距骨骨软骨损伤的流行病学特点、影像学及关节镜下表现
2019-03-14史尉利郭秦炜陈临新赵峰谢兴江东焦晨胡跃林
史尉利 郭秦炜 陈临新 赵峰 谢兴 江东 焦晨 胡跃林
北京大学第三医院运动医学研究所,北京市运动医学关节伤病重点实验室(北京 100191)
距骨骨软骨损伤是足踝部常见的病损之一,它指距骨关节面软骨或软骨连同部分软骨下骨的剥脱或骨折,多表现为局部关节软骨剥脱,并可累及深部的软骨下骨。在相关文献中,距骨剥脱性骨软骨炎、距骨骨软骨骨折、距骨骨软骨病、经软骨距骨骨折、距骨骨软骨缺损、隐匿性骨软骨骨折等均有用来描述该类疾病。由于这些疾病在症状、体征以及影像学表现上难以区分,且治疗原则、方法基本相同,因此多统称为距骨骨软骨损伤[1]。
1959 年,Berndt和Harty[2]通过回顾和分析自己的病例,提出了距骨骨软骨损伤发生的机制及X线分型,并用于指导临床治疗方案的选择。随着影像学检查设备的发展,距骨骨软骨损伤的分型出现了基于X线、电子计算机断层扫描(cmputed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)及关节镜下的多种分型方法,其中以X线及MRI分型使用较为普遍,并用于指导医师进行病情评估和治疗决策。X线检查可显示距骨骨软骨损伤,但敏感度较低、且不能显示软骨损伤程度以及骨软骨块的稳定性[3];关节镜探查是目前诊断距骨骨软骨损伤的金标准,但多用于同时需要治疗的病例;MRI被认为是诊断距骨骨软骨损伤最佳的无创检查,它诊断距骨骨软骨损伤的敏感度和特异度都可达96%,同时MRI图像可清晰显示软骨和软骨下骨损伤状况、骨软骨块的稳定性以及踝关节软组织损伤[4]。术前影像学的诊断及分型可以帮助选择合适的治疗方案,同时影像学的定位则可以帮助手术入路的选择,临床医师可据此制定相应的方案[5]。本研究对2010年1月至2015年1月我科收治的412例距骨骨软骨损伤病例的流行病学、影像学(X线片、MRI)及关节镜下表现的特点进行总结和分析。
1 资料与方法
对我科2010年1月至2015年1月期间经MRI或关节镜检查确诊为距骨骨软骨损伤的412例病例的临床资料进行回顾性研究分析(对于双侧踝关节均有病损的患者按2例病例计数)。纳入标准:(1)我科住院病人,临床资料完整;(2)临床表现为踝关节疼痛、肿胀和打软等;(3)术前均行X线、MRI检查;(4)经MRI或者关节镜检查确诊为距骨骨软骨损伤。排除标准:(1)3处及以上的距骨骨软骨病损(含弥漫性损伤);(2)合并类风湿或痛风等引起的滑膜炎。
1.1 流行病学统计
统计患者的年龄分布、性别资料、身高、体重数值,计算出每个患者的BMI,分析BMI的分布情况;记录患者是否有外伤史及受伤机制;同时记录是否合并其它踝关节病损。
1.2 X线及MRI检查
412 例患者术前均进行了患侧踝关节正侧位X线检查,结合放射科影像学报告同时由两名运动医学医师读片并进行记录(图1),根据Loomer改良分型[6]法进行分型(表1)。对经MRI证实为HeppleⅤ型的距骨软骨损伤病例的术前踝关节正侧位进行单独回顾性分析。
图1 箭头所指可见距骨穹窿内侧透亮影为病损部位
表1 距骨骨软骨损伤的X线分型
