肩峰截面积与肩峰下撞击综合征相关性的MRI分析

董大维 郭靖 管海生 王洪光 李廷

肩痛最常见的病因是肩袖损伤，中年人群更为常见[1]，65岁以上肩痛患者中肩袖损伤超过30%，与肩峰下撞击综合征（Shoulder impingement syndrome，SIS）直接相关，SIS的形成与肩峰、喙突以及关节盂解剖形态的改变高度相关[2～4]。大多数解剖学的研究关注肩峰形态学不同分类，如平直、曲面状、钩状或凸面状[2～5]。然而，形态学分型并不能反映肩峰骨质肥大的变化，如骨赘和骨刺的不断改变，肩峰形状不是一成不变的规则形，肩峰表面的轴线、径线也无法确定[6]。因此，为了评估肩峰骨质肥大的变化，提出一项新的形态学参数—肩峰截面 积（Acromion process cross-sectional area，APA），测量肩峰最大截面积与传统的肩峰形态学分型不同，APA可反映骨质肥大的变化。MRI已成为评估肩关节结构异常的常用诊断工具，大量的文献报道MRI诊断肩袖损伤的准确性较高（＞90%）[7]，之前国内没有关于SIS与肩峰最大截面积并作为MRI形态学参数的报道，本研究回顾性分析SIS患者最佳的APA值，以便评估APA对诊断SIS的价值，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析我院2019年3月～2021年6月诊断为SIS的238例患者，所有患者经两位经验丰富、经过认证的骨骼肌肉方面的放射科医师评估后确定入组（SIS组），其中男113例，女125例。纳入标准：①SIS阳性体征（Hawkins-Kennedy实验或Neer's实验阳性）；②手臂上举抬高时肩关节疼痛；③首诊后肩部MRI检查于12个月内可查询到；④存在疼痛反射弧；⑤上臂内旋、外旋、外展乏力或疼痛。排除标准：①肩关节外伤或骨折史；②主动或被动颈椎运动引起肩部疼痛者；③肩关节手术史；④冰冻肩或肩周炎病史；⑤全层肩袖撕裂。

对于有或无SIS的患者进行APA测量和比较，并招募没有上臂疼痛或肩关节疼痛的志愿者为对照组并进行肩关节MRI检查。对照组共101人（男47人，女54人），男性年龄19～68岁，平均（37.28±12.08）岁；女性年龄17～60岁，平均（37.08±12.09）岁。

1.2 核磁设备及参数 扫描设备：德国西门子ESENZA 1.5T MRI以及中国联影UMR780 3.0T MRI，标准12通道肩关节线圈，脉冲序列参数：斜冠状面FSE脂肪抑制序列（TR 3000ms，TE 90ms，ETL 15，矩阵，448×270，层厚4mm，FOV 16cm）；其他参数：0.4mm层间隙，TR/TE 2700ms/95ms，FOV 300cm×300cm，358×512矩阵，ETL 15。

1.3 图像分析 从PACS上对质子密度加权图像（PDWI）斜冠状位测量APA，描绘肩峰轮廓，从多个斜冠状位图像中选择最大APA（图1），测量后进行分析。

图1 PDWI斜冠状位测量APA值

1.4 统计学分析 本研究共收集339例样本数据，对照组101例，SIS组238例，但两组在年龄上存在显著差异，故采用PSM倾向性匹配后，获得对照组71例，SIS组60例，达到两组年龄、性别上差异均无统计学意义，具有较好的可比性。计量资料用±s表示，采用独立样本t检验，计数资料采用卡方检验；对于男性和女性分别采用ROC曲线进行分析各自的APA对SIS的诊断价值，包括AUC、截断值、敏感度、特异性，SIS组患者冈上肌肌腱的损伤程度与APA的相关性采用Spearman相关性分析。使用SPSS 26.0统计软件，绘图软件为Graphpad 7.0，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

匹配前，两组的年龄存在显著差异，经过PSM倾向性匹配后，两组年龄具有可比性。性别在两组间差异无统计学意义，见表1。SIS组中男性与女性的APA均显著高于对照组。两组中，男性APA均显著高于女性，见表2。

