健康成年人膝关节髁间窝宽度与高度的MRI研究及临床意义

齐 萌，王 颖，叶 颖，吴文灏

（1.广东省中医院影像科，广东 广州510006；2.中山大学附属第五医院放射科，广东 珠海519000）

股骨髁间窝是股骨下端的重要解剖结构，其形态及大小可能与前交叉韧带撞击综合征、前交叉韧带损伤［1－2］及骨性关节炎的疼痛和活动受限［3］有关。MRI是精确测量膝关节软组织结构和骨组织结构的重要手段，其对髁间窝的测量可以基本替代解剖测量［4－5］。以往认为髁间窝形态在成年以后不会发生变化，但有报道［6］显示髁间窝可能有随年龄变小的趋势。本文在MR图像上测量不同年龄组正常人膝关节髁间窝的高度及宽度，观察其变化趋势，并为探讨相关疾病的发生机制提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2008年3月～2010年8月间成年受试者150例（共150膝），其中男71例，女79例，年龄20～87岁。纳入标准为：①临床无膝关节不适，无膝关节外伤及或手术史；②膝关节X线平片检查正常；③膝关节MRI检查正常。将纳入受试者按年龄分为3组：青年组，20～29岁，共50例，其中男25例，女25例；中年组，30～49岁，共50例，其中男25例，女25例；老年组，≥50岁，共50例，其中男21例，女29例。

1.2 仪器与方法

1.2.1 MRI扫描 采用西门子63SP 1.5 T 及3.0 T MAGNETOM Trio Ti m MR成像仪行膝关节扫描。使用专用膝关节相控阵表面线圈，采取仰卧位，膝关节伸直内旋15°，髌骨下缘位于线圈中心。扫描序列及参数分别为：1.5 T矢状面SE序列T1WI，TR 450 ms，TE 11 ms；冠状位 T2WI，TR 2 700 ms，TE 92 ms；FOV 200 mm×200 mm，层厚3 mm，层间距0.3 mm。3.0 T 矢状面SE序列 T1WI，TR 450 ms，TE 11 ms；冠状位 T2WI，TR 4 000 ms，TE 111 ms；FOV 180 mm×180 mm，层厚3 mm，层间距0.6 mm。

1.2.2 图像测量及数据采集 髁间窝宽度及高度的测量参考 Wada［7］及邓军等［8］的方法，即在冠状位T2WI显示髁间窝最完整层面上，髁间窝顶皮质外缘至双侧后髁皮质外缘连线的垂直距离为髁间窝的高度；髁间窝1／2高度处内外侧髁皮质外缘的横径为髁间窝的宽度。所有测量均在MRI工作站原始图像上进行（见图1）。

1.3 统计学分析 应用SPSS 13.0软件进行统计分析。使用Person检验进行髁间窝宽度、高度与年龄的相关分析；各年龄组之间的比较使用oneway－ANOVA［9］；性别间比较使用两样本之间的t检验。双侧P值＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 髁间窝宽度 青年组、中年组、老年组髁间窝宽度与年龄之间有显著负相关关系（P＜0.000，r＝－0.455）。3组组间差异具有统计学意义（F＝18.343，P＜0.000）；青年组与中年组、青年组与老年组、中年组与老年组之间差异均具有统计学意义（P＝0.003，P＜0.000，P＝0.003）。青年组男女之间差异无统计学意义（F＝1.038，P＝0.313）；中年组男女之间差异无统计学意义（F＝0.361，P＝0.551）；老年组男女之间差异无统计学意义（F＝1.027，P＝0.316）。各组男女髁间窝宽度测量值见表1。

表1 健康成年人不同年龄阶段髁间窝宽度 l／mm

2.2 髁间窝高度 青年组、中年组、老年组髁间窝高度与年龄之间有显著负相关关系（P＜0.000，r＝－0.378）。3组组间差异具有统计学意义（F＝13.094，P＜0.000）；青年组与中年组、青年组与老年组、中年组与老年组之间差异均具有统计学意义（P＝0.003，P＜0.000，P＝0.045）。青年组男女之间差异无统计学意义（F＝0.082，P＝0.776）；中年组男女之间差异无统计学意义（F＝0.753，P＝0.390）；老年组男女之间差异无统计学意义（F＝0.993，P＝0.324）。各组男女髁间窝高度测量值见表2。男性各年龄组髁间窝 MRI冠状位图像，见图2～4；女性各年龄组髁间窝MRI冠状位图像，见图5～7。