412例患者术前均进行了患侧踝关节MRI检查。踝关节MRI检查可清楚显示距骨骨软骨损伤病灶(图2)。T1加权像为距骨软骨下边界清晰的低信号区,T2像则为高信号;同时可显示表面的关节软骨是否完整,软骨下骨是否有囊肿,是否有分离的骨软骨块。踝关节MRI扫描方位和序列如下:(1)横断面扫描:平行于距骨顶,从下胫腓联合扫至跟骨下缘。采用快速自旋回波序列,同时获取T2WI以及PDWI,一般加用脂肪饱和抑制技术;(2)冠状面扫描:以横断面为定位基础,平行于内外踝连线进行扫描,分别进行自旋回波以及双回波快速自旋回波扫描;(3)矢状面扫描:以横断面为定位基础,垂直于内外踝连线扫描,通常只进行脂肪饱和抑制双回波快速自旋回波扫描。结合放射科影像学报告并由两名运动医学医师共同在PACS系统上分析骨软骨损伤情况,内容包括:(1)按照Hepple改良分型系统进行MRI分型[7](表2);(2)病灶所处的位置:MRI冠状位上按照正中矢状线将病灶所处位置分为内侧、外侧两部分,MRI矢状位上按扇形角度将距骨滑车等分为前、中、后三部分[5];(3)测量病灶的大小:即距骨骨软骨损伤的左右径、前后径及深度,对于Ⅴ型病变还应测量囊肿的左右径、前后径及深度;(4)采用六分区法对病损位置进行定位分析:在MRI冠状位为内、外侧两部分,MRI矢状位上分为前、中、后三部分(如果出现横跨两个区域的病损则记作前中或中后,如出现横跨整个前中后区的病损则可记作全内侧或全外侧);各个区域依次命名为内前侧、外前侧、内中侧、外中侧、内后侧、外后侧。
图2 冠状位T1像上为边界清晰的低信号区(a);T2像上为高信号区(b、c),箭头所指为距骨骨软骨损伤病灶
表2 距骨骨软骨损伤的MRI分型
1.3 踝关节镜检查
所有412例病例均由运动医学专业医师进行踝关节镜手术。实施踝关节镜检的医师术前均充分了解病史、完整查体并参阅了X线、MRI图像以及相关诊断结果;术中均采用标准踝关节镜探查技术并记录损伤的部位和损伤情况。按照Cheng等提出的距骨骨软骨损伤关节镜下分级标准(表3)来进行分级记录[5]。
表3 距骨骨软骨损伤的关节镜分级
1.4 统计学分析
统计分析采用SPSS20.0软件包。计量资料用均数±标准差(±s)表示,对内侧病灶的左右径、前后径及深度与外侧病灶的数据采用独立样本t检验;对HeepleV型病损的左右径和前后径采用配对t检验。P<0.05时认为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 流行病学统计
412 例距骨骨软骨损伤病例中366例有明确外伤史,246例受伤机制为内翻伤,49例受伤机制为外翻伤,71例受伤机制不明。412例经MRI或关节镜诊断有距骨骨软骨损伤的病例中,单纯内侧损伤303例,单纯外侧损伤97例,内外侧均有损伤12例;内侧损伤病例中有261例有外伤史,外侧损伤中有94例有外伤史,内外侧均有损伤的病例11例有外伤史。其中男性298例,女性113例。平均年龄35.5岁(12~68岁),男性平均年龄33.8岁(15~68岁),女性平均年龄40.1岁(12~63岁)。BMI平均值为26.2(15.7~37.7),男性BMI平均值26.5(15.7~37.7),女性BMI平均值为25.4(17.6~37.1)。病程平均为32.9个月(0.1~240个月),男性病程平均33.1个月(0.1~240个月),女性病程平均32.9个月(1~187个月)。
2.2 X线检查
412 例病例术前踝关节正侧位X线检查结果:188例X线有发现距骨骨软骨损伤;根据Loomer改良分型:其中96例为Ⅰ型,28例为Ⅱ型,19例为Ⅲ型,11例为Ⅳ型,34例为Ⅴ型;137例位于内侧,46例病灶位于外侧,5例内外侧均有病变。对107例经MRI证实为HeepleⅤ型的距骨软骨损伤患者的术前踝关节正侧位进行回顾性分析发现,其中67例X线有阳性发现,根据Loomer改良分型:32例为I型,3例为II型,1例为III型,31例为Ⅴ型。其中51例病灶位于内侧,16例病灶位于外侧。