表1 两组匹配前后一般资料比较

表2 不同性别下两组肩峰最大截面积比较（mm2）

SIS组中，男性与女性的APA均对SIS具有显著的诊断价值，见表3，图2、3。

图2 男性APA诊断SIS的ROC曲线

表3 APA对SIS的诊断价值

在SIS组中，经Spearman相关性分析，APA与冈上肌肌腱损伤程度存在显著的正相关，r=0.552，P＜0.001，见图4。

图4 APA与冈上肌肌腱损伤程度相关性

图3 女性APA诊断SIS的ROC曲线

3 讨论

肩峰是喙肩弓重要的解剖结构，肩峰和肩锁关节解剖结构的改变可减少冈上肌出口的容积，并增加相邻软组织的机械性损伤和撕裂。SIS发生在肩袖和肩峰之间，并包括肩锁关节和喙肩韧带，喙肩韧带和肩峰在SIS和肩袖损伤的形成中起很大作用，其中研究更多的是针对喙肩韧带肩峰的插入部以及肩峰下表面的前1/3，而整个肩峰下表面对SIS的形成都有其意义[8]。美国肩关节专家Bigliani在1986年提出了肩峰的解剖形态可分为3种：Ⅰ型扁平型，Ⅱ型弯曲型，Ⅲ型钩型[9]。而后Gagey等学者补充并描述了第Ⅳ型凸面型[10]；Bigliani等报道与SIS相关性最高、最常见的是Ⅲ型肩峰[9]；与此相反，日本的肩袖损伤患者中Ⅰ型肩峰最常见，而美国和英国的肩袖损伤患者中，最常见的是Ⅲ型肩峰[3]。最近研究显示Ⅲ型肩峰在无创伤性肩袖损伤患者中占比更大[4，11]。有学者使用改进的Epstein分类法，提出了一个新类型的肩峰形态分类法，其相比Bigliani和肩峰角分类具有更好的观察者信度[12]。肩袖撕裂患者肩峰下表面前、中、后部的损伤程度与撕裂大小有关[8]。

有研究对肩峰形态与SIS和肩袖损伤相关性提出质疑[13]。肩峰形态与SIS之间相关性的观察者间可信度较低[14]。SIS以及肩袖损伤的机制主要分两类：内在和外在因素，而对于哪种机制是主要的或者次要的仍存在争论，大多数学者认为是相互作用所致[15]。SIS典型病变是导致肩关节运动障碍和疼痛，肩峰的骨赘、骨质肥大和骨刺被认为是SIS的主要原因，而有研究显示肩峰下疼痛综合征（SAPS）患者，肩肱距离（AHD）与疼痛或功能障碍之间无相关性，随着时间改变，肩峰下间隙的增加与疼痛或功能障碍的改善亦无相关性。有研究对单纯机械性病因引起SIS提出了质疑，肩峰下空间的潜在减小与SIS疼痛相关性存在争议，有可能与其他生物、社会因素有关[16]。SIS是老年人和中年人常见疾病，冈上肌撕裂与患者的年龄以及老年女性具有相关性，而与肩峰形态无关；对于肩袖损伤，年龄是最效的预测因素[1]。

肩峰形态学的改变和其与喙突、关节盂之间的关系是决定喙肩弓下间隙最重要的因素[1]。之前研究把关注点放在了肩峰形态和SIS之间的因果关系上，大量的研究参数和指标[15，17]，如：肩峰（长度、宽度、轴向倾斜度以及肩峰达关节盂面距离等）、临界肩角、肩峰的倾斜度、外侧肩峰角、肩峰指数等，没有反映出肩峰退变、骨质增生肥大的变化情况；上述繁多的参数，涵盖面很宽、很广，测量较为复杂，对于非骨关节专业者较为困难，不易上手操作。而对于肩峰骨质增生肥大的变化情况尚无确切的形态学参数描述，我们相信APA可作为一个指标，精确、清晰地测量参数用于评估肩峰骨质增生肥大的改变。本研究显示APA和SIS有相关性；SIS患者比对照组有更大的APA，而且APA越大，冈上肌肌腱损伤程度越重，可能是肩峰骨质增生与持续性压迫有关，进而增加了APA。肩峰骨质增生肥大开始于肩关节运动过程中的机械性压力，其导致了肩峰受压及大量磨损，这一病因会改变肩峰的形态，肩峰进行性的退变、骨质增生肥大会导致肩袖的全层撕裂。本研究ROC分析显示APA对诊断SIS有很高的准确性（AUC：男性0.953，女性0.893），因此认为APA可作为SIS的形态学预测指标。

本研究的局限性：①在MRI上测量APA的数值存在一些误差，尝试测量APA的最大值—肩锁关节水平；而由于评测者可信度或个体解剖变异等问题的影响，在多个MRI图像上找出最大APA会产生一些误差；在进一步的研究中还需要通过测量可靠性来建立可重复性，以防止评估者内部或评估者之间的错误；②SIS是由多种病因引起的疾患，包括喙肩韧带、肩峰下间隙和冈上肌腱增厚等[18]。我们仅关注了肩峰的变化，进一步研究应该评估冈上肌腱外部直接的机械力因素和内部改变之间的关系；③SIS存在不同阶段，但是本研究中没有对完整的肩袖和损伤的肩袖进行对比；④本研究的设计仅为评估APA与SIS的相关性，未纳入与APA相关的疾病严重程度或疼痛强度，进一步前瞻性研究我们认为对临床治疗会有很大帮助，希望这一项新的测量技术对SIS的确诊有所帮助。