中老年人胫骨结节- 股骨滑车沟距离与髌股关节软骨退变之间的关系研究

于子川，赵 晖，万业达，曹 毅，郭 林

膝关节退行性骨关节病一直以来都是影响中老年人群生活质量的一大负面因素，会严重影响中老年人的行动能力及自理能力，且难以治愈[1]。统计表明，在成人膝关节影像中，有28%～52%显示存在髌股关节病，这一比例要高于胫股关节病的发生率[2]。关节软骨因其在常规的X 线或CT 检查中无法明确显示，故相关研究开展较晚。但随着核磁共振成像（MRI）技术的发展与普及，膝关节软骨损伤、软化的评价逐渐开始广泛应用于临床，是髌股关节退行性骨关节病诊断的重要检查之一。胫骨结节-股骨滑车沟间距（tibial tuberosity to trochlear groove distance, TT-TG）是髌股关节稳定性的影响因素之一[3]，其与髌股关节软骨软化程度的关系可能是早期预估髌股关节退行性骨关节病的一种方法。本研究以中老年人因非外伤性膝关节疼痛的膝关节MRI 图像为样本，对TT-TG 距离与髌股关节软骨损伤程度的关系进行探索，旨在明确二者之间是否存在相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020 年9 月—2022 年12月因非外伤性膝关节疼痛至我院行膝关节MRI平扫的患者515 例。纳入标准：1)年龄55～75 岁；2)膝关节疼痛、弹响。排除标准：1)股骨滑车角小于145°；2)膝关节外伤史；3)图像存在严重伪影；4)髌股关节对应关系不良或髌股关节相关结构存在明显异常（如股四头肌腱损伤、髌骨高位等）；5)存在感染、肿瘤、免疫系统或血液系统相关骨关节病；6）有手术史。本组515 例患者中男性136例、女性379 例，年龄（63.3±5.0）岁，左膝272 例、右膝243 例。髌骨侧软骨退变分级0、1、2、3、4 级分别为50 例(9.7%)、33 例(6.4%)、110 例(21.2%)、130 例(25.1%)、192 例(37.6%)；股骨滑车侧软骨退变分级0、1、2、3、4 级分别为72 例(13.9%)、73例(6.4%)、110 例(21.2%)、130 例(25.1%)、192 例(37.6%)；髌骨分型1、2、3 型分别为50 例(9.7%)、33 例(6.4%)、110 例(21.2%)。

1.2 扫描方法 所有患者均采用联影公司uMR780 3.0T 磁共振成像仪和8 通道膝关节专用线圈进行MRI 检查。矢状位T1WI 扫描参数：TR 947 ms，TE 7.34 ms，视野160 mm×160 mm，激励次数2次，带宽400 Hz；矢状位质子密度加权成像（proton density weighted image, PDWI）抑脂扫描参数：TR 1 800 ms，TE 30.06 ms，视野160 mm×160 mm，激励次数1 次，带宽180 Hz；冠状位PDWI 抑脂扫描参数：TR 1 800 ms，TE 33.66 ms，视野160 mm×160 mm，激励次数1 次，带宽180 Hz。以上序列扫描层厚为4.0 mm，层间距为1.0 mm，矩阵192×384。横轴面T2WI 抑脂扫描参数：TR 2 000 ms，TE 78.12 ms，视野160 mm×160 mm，激励次数1 次，带宽320 Hz，扫描层厚为6.0 mm，层间距为0.9 mm，矩阵192×384。患者取仰卧位，足先进，嘱咐患者放松下肢的同时膝关节伸直并外旋5°～10°。

1.3 关节软骨损伤评级 采用Outerbridge 关节软骨损伤分级方法。0 期：关节软骨形态光滑、完整，信号均匀；1 期：关节软骨肿胀、信号不均；2 期：关节软骨表面毛糙，形态变薄程度＜50%，软骨内出现低信号灶；3 期：关节软骨明显变薄＞50%，但未累及钙化层；4 期：软骨全层消失，同时伴有软骨下骨的硬化，暴露软骨下骨[4]（图1）。

图1 Outerbridge 关节软骨损伤分级

1.4 TT-TG 间距测量方法 由具有6 年骨科相关工作经验的影像科医生利用GE AW4.7 后处理工作站对所获得的MRI 图像进行TT-TG 间距测量。测量方法为在轴位图像中选择股骨髁及股骨滑车显示最好的层面，作股骨髁后缘连线与股骨滑车沟最深处的垂直线，再选择胫骨结节显示最好的层面，取膑腱的中点，向股骨髁后缘做垂直线，两条互相平行的垂直线的间距即为TT-TG 间距[5-6]。TT-TG距离为平行线经滑车沟最深点至胫骨粗隆中部的距离（图2）。使用MRI 图像进行TT-TG 间距测量的可靠性已经得到证明[7]。本组515 例膝关节都使用同样的方法进行测量。