2.3 MRI检查
本组412例病例通过术前MRI检查共发现411处距骨骨软骨损伤(14例病例均有2处病灶,15例未发现病灶)。根据Hepple's MRI分型:Ⅰ型13例,Ⅱ型161例,Ⅲ型93例,Ⅳ型37例,Ⅴ型107例。在MRI冠状位上将距骨等分为内、外侧:314例病灶位于内侧,97例病灶位于外侧;在MRI矢状位上按扇形角度将距骨滑车等分为前、中、后三部分:59例病灶位于前部,254例位于中部,87例位于后部,8例为前中后区域均有,3例为中后区域均有。内侧314例病灶中:229例位于中部,53例位于后部,24例位于前部,5例前中后均有,3例中后部均有;外侧97例病灶中:38例位于中部,41例位于前方,15例位于后方,3例前中后均有。
411 处病灶大小为:前后径10.5±3.9mm、左右径9.5±3.4mm、深度8.0±3.8 mm。314例内侧组、97例外侧组病灶大小比较见表4,两组病灶大小的差异无统计学意义(P>0.05)。
表4 内侧病灶与外侧病灶大小的比较(mm)
按照Hepple分型标准,本组共有107例病例通过MRI检查确认有距骨软骨下骨囊肿,诊断为HeppleⅤ型距骨骨软骨损伤。MRI冠状位将距骨滑车2等分:23例病灶位于外侧,84例位于内侧;MRI矢状位将距骨滑车3等分:10例位于前部,74例位于中部,23例位于后部。107病灶的平均大小:前后径13.3 mm、左右径11.4 mm、深度11.7 mm;囊肿的平均大小为:前后径7.8 mm、左右径7.3 mm、深度6.8 mm。HeppleⅤ型病损的前后径为13.3±3.7 mm、左右径为11.4±3.1 mm,差异有统计学意义(t=5.252,P<0.001)。
2.4 关节镜检查
412 例病例均行踝关节镜检查,共发现425处病变,根据关节镜下分级标准:A级13例,B级35例,C级121例,D级217例,E级34例,F级5例。其中1例MRI诊断为Ⅱ型损伤的病例在关节镜下未发现病变,其余MRI诊断的410处病损均得到关节镜证实,且定位诊断一致;15例MRI上未发现损伤的病例经关节镜证实为距骨骨软骨损伤,其中6例关节镜下为A级,8例关节镜下为B级,1例关节镜下为C级。107例经MRI确诊为HeppleⅤ型距骨骨软骨损伤的病例关节镜下分级:C级26例、D级73例、E级7例、F级1例。其中D级占比例为68.3%。
3 分析与讨论
3.1 病因及流行病学
本研究中患者的平均年龄35.5岁,且男性患者平均年龄(33.8岁)低于女性患者平均年龄(40.1岁),20~40岁患者约占76.9%,男性所占比率67.5%高于女性32.5%,可见距骨骨软骨损伤好发于中青年,且男性多于女性。
目前多数研究者认为外伤是造成距骨骨软骨损伤的最主要因素[8],Parisien等[9]曾研究报道18例距骨骨软骨损伤的患者中16例(约88.8%)有外伤史,本研究中412例病例中366例(88.9%)有外伤史,与前者比例接近,以内翻伤最多见,为246例(59.7%)。Canale等[10]曾研究报道的29例病例中,82%的内侧损伤有外伤史,而外侧损伤100%有外伤史。Flick和Gould[11]曾研究报道的500例病例中,70%的内侧损伤病例有外伤史,而98%的外侧损伤病例有外伤史。本研究的内侧损伤病例中261例(86.2%)有外伤史,外侧损伤中94例(96.9%)有外伤史,内外侧均损伤的病例中11例(91.2%)有外伤史。