正常成年人股骨远端关节软骨厚度的超声测量

薛利芳，王元利，卢艳丽，

牛琳琳2，毛军2，刘艳华2，蒋岚2

1.北京大学人民医院 超声科，北京100044；2.北京市隆福医院 超声科，北京 100010

近年来，应用高频超声评价软骨厚度和软骨损伤成为新的研究热点，是一种准确可行的评估膝关节软骨厚度的检查方法[1-7]。但是，有关正常膝关节软骨厚度的正常参考值报道较少，软骨厚度的测量点尚未统一。大量研究主要集中在软骨厚度与体重、身高等因素的关系[8]。本研究旨在通过超声测量膝关节股骨远端关节软骨厚度，为建立股骨远端关节软骨厚度的正常参考值奠定基础。

1 资料和方法

1.1 临床资料

2013年4~10月，采用简单随机抽样方法，选择180例20~38岁的志愿者作为研究对象。其中男性82例，平均年龄31岁；女性98例，平均年龄29岁。

入选健康志愿者需具备以下条件：① 无膝关节畸形；② 无膝关节外伤史、疾病史及手术史；③ 无下肢病变史及相关遗传病史；④ 超声检查前2月内无膝关节疼痛等不适。对志愿者的关节软骨全面扫查，若发现任何区域出现软骨表面毛糙、内部回声不均、局部轮廓改变等情况，即排除该志愿者。

1.2 测量原理

“关节囊-软骨-骨”在声像图上可形成“高-低-高”的3层结构。测量高回声线间的距离即可知软骨的厚度，见图1。

图1 软骨厚度的测量方法

1.3 仪器与方法

采用Philips iU22和日立HI VISION Avius彩色多普勒超声诊断仪，探头频率5~12 MHz。

选用仪器内置肌骨条件，采用膝关节极度屈曲体位，探头置于股骨远端关节面前方，做系列横断扫查，全面观察软骨，选取横断清晰的优质图像，冻结图像，测量3点处软骨厚度。部分受试者由于不能采取膝关节极度屈曲体位，横断显示关节软骨相对困难，可采用纵断替代横断进行测量。具体测量点为内侧髁、髁间沟和外侧髁；内、外侧髁选择最隆起处或距软骨内、外缘约为5 mm处测量，髁间沟选择最凹陷处测量。

1.4 图像纳入标准

选取边界清晰，表面光滑，内部回声均匀、呈低回声的图像。

1.5 数据分析

采用SPSS 20.0统计软件进行处理，测量数据为计量资料，用均数±标准差（±s）表示。数据之间采用t检验进行比较，以P<0.05为差异有统计学意义。参考值范围采用百分位法（P2.5和P97.5）进行计算。

2 结果

在本研究中，当膝关节采取极度屈曲体位时，关节软骨显示率为100%，即所有受试者的膝关节软骨均能清晰显示，随机抽取的180例子名志愿者中，排除关节软骨内超声回声不均或图像表面欠光滑的8名女性志愿者和7名男性志愿者。实际样本共计165例，其中男性健康志愿者75例，女性健康志愿者90例。

经比较，男女两组膝关节外髁面关节软骨厚度平均值均大于内髁面，差异有显著意义（P＜0.05），见表1。

表1 股骨内髁与股骨外髁关节面软骨厚度比较（±s，mm）

表1 股骨内髁与股骨外髁关节面软骨厚度比较（±s，mm）

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经比较，左、右膝关节软骨厚度平均值差异无显著意义（P＞0.05），见表2。

表2 左、右膝关节软骨厚度比较（±s，mm）

表2 左、右膝关节软骨厚度比较（±s，mm）

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比较男、女志愿者的软骨厚度，结果表明，男性膝关节软骨厚度的平均值大于女性，差异有显著意义（P＜0.05），见表3。

表3 男性与女性股骨关节面软骨厚度比较（±s，mm）

表3 男性与女性股骨关节面软骨厚度比较（±s，mm）

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经计算，男、女性股骨远端关节软骨厚度各点测值的95%参考值范围，见表4。