图2 TT-TG 间距的测量方式

1.5 统计学分析 采用SPSS 21.0 软件进行统计分析。采用Kolmogorov-Smimov 检验验证计量资料是否符合正态分布，符合正态分布的计量资料用±s表示。采用单因素方差分析比较不同关节软骨退变分组间TT-TG 间距的差异，组内两两比较采用SNK 或Nemenyi 检验。计数资料用频数表示。采用二元Logistic 单因素和多因素回归分析关节软骨退变的影响因素。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 髌股关节两侧关节软骨退变分级与TT-TG间距的关系 髌骨侧及股骨滑车侧关节软骨退变各组间的TT-TG 间距均有统计学差异（P<0.05，表1）。回归分析显示髌骨侧关节软骨退变组的优势比（odds ratio, OR）值为1.069(1.010～1.132)，提示TT-TG 间距与髌骨侧关节软骨退变间具有一定的相关性。股骨滑车侧关节软骨退变组OR值为0.992(0.949～1.038)，提示二者之间无明显相关性。

表1 髌股关节髌骨侧及股骨滑车侧关节软骨退变分级与相应TT-TG 间距之间的关系

2.2 TT-TG 间距对髌股关节软骨退变的诊断能力评估 将0 级、1 级退变归为正常组，将2～4 级归为退变组，分别以髌骨侧及股骨滑车侧数据绘制ROC曲线。结果显示TT-TG 间距对于髌骨侧关节软骨退变大于1 级时有诊断意义，但诊断能力较低（AUC=0.583），且诊断灵敏度较低（0.035）。而股骨滑车侧关节软骨退变大于1 级时，TT-TG 间距没有诊断意义（AUC=0.487）。见图3。

图3 髌骨侧及股骨滑车侧软骨退变诊断能力评估ROC 曲线图

3 讨论

根据既往相关数据表明，髌股关节骨关节病在中国居民中发病率约36.2%[8]。该病具有较高的发病率且发病年龄多起始于40 岁左右。由于早期症状不明显、可以通过常规止疼药物缓解，且好发年龄处于生活、工作压力较大的中年阶段，故而极易发展为重症[9]。现有治疗髌股关节骨关节炎的方式一般为非手术治疗与手术治疗，二者各有优缺点。采用非手术治疗方式效果多不理想[10]。而大部分患者则对手术治疗存在抵触情绪[11-13]。

髌股关节炎的发生受多个因素影响，如股骨滑车发育不良、股四头肌腱发育不良、髌骨高位及TTTG 间距异常等[14]。TT-TG 间距的概念最初在1978年由Goutallier 等[15]提出，用以代替Q 角，能更准确地描述髌股关节稳定性。而在众多关节软骨退变、损伤与TT-TG 间距间关系的研究中结论并不统一。Maas 等[16]认为髌骨、股骨滑车的发育形态才是造成关节软骨退变的主要原因，与TT-TG 间距关系不明显。Haj-Mirzaian 等[17]则认为胫股关节炎与髌股关节炎互相影响，但TT-TG 间距对髌股关节炎无影响。本研究仅以TT-TG 间距为变量，将股骨滑车沟发育浅平、髌骨高位、股四头肌腱发育不良等变量作为排除标准，尽可能控制变量。再以髌骨侧及股骨滑车侧关节软骨退变程度进行分组，试图评价TT-TG 间距与髌股关节软化之间的相关性，这样控制变量的方式是上述研究所不具备的。

本研究结论表明TT-TG 间距在不同髌骨及股骨滑车侧关节软骨退变分级组间均存在统计学意义，TT-TG 间距与髌骨关节软骨退变分级间存在显著相关性，且根据ROC 曲线所得结果显示其对于髌骨侧关节软骨退变的诊断有一定的预测作用，AUC 值为0.583。而TT-TG 间距对股骨滑车侧关节软骨退变分级以及退变的诊断没有显著意义，AUC值为0.487。Haj-Mirzaian 等[18]研究发现TT-TG 间距与髌股关节骨关节炎的发生有相关性，本研究结论与此有一定的相关性。Haj-Mirzaian 等[18]研究的局限性是没有排除髌股关节结构异常的病例，而本研究则弥补了这一缺点。

TT-TG 间距通过常规膝关节MRI 平扫获得图像便可进行测量，临床医生获得数据方便，并可预估被检者髌骨关节软骨的软化趋势，具有显著的临床意义，可以为患者提供很好的治疗、调养计划。根据影像科医生的经验或习惯，诸如股骨滑车沟发育、髌骨形态等多数影像学上的阴性征象、常见的发育异常例如TT-TG 间距等骨科数据测量，并不会都在诊断报告中体现。这就有可能造成临床医生对于影像检查所反映患者的情况了解地不够全面。因此提高影像诊断医生在报告中对于数据测量、正常变异的认识，将会对临床医生提供更大的帮助。

关于TT-TG 间距对股骨侧关节软骨退变没有诊断意义，笔者猜测有两种可能的原因：其一，髌股关节中股骨侧相对稳定，髌股关节失稳为髌骨位置移动造成；其二，可能因股骨滑车角相对于髌骨缘更为平滑，关节间发生撞击时，股骨侧关节软骨的受力方向更趋于水平，故而对关节软骨的损伤更小[19]。本研究以TT-TG 间距为变量对关节软骨退变分级进行评价。而在MRI 膝关节骨关节炎评分（MRI osteoarthritis knee score, MOAKS）中，骨髓水肿、骨赘、滑膜炎和关节囊积液也是评定标准[20]。后续研究应对以上数据进行统计并在分析时加入。其次，本研究没有对患者进行长期的随访，无法明确评估TTTG 间距对于关节软骨退变进程的影响。以后的研究可以大量收集中青年人群的膝关节核磁数据，在多年后复查评估髌股关节软骨退变情况，根据所得结果进行比较。