MRI评估慢性踝关节不稳患者距骨和腓骨位置

周汝寿 李宏云 李宏 华英汇 陈世益

1昆明市中医医院（云南昆明 650027）

2复旦大学附属华山医院运动医学与关节镜外科，复旦大学运动医学中心（上海 200040）

MRI评估慢性踝关节不稳患者距骨和腓骨位置

周汝寿1，2李宏云2李宏2华英汇2陈世益2

1昆明市中医医院（云南昆明 650027）

2复旦大学附属华山医院运动医学与关节镜外科，复旦大学运动医学中心（上海 200040）

目的：评估慢性踝关节不稳患者距骨和腓骨在踝关节中的位置。方法：100名测试对象纳入本研究，其中50名为慢性踝关节不稳患者（A组），50名为非踝关节不稳疾病、至我院就诊的患者（B组）。每名测试对象行MRI检查，并在横断面上采用2种方法测量腓骨在踝穴内的前后位置：采用轴向踝指数（ax⁃ial malleolar index，AMI）以距骨为参照物测量腓骨的位置；采用踝间指数（inter malleolar index，IMI）以内踝为参照物测量腓骨的位置。另外，我们还应用一种新的测量方法：踝距指数（malleolar talus index，MTI）来测量距骨在踝穴内的旋转位置。结果：以距骨为参照物时，踝关节不稳组AMI明显高于较对照人群（11.04°±5.66°vs 7.68°±5.38°，P＜0.01）；但以内踝为参照时，踝关节不稳组IMI与对照人群组相比无显著差异（7.22°±3.44°vs 7.93°±3.36°，P=0.03）；以内踝为参照物测量距骨在踝穴内的旋转位置时，踝关节不稳组MTI明显高于较对照人群（89.46°±2.64°vs 85.99°±2.24°，P＜0.01）。结论：慢性踝关节不稳患者存在距骨内旋现象，但腓骨在踝穴内的位置并未发生改变。

踝；不稳；距骨；腓骨；位置

踝关节扭伤是最常见的运动损伤之一，部分患者会残留疼痛、肿胀、打软腿等慢性症状，并可出现反复扭伤的踝关节不稳表现。导致踝关节扭伤的危险因素包括内源性（韧带松弛、神经肌肉控制异常以及解剖变异等）以及外源性（鞋子类型、运动强度与运动方式、运动前是否热身等）两种。既往的研究发现，踝关节解剖变异是导致踝关节反复扭伤的一个重要因素。有学者发现胫骨平台和足跟内翻与慢性踝关节不稳有关[1，2]。Frigg等也发现慢性踝关节不稳与胫距关节的骨性不匹配有关[3]。

Scranton等[4]研究发现，慢性踝关节不稳的患者中可出现明显的腓骨在踝穴中向后移位。在他们的研究中，采用轴向踝指数（axial malleolar index，AMI）这一指数来测量腓骨在踝穴中的相对位置。在Scranton之后，又有其他多位研究者分别发表文章支持这一发现[5-7]。他们认为，腓骨后移可能是引起踝关节反复扭伤的重要因素之一，对于这一类解剖异常的患者，需要采取更加积极的治疗方案和康复措施[6]。但是，采用AMI来评估腓骨的相对位置存在一个明显的缺陷：在测量时，需要利用距骨作为测量的相对参照物，如果在这些踝关节不稳的患者中同时存在距骨内旋，则测量出的AMI值也会升高，从而得出腓骨向后移位的错误结果[8]。LeB⁃run等认为，用踝间指数（inter malleolar index，IMI）测量得出的腓骨位置更加准确，因为在这种测量方法中，选取的参照物是相对固定的内踝[8]。

本研究的主要目的是再次评估踝关节不稳患者腓骨在踝穴中的相对位置，并提出一种新的测量指数：踝距指数（malleolar talus index，MTI），用以评估距骨在踝穴内的旋转位置。

