肩胛骨骨性参数与盂肱关节病损的相关性研究进展
2020-03-03陈长安蒋佳燕晓宇赵金忠
陈长安 蒋佳 燕晓宇 赵金忠
常见的盂肱关节病损包括肩峰撞击综合征、肩袖损伤、盂肱关节骨关节炎、盂肱关节不稳和冻结肩等。这些病损多为进展性疾病,由其引起的疼痛、无力和活动受限等症状可严重影响患者的日常生活和工作[1-2]。与盂肱关节病损相关的危险因素较多,包括性别、年龄及各种基础疾病等。其中,盂肱关节的骨性结构异常是非常重要的内在危险因素。X线和CT等影像学检查可发现这些骨性结构异常,并指导开展MRI、关节镜探查等进一步检查,有助于提高盂肱关节病损早期诊断的准确性。此外,盂肱关节的骨性结构特点可影响其动力结构的修复重建及其功能发挥,后者则可影响盂肱关节病损的治疗结果。因此,了解盂肱关节的骨性结构异常和特点对盂肱关节病损的早期诊断、治疗方案选择及最终功能康复均具有重要意义。
在盂肱关节的骨性结构中,与其生物力学和动力学状态恢复最密切相关的是肩胛骨结构,其中包括肩峰、肩胛盂和喙突等。近年,有关肩胛骨的骨性结构特点在盂肱关节病损发生中的作用及其对盂肱关节病损治疗的影响研究备受关注,也有相关研究试图通过改变肩胛骨骨性结构来治疗盂肱关节病损[3]。
1 与肩峰撞击综合征相关的肩胛骨骨性参数
1.1 肩峰形态
肩峰形态根据肩关节侧面观可分成以下类型:①Ⅰ型,平坦型;②Ⅱ型,弧形;③Ⅲ型,钩型[4]。Nicholson等[5]对420例肩关节标本的肩峰形态进行观察测量后发现,其中Ⅰ型占比为32%,Ⅱ型占比为42%,Ⅲ型占比为26%。Balke等[6]则报道,在正常人群中Ⅰ型占比为18%,Ⅱ型占比为80%,Ⅲ型占比为2%;而在肩峰撞击和肩袖损伤的患者中Ⅰ型占比为28%,Ⅱ型占比为52%,Ⅲ型占比为20%。
上述研究均认为,Ⅲ型肩峰更容易造成肩峰与肩袖的撞击并引起肩袖损伤。这一结论与Neer的肩峰撞击学说观点一致[7]。肩峰撞击学说至今仍是主流的退变性肩袖损伤的病因学说之一。然而,对肩峰类型与肩袖损伤具有相关性的观点持相反意见的研究也相继出现[8-9]。一些研究认为,肩峰类型究竟是先天性因素还是增龄性变化所致,尚存争议[10-11]。另一些研究则认为,真正的Ⅲ型肩峰非常少见,肩峰形态受肩峰底面弧度以及肩峰外侧骨性增生和喙肩韧带钙化影响[6,12]。此外,多项研究认为,肩峰类型与肩袖损伤无关联,肩峰撞击是肩袖损伤的结果而非原因的可能性更大[6-8,13-15]。
1.2 肩峰斜度
肩峰斜度(AS)是根据肩关节侧面观描述肩峰形态的量化指标,即肩峰下缘中点分别与肩峰前后缘连线所得2条直线之间的锐角夹角[16]。Toivonen等[17]报道,AS与肩峰形态相关,Ⅰ型为0~12°,Ⅱ型为12~27°,Ⅲ型>27°。Balke等[6]研究发现,肩峰撞击综合征组AS平均值明显高于正常对照组。
2 与肩袖损伤和盂肱关节骨关节炎相关的肩胛骨骨性参数
2.1 肩胛盂仰俯角
肩胛盂仰俯角(GI)迄今尚无公认的测量方法和定义。目前获得较多认可的测量方法是沿冈上窝底部画直线,并使其与肩胛盂上、下缘连线相交。假设其外下象限夹角为β,则 GI定义为90-β[18]。GI为正值表示肩胛盂上倾;GI为负值则表示肩胛盂下倾[19]。
GI是衡量肱骨头上移程度的重要指标。肱骨头上移通常会诱发肩峰撞击,从而导致肩袖损伤。Wong等[20]对11例尸体标本进行检测后发现,肩胛盂上倾角度越大,则引起肱骨头上移所需的力就越小。当肩胛盂上倾角度为15°时,这个力可减小37.5%。后续的一些研究进一步证实该结论[21-22]。但也有临床研究认为,GI与肩袖损伤无明显关联[23-24]。有学者研究发现,肱骨头上移是肩袖疲劳或肩袖损伤的结果,而非原因。损伤后的肩袖无法抵抗三角肌对肱骨的上提力,同时撕裂的冈上肌也无法填充肩峰下间隙,使肱骨头上移[25]。
