近端胫腓关节倾斜角的X 线与MRI 测量对比△

黄承，陆志剀，程继伟，傅政，李针，邱吉苗，徐菊英，夏筠筠，王争争，俞亚萍

（联勤保障部队第九〇六医院骨科，浙江宁波 315040）

膝关节内侧间室骨关节炎（osteoarthritis,OA）在中老年人中常见，主要表现为膝关节肿痛、活动受限等，严重者导致膝关节功能障碍与残疾［1，2］。研究显示近端胫腓关节（proximal tibiofibular joint,PTFJ）倾斜角较小与内侧间室OA 的风险增加相关［3］。这对于指引内侧间室OA 的防治有重要意义。文献上，从PTFJ 片测量PTFJ 倾斜角是经典的测量方式［4］。但采集PTFJ 片需反复X 线透射，不是临床中常规拍摄的。对于内侧间室OA，磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）有早期诊断价值，在临床上常用；而且MRI 图像可用软件重建［5］。如果能通过膝关节MRI 图像重建来准确测量PTFJ 倾斜角，那么MRI 图像重建就可作为倾斜角测量的重要补充方式。本研究目的，就是探索MRI 图像重建来测量PTFJ 倾斜角的可行性与可靠性。

1 临床资料

1.1 一般资料

2017 年7 月—2020 年9 月本院招募膝内侧间室OA 患者拍摄PTFJ 片（clinicaltrials.gov 注册号NCT03147495）。内侧间室OA 诊断，依据美国风湿病学会膝关节OA 分类和报告标准，疼痛主要在膝内侧，内侧间室的影像学Ahlbäck OA 分级≥I 级、外侧间室为0 级［6，7］。本研究回顾性分析在本院1 年内同时检查PTFJ 片和膝关节MRI 的患者，共35 例内侧间室OA 患者（35 膝）纳入本研究。男18 例、女17例；右膝22 例、左膝13 例；年龄平均（64.5±6.9）岁；BMI 平均（26.2±3.7）kg/m2。18 例（51.4%）的内侧间室OA 分级为Ahlbäck I 级，5 例（14.3%）为II 级，10 例（28.6%）为III 级，2 例（5.7%）为IV级。本研究通过了伦理审查委员会批准，征得了所有患者知情同意。

1.2 测量方法

1.2.1 X 线测量

拍摄PTFJ 片时，下肢先内旋45°拍摄，如未清晰显示PTFJ 关节间隙，则根据胫腓骨重叠程度调整内旋角度，直至清晰显示关节间隙。在X 线片上测量PTFJ 倾斜角，称为X 线测量腓骨倾斜角（X-ray measured fibular inclination angle,X-FIA）（图1a）［4］。

图1 近端胫腓关节腓骨侧倾斜角测量。1a: X 线测量方法，胫腓骨共同纵轴线（P 线）与近端胫腓关节腓骨关节面切线（F 线）的夹角为α 角，X-FIA 为90°减去α 角；1b: MRI 测量方法，胫腓骨共同纵轴线，即双圆心连线（M 线）与近端胫腓关节腓骨关节面切线（F 线）的夹角为β 角，M-FIA 为90°减去β 角。Figure 1. Measurement of the fibular inclination angle (FIA) of the proximal tibiofibular joint(PTFJ).1a:In the X-ray measurement, the angle between the tibiofibular common longitudinal axis (P line) and the tangent line (F line) of PTFJ fibular surface is α angle, while the X-FIA is 90° minus the α angle. 1b:In MRI measurement, the angle between the tibiofibular common longitudinal axis that is the center connection of the double circles(M-line)and the tangential line(F line)of PTFJ fibular surface is β angle, whereas the M-FIA is 90° minus the β angle.