1 对象与方法

1.1 实验对象选择

回顾性研究2014年1月至2016年3月至我院就诊的100名患者，分为病例组和对照组两组。病例组（A组）为50例慢性踝关节不稳的患者（24例女性，26例男性），平均年龄25岁（16～55岁），入选标准如下：1）踝关节反复扭伤3次以上；2）在不平的路面上行走有主观不稳感；3）体检显示前抽屉试验阳性；4）MRI显示距腓前韧带（Anterior talofibular ligament，ATFL）撕裂，伴或不伴跟腓韧带（calcaneofibulare ligament，CFL）损伤。

对照组（B组）为50例其他足部疾病并排除踝关节不稳的患者。所有患者无踝关节扭伤史，MRI显示无ATFL和CFL损伤。

排除标准如下：1）之前有踝关节或同侧下肢其它关节手术史；2）存在踝关节周围其它关节或骨骼的畸形如扁平足、高弓足、足跟内翻、胫骨平台内翻等；3）既往踝关节骨折史；4）年龄小于16岁或大于60岁。

1.2 测试方法

采用1.5-T HD Signa双束 MR扫描仪（GE Med⁃ical Systems，USA）进行扫描。受试者处于仰卧位，接受检测的踝关节处于中立位。分别扫描踝关节轴位、冠状位以及矢状位图像。扫描层厚为3.0 mm。采用快速自选回波，扫描参数：TR/TE 2600-2800/24–30 ms矩阵：512×320；ETL:8，视野10 cm。

AMI测量方法[4]如下（图1）：首先确认距骨顶部的关节面层面，并在该层面作3条直线：直线1为距骨轴的中分线；直线2通过内踝前缘，并垂直于直线1；直线3通过外踝前缘，并通过直线1与直线2的交点；直线2与直线3形成的夹角为AMI。AMI为正值代表外踝在直线2的后方，AMI为负值代表外踝在直线2的前方。AMI值越高代表腓骨位置越向后位移。

图1 轴位片测量AMI

IMI（inter malleolar index）测量方法[8]如下（图2）：首先确认距骨顶部的关节面层面，并在该层面作3条直线：直线1为通过内踝关节面的切线，直线2通过内踝前缘，并垂直于直线1；直线3通过外踝前缘，并通过直线1与直线2的交点；直线2与直线3形成的夹角为IMI。IMI为正值代表外踝在直线2的后方，IMI为负值代表外踝在直线2的前方。IMI值越高代表腓骨位置越向后位移。

MTI测量方法如下（图3）：首先确认距骨顶部的关节面层面，并在该层面作3条直线：直线1为通过内踝关节面的切线，直线2为距骨轴的中分线；直线3通过外踝前缘，并垂直于直线1；直线2与直线3形成的夹角为MTI。MTI值的升高代表距骨内旋角度增大。

图2 轴位片测量IMI

图3 轴位片测量MTI

采用图象编档和通信系统（picture archiving and communication system）（PACS version 11.0，Car⁃estream Healthcare，Rochester，NY，USA）Cobb角进行数据测量。测量数据精确到小数点后2位。由同一位医生（第一作者）对每个数值重复测量3次，每次测量间隔最少1周，以消除记忆因素导致的测量偏倚。取3次测量结果的平均值进行统计分析，并根据3次测量结果来计算观察者内部的可信度。另一位医生（第二作者）随机选取A组内部的43名病例进行测量，根据2位医生的测量结果来计算观察者之间的可信度。

1.3 统计学分析

采用a priori power分析计算所需样本量。当设置效应量为0.6，α为0.05，统计效能为0.8时，每组需要最少45例病例。本研究每组各入选50例病例，能够满足统计要求。所有数据用均值和标准误（means±SD）表示，观察者内部和观察者之间的可信度采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）表示，ICC＜0.4表示可信度较低，ICC在0.4～0.7之间表示可信度中等，ICC＞0.7表示可信度较高。使用SPSS19.0（IBM Corporation，Armonk，New York，USA）统计学软件进行统计学分析，两组间比较采用独立样本t检验（性别比较采用卡方检验），并采用可靠性分析进行ICC的计算。P＜0.05为差异具有统计学意义，P＜0.01为差异具有高度统计学意义。