近年有研究发现,盂肱关节骨关节炎患者β角明显大于肩袖损伤患者[26-27],即盂肱关节骨关节炎患者GI小于肩袖损伤患者,提示盂肱关节骨关节炎患者的肩胛盂下倾趋势更明显。然而,目前尚缺乏足够的骨关节炎患者与非骨关节炎患者的对照研究确定GI与盂肱关节骨关节炎的相关性。
2.2 肩峰外延角
肩峰外延角(LAA)是肩关节正面观下肩峰底面内外侧缘连线与肩胛盂上、下缘连线形成的外下象限夹角,可反映肩峰向下倾斜的程度。LAA角度越小,肩峰下倾程度越大。
近年研究认为,LAA越小,肩袖损伤概率越大[6,8,28]。Banas等[29]提出,LAA越小,肩峰对肩袖的压力越大,肩袖损伤的可能性也越大。与创伤性肩袖撕裂关节病患者相比,退行性肩袖撕裂关节病患者LAA明显更小[13]。Heuberer等[30]报道,与肩袖损伤患者和肩袖撕裂关节病患者相比,盂肱关节骨关节炎患者LAA明显更大。尽管如此,LAA与盂肱关节骨关节炎的相关性尚缺少其他研究的支持。
2.3 肩峰指数
肩峰指数(AI)是描述肩峰外延度的指标。AI可表示为肩关节正面观下肩峰外侧缘至肩胛盂上、下缘连线的垂直距离与肱骨头最外侧缘到肩胛盂上、下缘连线垂直距离之间的比值。AI越大,则肩峰向外侧延伸的幅度越大。
Nyffeler等[31]于2006年首先提出AI的概念,并发现AI越大,三角肌对肱骨的上提力越大,则肩峰撞击发生的可能性越大。后续的多项研究均证实,AI越大,肩袖损伤发生率越高[6,13,32-33]。但仍有部分研究不支持AI与肩袖损伤存在关联[32-34]。
有研究发现,AI与肩袖修补术后功能评分并无明显关联[35-36]。AI是否能预测肩袖损伤程度及AI能否对肩袖修补术后再撕裂产生影响,仍存有争议[34,37]。
AI是否与盂肱关节骨关节炎存在关联,目前尚无明确结论。尽管Heuberer等[30]发现,盂肱关节骨关节炎患者AI明显较肩袖损伤及肩峰撞击综合征患者小,但其研究缺乏正常对照组。
2.4 肩关节关键角
肩关节关键角(CSA)是描述肩峰外延度的另一指标。CSA可表示为肩胛盂下缘和肩峰外侧缘连线与肩胛盂上、下缘连线所形成的锐角夹角。CSA越大,则肩峰外延度越大。CSA可将肩峰外延度与肩胛盂倾斜度相结合,是近年来研究最多的肩胛骨解剖参数。
Moor等[38]首先提出CSA的概念,发现CSA>35°时,84%的受试者存在肩袖损伤。生物力学研究表明,肩关节外展时CSA越大,则肱骨头上方不稳定性越大,从而导致冈上肌对盂肱关节的压缩力增大以维持正常的肱骨头位置,这可能增加冈上肌损伤发生率[22,39]。
鉴于CSA与肩袖损伤存在相关性,学者们开始关注CSA对肩袖修补术后肩关节功能及肩袖再撕裂率的影响[40]。Shi等[35]对62例冈上肌修补术患者随访2年以上,发现CSA与术后肩关节功能评分无显著相关性,但与肩袖再撕裂率有关。另一项术后6个月的随访研究显示,CSA越大,则术后肩袖再撕裂率越大,且术后肩关节功能评分越低[41]。然而近期一项对照研究发现,术前CSA大小并不影响术后肩关节功能评分及肩袖再撕裂率[42]。
有研究试图通过肩峰外缘截骨术减小CSA,从而降低肩袖损伤发生率和肩袖修补术后再撕裂率[3]。大体标本研究显示,单纯肩峰成形术对CSA影响较小(平均减小1.4°),外缘切除5 mm,则 CSA可平均减小2.8°,外缘切除10 mm,则CSA可减小10°[43-44]。Gerber等[45]通过对49例肩袖损伤患者研究发现,术中肩峰外缘截骨是安全可行的,其不会显著影响三角肌结构和功能,且能降低术后再撕裂率,改善术后肩关节功能。