1.2.2 MRI 测量

1.5T MRI 扫描膝关节。应用OsiriX MD 软件校准和重建MRI 图像。调用软件三维多平面重建功能。首先旋转轴位图像上的冠状面定位线，使其与胫骨后髁内、外侧边缘相切［8］。接着，在矢状位视窗，应用注释工具放置两个圆，近端圆接触胫骨前、后和顶部的皮质骨边界，远端圆接触胫骨前、后的皮质骨边界。远端圆圆心位于近端圆的周长上。由连接两个圆中心的直线确定胫骨矢状面纵轴［9，10］。使矢状位图像上的冠状面定位线与矢状面纵轴重叠。然后，在冠状位图像上画两条连接胫骨皮质的直线，两直线中点连线即为胫骨冠状面纵轴［8］。旋转矢状面定位线，以与冠状面纵轴重叠。最后，轴位图像上把两条定位线的交叉点置于PTFJ 关节间隙，并使一条定位线与关节间隙平行，另一条定位线即默认垂直关节间隙。选择垂直关节间隙的定位线所代表的斜位视窗。斜位视窗内，选择显示胫骨前缘、腓骨后缘的斜位图像。在胫腓骨近端放置两个圆。双圆心连线确定了胫腓骨共同纵轴线。作PTFJ 腓骨关节面的切线。MRI 测量腓骨倾斜角（MRI measured fibular inclination angle, MFIA），为90°减去切线与胫腓骨共同纵轴线的夹角（图1b）。为评估测量信度，随机抽取20 例，在首次测量1 个月后再次测量。

1.3 统计学方法

采用SPSS 25.0 软件进行统计学分析。采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient,ICC）评估M-FIA 测量信度。计量数据以±s表示，资料呈正态分布时，两两比较采用配对T检验；资料呈非正态分布时，采用秩和检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。一致性评估采用Bland-Altmann 分析法［11］。

2 结 果

2.1 测量结果

M-FIA 测量的观察者内与观察者间信度ICC 值分别为0.97 和0.90，为一致性优异。X-FIA 平均为（26.9±7.6）°，M-FIA 平均为（26.6±7.5）°，差异无统计学意义（P=0.244）。

2.2 一致性分析

M-FIA 与X-FIA 一致性评估的Bland-Altmann分析图见图2。95%一致性界限为（-0.3±2.8）°。差值的平均值为-0.3°，差值绝对值最大者为2.9°。

图2 M-FIA 与X-FIA 一致性评估的Bland-Altmann 分析图。Figure 2.Bland-Altmann analysis chart for consistency evaluation between M-FIA and X-FIA.

3 讨 论

采用标准化方法依次从轴位、矢状位、冠状位，以胫骨后髁、胫骨矢状面纵轴、胫骨冠状面纵轴为基准对MRI 图像进行重建，这一标准化多重校准过程，控制了测量误差。本研究证实测量信度是优异的，在MRI 图像上通过校准和重建来测量PTFJ 倾斜角是可重复的技术。

X-FIA、M-FIA 测量时分别采用中心法与圆形法确定胫腓骨共同纵轴线。中心法用两条相距5 cm 的直线来连接胫腓骨皮质，将两条线中点连成一直线，即为纵轴线［12］。由于胫骨后皮质凹陷和胫骨结节的存在，要求胫骨结节以远的胫骨采集范围要足够长［10］。圆形法未考虑胫骨后皮质凹陷和胫骨结节的影响，仅使用胫骨近端［9］。常规的膝关节MRI 包含的胫骨近端较短，只适合采用圆形法［10］。本研究中，虽然采用不同纵轴线确定方法，但X-FIA 与MFIA 无统计学差异，而且一致性界限、最大差值均较小，在可接受的误差范围内，因此这两种测量方法可相互替代。

临床上对于已出现膝关节症状而且扫描过MRI的人群，可通过MRI 图像重建，来确定是否存在PTFJ 倾斜角较小这一内侧间室OA 的危险因素，以指导预防与早期治疗，并避免了PTFJ 片拍摄时的反复透射。

采用MRI 重建进行研究，可轻松地回顾性获取大样本、多中心资料，来进一步证实倾斜角与内侧间室OA 的相关性、论证中老年人群倾斜角随时间变化的关系等［3］。这为进一步研究提供了新途径。

此外随着交通事故的增多与全民健身的普及，PTFJ 脱位发生率有所增加，研究证实PTFJ 倾斜角大小与脱位风险相关［4］；近端腓骨可作为移植骨进行其他关节的重建，PTFJ 形态和倾斜角对关节重建的术前设计非常重要［13～15］。这两种患者常需MRI 检查：对于PTFJ 脱位，MRI 能同时清晰显示膝关节韧带等的伴发损伤情况；对于近端腓骨移植，MRI 能清晰显示PTFJ 退变情况与关节形态。因此对于这些患者，可采用MRI 图像重建来分析倾斜角和关节形状，以评估脱位患者是否有易感因素需处理、以及指导关节移植重建的术前设计。

综上所述，通过校准和重建膝关节MRI 图像来测量PTFJ 倾斜角是可重复的技术。M-FIA 与X-FIA的一致性较好，可相互替代。