表4 正常成年男、女性股骨远端关节软骨厚度各点测值的95%参考值范围（mm）

3 讨论

膝关节软骨损伤在临床上较为常见，以往认为，由于关节软骨没有血供、无淋巴引流、无神经支配，且软骨细胞是高度分化的组织细胞，其分裂能力非常有限，软骨细胞一旦损伤就很难修复[9-10]。随着医疗技术手段的不断提高，软骨损伤后很难修复的概念正在颠覆，软骨损伤后修复技术水平日益提高，临床对软骨损伤早期诊断的需求也越来越重要。然而，评价软骨损伤的方法有限，常规传统X线检查不能直接显示软骨，而是通过关节间隙变窄间接说明晚期软骨病变。MRI虽然能够通过抑脂技术很好地显示软骨，但由于设备和技术要求高且价格昂贵，因此临床普及应用相对困难。关节镜是评价关节软骨的金标准，但属于有创性检查，不适合作为常规检查手段。本研究以正常成年人为研究对象，通过超声测量关节软骨特定点的厚度，为关节软骨厚度正常参考值的建立及软骨疾病的诊断与动态评估提供借鉴。

人和动物从出生到骨骼发育成熟的过程中，关节软骨随着年龄增长发生变化[11]。一般来说，人类在18岁时软骨发育趋于成熟，此时软骨厚度相对恒定，受身高、体重影响较小。而过度肥胖容易使膝关节负荷过重或不当。另外，各种代谢性疾病和营养不良均可导致膝关节软骨变薄或发生病变。根据年龄、体重、疾病等影响因素，将20~38岁作为志愿者入选的年龄标准。

本研究的结果表明，膝关节股骨远端关节软骨厚度在不同的区域测量值不同。髁间沟软骨厚度平均值大于内髁面和外髁面，股骨外髁软骨厚度平均值大于股骨内髁。根据人体膝关节受力分布，内髁面受力最大，髁间沟受力最小。因此，推测软骨厚度与受力成反比。Ozlem等[12]采用超声技术对多囊卵巢综合症的膝关节股骨远端软骨厚度进行测量，正常对照组年龄范围为（24.8±4.2）岁，共计60个女性膝关节，其膝关节股骨内侧髁、髁间沟及外侧髁软骨厚度分别为（0.18±0.03）cm、（0.16±0.02）cm、（0.17±0.02）cm，测量值与本文结果基本一致；该研究结果表明，左、右膝关节测量值无差异，与本研究也一致。内侧髁与外侧髁软骨厚度无差异，与本文不一致；这可能与选择的测量位点和年龄分布有关，因此，还需进一步完善研究方案，分析基于超声方法的膝关节软骨厚度分布特征。

左、右膝关节软骨厚度比较无显著性意义，根据软骨厚度与受力成反比的理论推测，正常健康人左、右膝关节受力均衡。男、女膝关节软骨厚度比较有显著性差异，男性膝关节软骨厚度大于女性，这与孙英彩等[13]采用MRI测量正常人膝关节软骨厚度的结果一致。孙英彩认为，正常人膝关节不同区域软骨厚度不同，男性软骨厚度大于女性，16岁以后软骨厚度与年龄、身高和体重不相关，15岁前呈负相关。但多数学者认为，软骨厚度随年龄增加而变薄。本文研究对象年龄为20~38岁，其正常参考值范围与MRI测量的正常值范围基本一致。

本研究认为，超声不仅可用于膝关节软骨特性的声学评价，还可对其软骨厚度进行定量测量。由于股骨远端软骨为透明软骨，当体位恰当时，超声波可以穿透并成像显示，声像图表现为带样无回声覆盖在骨表面。当膝关节处于极度屈曲体位时，由于关节软骨被关节囊覆盖，关节软骨声像图表现为表面高回声的关节囊和强回声的软骨下骨表面之间的无回声带，关节软骨的厚度即关节囊与软骨下骨板间的无回声带的距离。由于膝关节各个部位的软骨厚度不同，未来研究需要对测量位点进行明确规定。

本研究以正常成年人为研究对象，通过超声测量关节软骨特定点的厚度，为关节软骨厚度正常参考值的建立及软骨疾病的诊断与动态评估提供借鉴。

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