可见外侧损伤与外伤高度相关,而内侧损伤与外伤的相关性相对于外侧偏低。除了创伤因素外,其它导致距骨骨软骨损伤的因素并不十分清楚,目前提出的假说有激素失调、内分泌和遗传因素、应用激素、酗酒和体质等。本研究对于患者的BMI值进行了统计,BMI平均值为26.2(15.7~37.7),男性BMI平均值26.5(15.7~37.7),女性BMI平均值为25.4(17.6~37.1),均为偏胖状态。可见创伤是引起距骨骨软骨损伤的主要原因,肥胖可引起距骨负荷加重,因此也可能是导致损伤的因素之一。
3.2 X线表现
Verhagen等[12]对104例距骨骨软骨损伤患者的X线片研究中发现有61例阳性,X线敏感度和特异度分别为0.59和0.91,漏诊率为41%,踝穴位X线检查可提高敏感度至0.7。Loomer等[6]对92例距骨骨软骨损伤病例的X线片进行前瞻性研究时发现阳性率为50%,而当这些病人确诊为距骨骨软骨损伤后再回顾性分析这些X片时阳性率则为66%。本研究中412例距骨骨软骨损伤的病例中,188例有阳性发现,阳性率45.6%;经MRI证实为Hepple V型的距骨骨软骨损伤患者X线阳性率为63%。对本研究数据和Verhagen的研究数据进行比较,采用卡方检验,以P<0.05代表差异有统计学意义,发现两者间的阳性率差异有统计学意义(χ2=5.640,P<0.05)。但两者的阳性率均不足60%,可见对于距骨骨软骨损伤患者,普通X线很容易产生误诊和漏诊。虽对于Hepple V型损伤的检出率略高,但敏感度较低。因此,对于判断是否存在距骨骨软骨损伤,X线片仅作为初步检查使用,而确诊则需要进一步的依据。
3.3 MRI表现
文献曾报道MRI检查距骨骨软骨损伤的敏感度和特异度均为0.96,为最佳的无创辅助检查[12]。本研究中411处经MRI诊断为距骨骨软骨损伤的病损经关节镜确认410处存在明确距骨骨软骨损伤。15例MRI上为阴性表现的病例经关节镜证实存在损伤,MRI诊断的阳性率达96.7%,定位符合率为100%,15例MRI上表现为阴性的病损关节镜下仅有软骨轻微损伤而无软骨翘剥或软骨下骨损伤,但随着高分辨率MRI的推广,MRI对这些早期病变的诊断能力将会进一步提高。
根据MRI检查,可对病灶所处的位置及大小进行精确分析。研究认为距骨骨软骨损伤的外侧病灶多位于关节面的前中1/3,呈浅碟状,骨软骨块容易移位;内侧病损多位于关节面的中后1/3,呈杯状,骨软骨块不容易移位[13]。1987年,Pettine等[14]统计71例距骨骨软骨损伤病例,发现外侧损伤占绝大部分。1993年,Loomer等[6]研究92例距骨骨软骨病例中内侧和外侧损伤所占比例基本相同。2002年,Schuman等[15]研究的38例距骨骨软骨损伤病例中23例(60.5%)损伤位于内侧。2007年,Elias等[13]研究了424例患者的距骨骨软骨损伤MRI特点,发现62%的损伤位于内侧。本研究中411处损伤中314处(76.4%)病损位于内侧,97处(23.6%)病损位于外侧,可认为距骨骨软骨损伤中内侧损伤多于外侧。
