基于滑车沟入口平面测量的滑车形态学参数对高位J征识别的卓越预测效能

《Orthopaedic Surgery》：Trochlear Morphological Parameters Based on Measurements at the Trochlear Groove Entry Plane Demonstrate Excellent Predictive Efficacy for Identifying the High-Grade J-Sign

【字体：大中小】 时间：2026年10月17日 来源：Orthopaedic Surgery 2.5

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　　摘要目的：高位J征的矫正是改善滑车发育不良患者临床预后的关键，但作为描述滑车形态学金标准的滑车沟入口平面（trochlear groove entry plane）的解剖学异常尚未得到充分关注。本研究旨在比较滑车沟入口平面与罗马拱平面（Roman arch

摘要目的：高位J征的矫正是改善滑车发育不良患者临床预后的关键，但作为描述滑车形态学金标准的滑车沟入口平面（trochlear groove entry plane）的解剖学异常尚未得到充分关注。本研究旨在比较滑车沟入口平面与罗马拱平面（Roman arch plane）的轴位计算机断层扫描（CT）测量在预测髌骨不稳定患者J征中的诊断准确性和可靠性。方法：这项回顾性研究纳入120例诊断为复发性髌骨脱位的膝关节。基于髌骨轨迹评估，J征被分为低度组（J征阴性和I级）和高度组（J征II级和III级）。术前在滑车沟入口平面和罗马拱平面上通过CT测量滑车深度（trochlear depth）、滑车沟角（sulcus angle, SA）和外侧滑车倾斜角（lateral trochlear inclination, LTI）。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析评估两个解剖平面上三个参数对J征严重程度的预测准确性。结果：在ROC曲线上，滑车沟入口平面测量的参数显示出优于罗马拱平面的诊断准确性。在两个平面上，高度组的滑车深度和LTI均显著低于低度组，而SA显著高于低度组（均p?

一、研究背景与目的

复发性髌骨脱位（recurrent patellar dislocation, RPD）患者中约80%存在近端髌骨轨迹异常，表现为伸膝过程中髌骨自滑车沟向外侧偏移，即体格检查中的J征。阳性J征提示髌骨轨迹过度外侧偏移，其成因包括骨性解剖异常或内外侧软组织张力失衡。既往研究证实，术前高位J征是内侧髌股韧带（medial patellofemoral ligament, MPFL）重建术后移植物松弛的独立危险因素，比值比（odds ratio）达11.9；术前存在J征的患者术后残余髌骨轨迹异常的发生率可高达54%。另有随访研究显示，J征阳性患者术后移植物失败风险较J征阴性患者增加3.9倍。此外，异常髌骨轨迹与髌股关节接触压力升高相关，可能诱发术后僵硬及髌股关节骨关节炎的加速进展。

滑车发育不良被公认为髌骨病理性运动的主要成因之一。既往研究多采用罗马拱平面对滑车解剖形态进行定量分析，但滑车沟入口平面被认为是描述滑车形态学的金标准。严重滑车发育不良可能在影像学上呈现更多形态异常，而低度发育不良可能仅局限于近端滑车节段。然而，滑车发育不良与髌骨轨迹异常之间的相关性分析在既往文献中仍不充分。因此，本研究旨在：（1）评估滑车沟入口平面与罗马拱平面在量化以高位J征为特征的髌骨轨迹参数中的诊断效能；（2）初步提出在识别和评估高位J征方面具有优越诊断性能的参数。研究假设滑车沟入口平面的测量较罗马拱轴位切面具有更好的诊断效用，可用于预测和表征髌骨轨迹异常。

二、研究方法

研究经北京积水潭医院伦理委员会批准（伦理编号：01-07-2018），对2023年2月至2024年7月在该院接受手术治疗的RPD患者进行回顾性筛查。纳入标准包括：（1）复发性髌骨不稳定（至少两次有记录的脱位或半脱位发作）；（2）完整的术前膝关节CT影像数据；（3）术前J征记录；（4）年龄上限40岁。排除标准包括：（1）既往膝关节手术史；（2）同侧膝关节骨折及软骨损伤史；（3）术前J征判定不明确；（4）术前扫描不规范。最终纳入60例患者的120个膝关节，其中低度J征组60例（J征阴性29例，I级31例），高度J征组60例（II级34例，III级26例）。队列包含22例男性和38例女性，平均年龄21.8岁（范围14–40岁）。

J征通过标准化体格检查确认，患者在坐位、双腿自然下垂姿势下从90°屈曲位主动伸膝，在20秒采集窗口内系统记录至少5次完整的屈伸周期。J征分级标准为：阴性（外侧位移≤最大髌骨横径的25%）、I级（>25%但≤50%）、II级（>50%但≤100%）、III级（完全髌股关节脱位）。分级评估由两名经验丰富的运动医学医师独立完成，高位J征识别的观察者间kappa值为0.81。