2 结果

观察者内部和观察者之间的可信度见表1，ICC范围在0.738～0.903之间，表明3种测量方法可信度均较高。

A组共有24例女性，26例男性，平均年龄25.6± 12.2岁（16～55岁），左侧踝关节23例，右侧踝关节27例；B组共有22例女性，28例男性，平均年龄23.4± 15.2岁（18～59岁），左侧踝关节21例，右侧踝关节29例。两组之间在年龄、性别、左右侧肢体方面无显著差异。

两组之间AMI、IMI和MTI测量结果见表2。A组患者AMI和MTI明显高于B组，差异具有高度统计学意义（P＜0.01），而两组之间IMI的差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 观察者内部和观察者之间的可信度

表2 两组各指数测量结果

3 讨论

本研究发现，当以距骨作为参照物时，所测量得到的AMI指数在A组病例中显著高于B组，表明慢性踝关节不稳患者腓骨在踝穴内向后移位；而当以内踝作为参照物时，所测得腓骨IMI指数在两组之间无显著差异，表明慢性踝关节不稳患者腓骨在踝穴内并未出现向后移位的现象。这与LeBrun等的结果相同[8]。他们认为出现这两种不同结果的原因是选择不同的参照物导致的。他们认为，在踝关节不稳患者中，内踝的位置相对于距骨来说更为稳定，以内踝作为参照物，所测量得出的结果将更为可靠。我们的研究中也发现，在慢性踝关节不稳患者中，MTI值明显高于对照组，表明慢性踝关节不稳患者存在着距骨内旋的现象，这将会导致AMI在踝关节不稳患者的测量数据增高，间接得出腓骨向后移位的错误结论。

维持踝关节的稳定结构包括静力性稳定结构（韧带、关节几何形态）和动力性稳定结构（肌肉、肌腱）。以前的研究认为踝关节外侧副韧带在维持踝关节旋转稳定和侧方稳定中均发挥重要作用[9，10]，大量的生物力学实验证实，切断踝关节外侧副韧带后，距骨内旋角度将会增加，并出现向前内侧半脱位的现象[11，12]。但是，以往的文献多集中于尸体标本的研究，到目前为止，仅有很少的文献对活体的踝关节距骨内旋角度进行测量[13]。在Caputo等[13]的研究中发现，慢性踝关节不稳患者患侧踝关节距骨内旋角度较对侧升高5.7°±3.6°。研究结果与我们的一致。但是，在他们的研究中，所选取的病例数较少，仅为9例，而且使用的测量方法较为复杂，难以推广。另外，他们将同一名患者的患侧肢体与对侧肢体进行比较，也存在一定的偏倚。以往的研究已经证实，在单侧慢性踝关节不稳的患者中，对侧踝关节也会出现平衡功能障碍、踝关节疼痛、肿胀、活动受限等症状[14-16]。因此，将慢性踝关节不稳患者的双侧肢体进行比较并不合适。在本研究中，我们选取了共100例研究对象的大样本进行测量，采用了一种较为简便、易于推广的方法来测量距骨的内旋，并将踝关节不稳患者与对照人群进行比较，避免了自身比较可能会出现的偏倚，测量结果更为真实可靠。

关于踝关节不稳患者中腓骨在踝穴内的位置一直存在争议。Kavanagh和Hubbard均认为在踝关节不稳患者中，腓骨位置会明显前移[17，18]。但是，在他们的研究中采用踝关节侧位片来测量腓骨的相对位置。这一测量方法并不可靠，因为即便只有很小的踝关节旋转，也会导致测量结果发生明显偏差[6]。Mavi等[19]采用MRI测量腓骨位置，结果发现在踝关节外侧副韧带损伤的人群中，腓骨在踝穴中的位置明显向前方移位。但是，Mavi的研究中样本量较小。在他们的研究中，踝关节不稳组共有10例病例，对照组有43例人群。而根据两组测量结果所计算出的效应量为0.77，检验效能仅为0.68，远达不到统计要求。Scranto[4]、Eren[6]、Mc⁃Dermott[7]和Berkowitz[5]均认为在踝关节不稳的患者中存在腓骨先后移位的现象。但是他们均是采用距骨作为参照物来测量腓骨的位置，因此测量结果并不准确。我们的研究证实，在慢性踝关节不稳的患者中腓骨在踝穴中的位置并未发生改变，这与LeBrun等[8]的研究结果相一致。