一些研究认为,CSA越小,盂肱关节骨关节炎越容易发生[30,46-49]。学者们研究发现,肩峰外延度较小或肩胛盂向下倾斜时,CSA均会相应减小,则三角肌在肩胛盂方向对肱骨头产生的压力增大。上述变化可引起盂肱间隙缩小和软骨间摩擦增加,最终可能导致骨关节炎发生[38,48]。
2.5 喙突形态及喙突重叠
喙突根据形态不同可分为3型,即平滑型、骨赘型和钩型[50]。钩型喙突在肩胛下肌损伤患者中最为常见[51]。喙突重叠是肩胛盂到喙突顶点的垂直距离。有研究报道,肩胛下肌损伤患者喙突重叠明显大于正常人[51-52]。
3 与盂肱关节不稳相关的肩胛骨骨性参数
3.1 肩胛盂扭转角
肩胛盂扭转角是指在盂肱关节横截面上,肩胛盂关节面相对于肩胛体轴在水平方向上的倾斜角度。肩胛盂前、后缘连线与肩胛骨体水平轴线相交所得的前外侧角减去90°即为肩胛盂扭转角。该扭转角为正值表示肩胛盂向前扭转,其为负值则表示肩胛盂向后扭转。正常人群肩胛盂扭转角为1°~7°[53-54]。
Eichinger等[55]研究发现,肩胛盂前扭转角为10°时,盂肱关节存在明显的前向不稳定;肩胛盂后扭转角为-15°时,盂肱关节存在明显的后向不稳定。近期研究显示,随着肩胛盂后扭转角增大,上臂在静态位和45°外展位时对应的内外旋肩袖应力增大,则盂肱关节不稳定性增加[56]。
3.2 肩胛盂高度和直径
肩胛盂高度为肩胛盂上、下缘之间的距离,直径为肩胛盂前、后缘之间的距离,而深度则是肩胛盂前、后缘连线距肩胛盂最凹陷处之间的距离。
Haas等[57]通过对盂肱关节不稳患者的患侧与正常侧进行比较后发现,两侧肩胛盂直径和深度均存在明显差异。另一项研究则报道,盂肱关节前向不稳组患者的肩胛盂高度与正常对照组存在明显差异[58]。此外,肩胛盂高度与直径比值较大是盂肱关节前向不稳的危险因素[59]。
3.3 肩胛盂曲率半径
肩胛盂曲率半径是沿着肩胛盂曲度画最适合圆,其半径即为肩胛盂曲率半径,有冠状面上下方向和横截面前后方向之分。曲率半径越大,肩胛盂越平坦,肩胛盂对肱骨头控制能力越弱。
研究认为,前后方向曲率半径通常较上下方向大可以解释盂肱关节脱位多为前后向脱位的现象[60]。Jacxsens等[61]报道,盂肱关节不稳组肩胛盂前后曲率半径较正常对照组明显大,而两组肩胛盂上下曲率半径则无明显区别。Peltz等[62]则发现,与正常对照组优势肩相比,盂肱关节不稳组患者不仅患侧肩的前后曲率半径和上下曲率半径均有明显增大,且健侧肩的相应指标也均较大。该结果提示,盂肱关节不稳患者可能存在双肩乃至全身关节的松弛,其健侧肩发生脱位的可能性也大于正常人。
3.4 喙肩形态
喙突骨性结构与盂肱关节不稳的相关性研究较少。Jacxsens等[61]对盂肱关节不稳患者与正常人的喙突肩峰相关骨性参数进行测量后发现,盂肱关节不稳患者喙突较短。
4 与冻结肩和肩关节上盂唇前后部损伤相关的肩胛骨骨性参数
近年来有关冻结肩和肩关节上盂唇前后部(SLAP)损伤的肩胛骨骨性参数研究很少。Richards等[63]报道肩峰形态与冻结肩无相关性,冻结肩患者与正常人的Ⅱ型肩峰出现率无差异。Patzer等[64]研究发现,Ⅱ~Ⅳ型SLAP损伤患者的CSA不仅较无SLAP损伤和无冈上肌损伤患者小,而且较无SLAP损伤但有冈上肌损伤的患者小。后续研究可继续关注肩胛骨骨性结构与冻结肩及SLAP损伤发生的相关性。
5 结语
肩胛骨骨性参数异常可提示潜在的盂肱关节病损,在强调早期诊断、早期治疗的临床理念中具有重要意义。部分骨性参数还与预后相关,但手术干预骨性结构是否能有效提高盂肱关节功能恢复,减小疾病复发率,尚不明确。因此,探讨肩胛骨骨性结构异常与盂肱关节病损的相关性十分重要。尽管目前相关研究越来越多,但多数研究结论存在差异。进一步开展大样本随机对照研究才能提供更有意义的研究结论。与此同时,精细的双平面技术、CT三维重建技术等对肩胛骨骨性参数研究具有价值。