影像学测量在CT扫描的罗马拱轴位切面和滑车沟入口平面分别进行。CT扫描在仰卧位、双膝完全伸直、股四头肌放松状态下完成，轴位切片垂直于股骨机械轴。罗马拱构型定义为髁间窝圆形罗马拱外观的最佳可视化。滑车沟入口平面定义为内侧和外侧滑车关节面的软骨轮廓完全可见且连续的最靠近近端的轴位切片，表示髌骨进入滑车沟的入口处。在骨赘改变或显著骨性发育不良遮蔽近端滑车典型骨性轮廓的情况下，该平面被确定为股骨髁间滑车沟可辨别的最靠近近端水平。测量参数包括：滑车沟角（SA），定义为滑车沟最深处与内外侧滑车关节面突出点连线之间的夹角；外侧滑车倾斜角（LTI），定义为后髁轴线与滑车外侧关节面沿线之间的夹角；滑车深度，采用Pfirrmann等方法，从后髁参考线分别垂直测量至外侧髁顶点、内侧髁顶点和滑车沟最深点，最终深度值由平均髁高度减去滑车沟测量值获得。所有测量使用RadiAnt DICOM Viewer软件完成。

统计分析方面，正态分布连续变量以均值±标准差表示，采用Student's t-检验比较组间差异；非正态分布数据以中位数（四分位距）表示，采用Mann–Whitney U检验。分类变量采用卡方检验。受试者工作特征（ROC）曲线分析用于评估各参数预测J征严重程度的诊断准确性，曲线下面积（AUC）>0.7被认为具有有价值的诊断效能，AUC差异采用DeLong检验比较。Youden J统计量（敏感性+特异性?1）用于确定区分低度和高度J征的最佳截断值。观察者间和观察者内信度采用组内相关系数（ICC）评估，>0.75表示一致性极佳。

三、研究结果

3.1 研究设计人口统计学和信度数据

共纳入120个膝关节，所有测量参数均表现出极佳的信度，观察者间信度系数范围为0.758至0.923，观察者内信度系数范围为0.780至0.929。其中，滑车沟入口平面的LTI具有最高的观察者间信度（0.923）和观察者内信度（0.929）。

3.2 形态学参数比较

高度组与低度组相比，平均年龄显著更大（p?=?0.022），性别分布和侧别比例无显著差异。在两个解剖水平上测量的所有形态学参数均表现出统计学显著的组间差异（p?

3.3 两个解剖平面参数的诊断性能

在滑车沟入口平面，区分低度和高度J征的AUC值为：AUC_SA?=?0.912，AUC_LTI?=?0.803，AUC_滑车深度?=?0.858。SA的敏感性为0.87，特异性为0.87，最佳截断值为149.8°。相比之下，罗马拱平面的测量表现出较低的判别性能：AUC_滑车深度?=?0.714，AUC_SA?=?0.740，AUC_LTI?=?0.694。SA的敏感性降低至0.67，特异性为0.77，截断阈值为140.2°。除罗马拱平面的LTI（AUC?=?0.694）外，两个解剖水平的所有参数均表现出诊断效用，AUC范围0.69至0.91。DeLong检验显示，SA（p?p?=?0.003）和滑车深度（p?

四、讨论与结论

本研究的主要发现是，滑车沟入口平面的SA、滑车深度和LTI测量较罗马拱平面具有更优的诊断效能，其中SA达到最高AUC 0.912（最佳截断值149.8°）。高位J征患者表现出显著增大的SA以及显著减小的滑车深度和LTI（p?

滑车沟入口平面作为最靠近近端的轴位成像平面，被普遍认为是评估滑车形态学的金标准，因为低度滑车发育不良可能仅在近端滑车节段被识别。因此，近端轴位切面较位于更远端的罗马拱平面对滑车形态异常具有更优的阳性检出效率。基于滑车沟入口平面评估的手术干预可能有助于降低长期手术失败率。此外，严重滑车发育不良可能在滑车近端轴位平面呈现更多形态异常，从而有助于更精确地表征病理改变。

与既往研究比较，本研究罗马拱平面的SA最佳截断值为140.2°（AUC?=?0.74，敏感性0.67，特异性0.77），低于Tanaka等利用MRI确定的骨性标志145°和软骨性标志154°的截断值，提示从异常髌骨轨迹发展为髌骨脱位的过程在临床评估中可能被忽视，尤其是当未系统进行近端滑车形态学定量评估时。本研究发现LTI在滑车沟入口平面和罗马拱平面的截断值分别为16°和20°，用于区分低度和高度J征。既往研究显示LTI随屈曲角度增加而增大，且LTI被确定髌骨轨迹分歧的主要决定因素；LTI降至0°时，外侧髌骨移位所需力量减少70%。滑车深度也被证明对识别病理性髌骨运动模式具有显著诊断效用。

CT相较于X线具有更优的多平面重建能力和横断面分辨率，能够详细评估滑车形态和髌股关节对线；相较于MRI具有更快的采集时间、更低的运营成本和更优的皮质骨显示能力，因而具有更广泛的临床适用性和术前规划价值。

研究局限性包括：多观察者测量可能引入测量偏倚；高度J征组与低度组之间存在统计学显著的年龄差异，可能因年龄相关的软骨厚度和软骨下骨密度退行性改变而混淆滑车形态学的定量分析；CT不能直接显示软骨厚度或软组织结构，MRI可能提供软骨形态的补充信息；单中心设计限制了结果的普适性。

结论： 在评估复发性髌骨不稳定患者的髌骨轨迹时，滑车沟入口水平的轴位CT扫描对J征的识别较罗马拱水平具有更好的预测准确性。值得注意的是，CT测量的滑车沟角能够改善轻度和重度J征病例之间的区分，为髌骨轨迹异常提供有价值的术前信息。

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