关节几何形态对踝关节稳定性的作用与踝关节的位置和关节面所承受的压力有关。在韧带完整与松弛两种状态下，增加轴向负荷能降低踝关节的轴向旋转[20]。关节几何形态的改变可能影响踝关节运动偶联[21]。距骨在踝穴内发生旋转改变可能改变踝关节的运动学，出现异常的病理性活动，改变关节软骨受力分布，导致软骨发生损伤；还有可能改变外侧副韧带的张力，影响损伤韧带的恢复[22，23]；另外，距骨旋转后还可导致位于韧带、关节囊上的本体感受器传入至中枢神经系统的信号发生改变[23]，最终导致踝关节反复扭伤[9，24]，从而进一步增加踝关节发生骨关节炎的风险[25]。因此，有必要对踝关节不稳患者的距骨位置进行评估，对于明显距骨内旋的患者，应积极纠正这种解剖异常，从而降低踝关节扭伤及早期发生创伤性关节炎的风险。另外，这种利用MRI测量距骨旋转位置的方法较为简单，可信度高，也可用于踝关节外侧副韧带修补术后的临床疗效评估。

当然，在本研究中也发现，有部分踝关节不稳的患者并无MTI明显升高，这可能表明距骨内旋的现象并未出现在所有踝关节不稳的患者，在今后的研究中，需要将踝关节不稳患者进一步细分，包括损伤时间、韧带损伤严重程度等，进一步探讨在不同类型的踝关节不稳患者中，距骨内旋情况是否有明显差异。另外，在本研究中对照组是选取非踝关节扭伤，但患有其他足踝疾病的人群，如果在今后的研究中选择健康人群作为对照，可能会更具有说服力。

4 结论

慢性踝关节不稳患者存在明显距骨内旋现象，但腓骨在踝穴内位置并未发生改变。MTI可以作为一种简便、可重复性高的测量方法来评估慢性踝关节不稳患者的距骨在踝穴内的位置。

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MR Image Identification of the Fibular and Talus Position in Patients with Chronic Ankle Instability

Zhou Rushou1，2，Li Hongyun2，Li Hong2，Hua Yinghui2，Chen Shiyi2
1 Kunming Municipal Hospital of Traditional Chinese Medicine，Kunming 650027，China
2 Sports Medicine Center of Fudan University，Department of Sports Medicine and Arthroscopy Surgery，Huashan Hospital，Shanghai 20040，China

Li Hongyun,Email:Lieaoon@126.com

ObjectiveTo evaluate the fibular and talus position in patients with ankle instability.MethodsOne hundred subjects were included in this study，which including 50 patients with chron⁃ic ankle instability（group A）and 50 patients（group B）from the author’s institution for reasons unrelat⁃ed to ankle instability.Magnetic resonance imaging was conducted for both groups.Then the position of the fibular at the axial plane was evaluated through two ways:in relation to the talus（axial malleo⁃lar index，AMI）and in relation to the medial malleolus（inter malleolar index，IMI）.Meanwhile，the rota⁃tion of the talus was also measured using a new index:malleolar talus index（MTI）.ResultsUsing the talus as a reference，the average AMI in group A increased significantly when compared to that in the control group（11.04°±5.66°vs 7.68°±5.38°，P＜0.01）.However，using the medial malleolar as a reference，there was no significant difference in the IMI between group A and the control group（7.22° ±3.44°vs 7.93°±3.36°，P=0.3）.The MTI increased significantly in group A compared to that in the control group（89.46°±2.64°vs 85.99°±2.24°，P＜0.01）.ConclusionThe patients with ankle instabili⁃ty tends to have an internally rotated talus.However，no significant variation in fibular position is found in patients with chronic ankle instability.

ankle，instability，talus，fibular，position

2016.06.20

国家自然科学基金（NSFC81572209）

李宏云，Email:lieaoon@126.com