轴线为准）为颈轴，颈轴与髁轴的夹角即为股骨颈前倾角（图3）。

1.4 统计学分析

统计各年龄组单髋脱位患侧和健侧的FNA大小，绘制FNA-年龄变化曲线图。并将所有患儿分为小于18个月、18个月～3岁和大于3岁3个年龄组，测量每个患儿的患侧与健侧的FNA值，二者组成配对资料。采取配对样本t检验，分组进行检验，利用SPSS15.0软件统计分析，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同年龄组健侧和患侧的FNA值

单髋脱位的患侧 FNA为（36.09±8.46）°，健侧为（34.54±8.81）°，两者之间差异具有统计学意义；小于18个月组患侧 FNA为（33.70±6.49）°，健侧为（32.76±7.84）°，两者之间的差异没有统计学意义；18个月～3岁组患侧为（35.78±7.90）°，健侧为（34.26±8.88）°，两者之间的差异也没有统计学意义；而大于3岁组患侧为（39.86±9.70）°，健侧为（37.42±9.34）°，两者之间的差异具有统计学意义。见表1。

表1不同年龄组单髋脱位健侧与患侧FNA的比较［±s，（°）］Ta b.1Th ec o mp a r i s o nb e t w e e nt h eFNAo f t h ea f f e c t e da n d u n a f f e c t e ds i d e so f u n i l a t e r a l DDHi nd i f f e r e n t a g eg r o u p s［±s，（°）］Age group n Unaffected Affected t P＜18months 147 32.76±7.8433.70±6.491.5910.11418months-3years 116 34.26±8.8835.78±7.901.9470.054＞3years 103 37.42±9.3439.86±9.702.6320.010Total 366 34.54±8.8136.09±8.463.5890.000

2.2 患侧和健侧的FNA值-年龄变化曲线

患侧的FNA值从6个月的32.94°增大到5～6岁时的43.14°，而后出现一定程度的下降，6～7岁为41.14°，7～8岁时为 38.45°，8岁以上为 38.80°；健侧的FNA值从6个月时平均为31.38°增大到5～6岁时的41.00°，而后出现一定程度的下降，6～7岁为38.43°，7～8岁时为 35.09°，8岁以上为 34.45°（图4）。

3 讨论

自从1954年Billing［1］首先对股骨的几何结构及FNA的定义进行了详细阐述以来，相继有多种方法用于测量FNA的大小，例如X线双平面法（Ogata坐标法）、超声法、2张或3张二维CT图像重叠法等。但这些方法都存在着一个缺点：他们得到的图像是二维平面图像，不能直观反映股骨近端和股骨内外侧髁的三维立体解剖结构之间的关系，而是通过2个或3个二维CT平面的夹角来估算FNA的大小，图像选择的随机性较大，可重复性差，且受患者的体位影响较大。随着三维CT的应用，其重建的图像清晰显示股骨近端和内外侧髁的解剖结构，且图像可以在360°角内任意角度观察，能够精确定位股骨头和股骨颈基底部的中心，从而确定股骨颈轴线，可重复性强。同时，三维CT又能从不同角度显示股骨头与髋臼的解剖关系，这对临床医生全面直观的了解DDH患儿髋关节的整体病理改变和三维立体解剖关系有很大的帮助，为临床选择手术方式提供客观依据。

许多学者验证了三维CT测量FNA的准确性较高。纪盛章等［2］分别采用二维CT、三维CT和标本实物测量了30例股骨标本，得出三维CT和标本实物的差异无统计学意义，而二维CT和标本实物的差异有统计学意义。柳达等［3］采用标本实物法、二维CTWeiner方法、二维CTMurphy方法、三维CT方法分别对12例股骨标本进行测量，得出三维CT与标本实物测量最为接近，两者差异无统计学意义，且两者的相关性最好。可见采用三维CT方法重建后的图像与实物测量方法所观察的图像本质上是一致的，可以把此方法作为评估前倾角大小的标准［4］。Dunlap等［5］根据 5个作者对 1524个股骨标本的测量，得出FNA平均值为11.2°，还发现前倾角随年龄增加而逐渐变小，出生后3～8个月平均为31°，2岁时为 23.7°，至成人时为 8.7°。Tachdjian 等［6］指出出生前几个月股骨颈与股骨内外侧髁处于同一冠状面上，FNA为 0°，出生时约为 30°～35°，1岁时约为26°，以后逐渐减少，至成人约为13°。

目前观点认为DDH患儿的FNA会增大，所以需要采用股骨近端旋转截骨术［7］来纠正增大的FNA。但DDH患儿的FNA究竟增大多少，患侧与健侧的股骨近端发育如何，术中需要矫正多少是适宜的，始终是小儿骨科医生的一大难题。我科早期一些尚未发表的资料显示，对一些DDH患儿的随访观察中发现，有些患儿的术后FNA呈现了负值，这可能是由于早期术前没有三维CT的准确测量，无法得知FNA的准确度数，无法制定精确的旋转截骨方案，术中不能纠正到一个合适的度数，从而出现术后FNA呈现负值的情况，这将不可避免的造成了医源性髋关节骨关节炎的发生［8］。