表2 健康成年人不同年龄阶段髁间窝高度 l／mm

3 讨论

股骨髁间窝是股骨下端重要的解剖结构，是股骨内侧髁及外侧髁之间的深凹，其内外侧壁及顶壁均为骨性结构，作为腘窝之底，此处皮质厚而粗糙。其内容纳前后交叉韧带，当膝关节屈曲90°时，股骨髁间窝的外形大致像一倒置的“U”形；当膝关节完全伸直时，股骨髁间窝的空间刚好纳入前交叉韧带前下部进入髁间窝内，其形态大小完全匹配。当髁间窝狭窄，即髁间窝容积变小时，可在膝关节伸直位时造成前交叉韧带磨损，导致前交叉韧带撞击征［1］，引起前交叉韧带的损伤甚至断裂，产生关节屈伸疼痛、活动受限、关节不稳等症状。

髁间窝宽度及高度的测量可以反映髁间窝容积的大小，也是目前国内外文献中最常用的测量径线［7－8］。MRI具有良好的软组织分辨力，可以清楚显示膝关节诸结构，对其图像的测量与解剖测量差异无统计学意义［10－11］，即基本可以代替解剖学测量，同时MRI检查具有无辐射、可重复等优点，是测量健康人群膝关节髁间窝大小的理想工具。

本研究显示，健康成年人髁间窝宽度、高度有随年龄增长而变小的趋势，这一结果与Murshed等［6］的研究结果一致，随着年龄增长，股骨内外侧髁随着受力次数的增加而造成的骨质代偿性增生硬化可以导致髁间窝变窄。Murshed等还得出髁间窝内外侧髁宽度与年龄均有负相关性，分析其原因可能是由于年龄增大导致钙质代谢活跃、钙质缺乏及骨质疏松。这一结论可能会为临床进行膝关节相关手术时提供数据参考，即不同年龄段髁间窝的大小可能本身就存在差异，在术前及术后评估时应注意到这种差异。

有研究［12－13］显示，骨关节炎的发病率随年龄增长而增加，结合本文研究结论，健康成年人髁间窝随着年龄增长而关节逐渐变窄，这就更容易造成前交叉韧带的损伤，从而引起关节活动时对合改变，引起前交叉韧带撞击、进而导致前交叉韧带进一步损伤甚至撕裂；同时也因异常的受力点引起软骨的磨损，骨赘形成，从而导致骨关节炎［10］。严重骨关节炎患者的髁间窝比轻度膝关节骨关节炎患者及正常人狭窄［14］，而髁间窝骨赘的严重程度与膝关节内侧腔室退变程度密切相关。因此，骨关节炎随年龄增长发病率增加，这可能与健康成年人髁间窝宽度、高度本身就有随年龄增长而变小的趋势有关。

本研究显示，男女髁间窝大小之间差异并无统计学意义，这与部分学者［15－18］的研究结论一致，但Chandrashekar［19］使用人体标本测量髁间窝大小显示健康女性髁间窝比男性要小，并指出女性前交叉韧带损伤的发生率明显较男性高。分析其原因可能与研究对象的纳入标准、年龄选择及测量方法不尽相同有关。这也提示髁间窝形态之外的原因可能会更直接影响膝关节病变在不同性别的发病率。

总之，MRI检查可以准确测量髁间窝形态，健康成年人髁间窝宽度、高度与年龄呈显著负相关，即有随年龄增长逐渐变窄的趋势，这一结论可能会为临床行膝关节相关手术提供数据参考。另外，结合髁间窝越窄越容易引起前交叉韧带损伤、进而导致骨关节炎这一结论，可以从生理学角度解释骨关节炎的发病率随年龄增长而增加的原因。同年龄段健康男女成年人髁间窝大小差异无统计学意义，这提示髁间窝形态之外的原因可能会更直接影响膝关节病变在不同性别的发病率。

图1 膝关节髁间窝宽度及高度测量。ab示内外侧髁下份皮质外缘连线；cd示髁间窝高度，为髁间窝顶至ab的垂线；ef示髁间窝宽度，为髁间窝高度1／2处ab的平行线 图2 男，26岁，髁间窝宽度22.32 mm，高度35.23 mm 图3男，35岁，髁间窝宽度20.32 mm，高度25.00 mm 图4 男，57岁，髁间窝宽度20.44 mm，高度24.51 mm 图5 女，22岁，髁间窝宽度21.26 mm，高度33.40 mm图6 女，46岁，髁间窝宽度20.17 mm，高度26.87 mm 图7 女，71岁，髁间窝宽度14.77 mm，高度20.04 mm

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