2007 年,Elias等[13]采用9宫格分区法研究了424例患者的距骨骨软骨损伤MRI特点,在9个区域中,4区(内侧中部)是最常见的损伤区域,53%的病灶位于此区域;其次为6区(外侧中部),26%的病灶位于此区域。然而9宫格分法过于繁琐,且对于跨两个区域的病损记录不方便,因此,本研究在9宫格的基础上采用六分法来记录病损的位置。按照六分法本研究病例的分布区域为:内中侧229例(55.7%)、内后侧53例(12.9%)、内前侧24例(5.8%);外前侧41例(10%)、外中侧38例(9.3%)、外后侧15例(3.6);全内侧5例、全外侧3例、内侧中后3例。可见内侧病变好发于中部,而外侧病变前方和中部的发生率相差不大,可认为外侧好发于前中部。Elias等的研究发现位于内侧的损伤范围较外侧大,并且深度较深,而本研究发现内侧病灶和外侧病灶相比,虽然内侧病灶在前后径、左右径及深度方面略大,但差异无统计学意义。
1999 年,Hepple等[7]提出了MRI改良分型方法,这种方法强调了关节软骨下囊肿形成,并且定为Ⅴ型,根据MRI表现,可对骨髓水肿及囊肿所处的位置及大小进行判断,从而指导关节镜手术的治疗方案。Elias等的研究未对V型这一特殊病变进行单独研究,本研究中Hepple V型病变在冠状位上位于内侧的比率为78.5%,外侧为21.5%。同时本研究发现V型损伤的病灶在矢状位上主要位于中部(69.2%),其次为后部(21.5%)。MRI虽然对软骨自身的微小病变显示不佳,但是对软骨深层病变显示敏感,尤其是对软骨下囊肿的显示。关节镜虽能清楚暴露软骨表面病变,但发现深部软骨、软骨下骨病变较困难。MRI的Hepple分型强调了距骨软骨下囊肿这一特殊表现,对关节镜治疗具有很强的指导意义[16,17],术前MRI确定囊肿的位置及大小,可以对手术方案及术中关节镜入路的选择有重要指导意义。由于距骨关节软骨面为不规则且具有弧度,其损伤面积难以用探钩或测量尺在关节镜下进行准确测量,常常低估软骨下骨的病损程度[18]。而通过MRI检查可精确的分析距骨骨软骨损伤的大小,Han等[19]的研究发现软骨下囊肿的平均直径为8 mm,本研究中软骨下囊肿的平均直径为7.3 mm,且前后径大于左右径,表明Hepple V型距骨骨软骨损伤多为前后径大于左右径的椭圆形。
3.4 关节镜下表现
关节镜下探查可作为诊断距骨骨软骨损伤的金标准,可准确地进行损伤的定位及分级。Elias等的影像学研究没有经过关节镜探查证实,而本研究的所有病例均行关节镜检。但是由于距骨关节软骨面为不规则、且具有弧度,其损伤面积难以用探钩或测量尺在关节镜下进行准确测量。本研究发现D级病损最多,约占51.2%(217例);其次为C级病损,约占28.5%(121例);且发现了15处MRI上表现为阴性的病损。而国内刘金来[20]等对30例患者行关节镜探查发现:A级1例,B级4例,C级5例,D级3例,E级6例,F级11例;其中以F级病损最多见。同时本研究针对Hepple V型距骨骨软骨损伤病例的关节镜下表现做单独分析,发现以D级为主,主要为剥脱软骨与深层分离,考虑与囊肿形成原因有关(多为软骨剥脱翘起后关节液被挤压入软骨下骨所形成),因此在行关节镜探查时应注意使用探钩探触病灶区域。
综上所述,距骨骨软骨损伤多发生于中青年人,男性多于女性;原因多为外伤所致,尤其对于外侧损伤,外伤更是最主要的致病因素。X线检查可以作为初步检查工具,但因误诊和漏诊率均较高,对于怀疑距骨骨软骨损伤的,均建议行MRI检查。MRI检查可以认为是目前诊断距骨骨软骨损伤最佳的无创检查手段,本研究根据六分区法,发现病损多位于内侧中部及外侧前中部,可能与受伤机制有关,内外侧病损的大小并无明显差别,但Hepple V型距骨骨软骨损伤则表现为前后径大于左右径的椭圆形。关节镜下探查目前为诊断金标准,镜下表现以C、D级为主。关节镜入路的选择及手术方案的制定则需要术前在MRI上进行详细评估。