我们通过对366例单髋脱位患儿的患侧和健侧的FNA测量，将患侧与健侧配对统计发现，患儿在行走之前及学步期，其患侧与健侧之间并无统计学差异（小于18个月组，P＝0.114；18个月～3岁组P＝0.054）。单髋脱位患儿，无论其患侧或健侧，都与正常人的前倾角（12°～15°）相差甚多，这种改变提示虽然是单髋脱位的患儿，但其健侧的前倾角同样增大，需要在以后的随访观察中密切注意其变化。我们推测这可能跟股骨近端是人体下肢生物力学传导系统的重要组成部分有关，FNA的改变在患儿尚未行走负重时（小于18个月）及学步早期（18个月～3岁）是对称的，双侧之间的互相适应为了更好的力学传递。具体股骨近端在人体下肢生物力学传递系统中起着怎样的作用，其双侧FNA的关系如何，有待进一步研究。

3岁后患儿已能够独立行走，此时由于髋关节负重的影响，此时患侧与健侧FNA之间的差异具有统计学意义（P＝0.010）。3岁后单髋脱位患儿的健侧FNA为37.42°，患侧为39.86°，两侧差异虽然有统计学意义，但其差值仅为2.44°，在临床上可认为双侧FNA是对称的。同理，对于整个总体，患侧与健侧的差异也有统计学意义，但两侧1.54°的差别也无临床意义。

总之，单髋脱位的股骨近端病理改变并不仅仅存在于患侧，其健侧也发生改变。两侧的差异具有统计学差异，但相差 1°～5°，平均 1.54°，无临床意义。患侧及健侧前倾角随患儿年龄增大都有轻度的上升趋势，表示在未治疗的单髋脱位中，不仅患侧前倾角增大是随年龄变化而逐渐发展的，其对侧也经历着同样的进展过程，且双侧是对称的。

［1］Billing L.Roentgen examination of the proximal femur end in children and adolescents；a standardized technique also suitable for determination of the collum-，anteversion-，and epiphyseal angles；a study of slipped epiphysis and coxa plana ［J］.Acta Radiol，1954（Suppl），110：1-80.

［2］纪盛章，程喜定，杨建平，等.股骨颈前倾角三维CT测量方法［J］.中华骨科杂志，2001，21（3）：187-188.

［3］柳达，马瑞雪，吉士俊.利用螺旋CT的三维重建技术测量股骨颈前倾角［J］.中华小儿外科杂志，2002，23（6）：526-530.

［4］Kim JS，Park TS，Park SB.Measurement of femoral neck anteversion in 3D.Part1：3Dimaging method ［J］.Med Biol Comput，2000，38（6）：603-609.

［5］Dunlap K.Anew method for determination of torsion of the femur［J］.JBone Joint Surg Am，1953，35（A）：289-232.

［6］Tachdjian MO.Pediaetric orthopaedics［M］.3rd ed.Philadelphia：W.B.Saunders Co，2002.

［7］Blockey NJ.Derotation osteotomy in the management of congenital dislocation of the hip［J］.JBone Joint Surg Am，1984，66（B）：485-490.

［8］Tonnis D，Heinecke A.Acetabular and femoral anteversion：relationshipwithosteoarthritis of the hip ［J］.JBone Joint Surg Am，1999，81（12）：1747-1770.

（编辑 裘孝琦，英文编辑 郑华川）

The Evaluation of Femoral Neck Anteversion by Three-dimensional Computed Tomography

LIUTian-jing，SHIYong-yan，ZHAOQun
（Department of Pediatric Orthopaedics，Shengjing Hospital，China Medical University，Shenyang 110004，China）

ObjectiveTo evaluate the femoral neck anteversion （FNA）of patients with unilateral developmental dysplasia of the hip（DDH）and reveal the developmental regularity of the proximal femur.Methods366three-dimensional CTs of unilateral DDHpatients were categorized into three age groups：＜18months，18months-3years，and ＞3years.The femoral neck anteversion of both sides were measured and a statistical comparison was performed between them.The line chart showing the relationship of femoral neck anteversion and age was drawn to reveal the developmental regularity of the proximal femur.ResultsIn total，the affected side of unilateral DDHhad an femoral neck anteversion 1°～5°significantly larger than the unaffected side（P<0.05）.There was no statistical difference between affected and unaffeted sides in age group ＜18months and 18months-3years，while it was significant in age group ＞3years.ConclusionPathological changes of the proximal femur were observed not only the affected side in unilateral DDHbut also the unaffected side.The FNAsymmetrically developed with age older.

developmental dysplasia of the hip；three-dimensional computed tomography；femoral neck anteversion

R726.8

A

0258-4646（2010）01-0044-03

刘天婧（1985-），女，硕士研究生.

赵群，E-mail：zhaoqunorthopedics@hotmail.com

2009-08-11