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复发性肩关节前脱位常导致关节盂前下缘进行性损伤和骨缺损,这是肩关节持续不稳的关键因素。术前准确测量骨缺损至关重要,有助于决定软组织修复是否足够,或是否需要骨移植手术(如Latarjet术)。以往关节镜检查被认为是评估关节盂骨缺损的标准方法,以所谓的“裸区”(b
复发性肩关节前脱位常导致关节盂前下缘进行性损伤和骨缺损,这是肩关节持续不稳的关键因素。术前准确测量骨缺损至关重要,有助于决定软组织修复是否足够,或是否需要骨移植手术(如Latarjet术)。以往关节镜检查被认为是评估关节盂骨缺损的标准方法,以所谓的“裸区”(bare spot)作为参考点。然而,该解剖标志并非总是可见,且可靠性较差,降低了其临床价值。因此,基于CT和MRI的影像学方法目前更受青睐。其中最为知名的影像学技术之一是PICO CT法,该方法通过将关节盂内切于一个圆形来计算骨缺损。尽管该方法应用广泛,但由于关节盂表面并非真正的圆形,其存在显著局限性,导致观察者间变异性高,临床准确性降低。为提高精确度,研究人员开发了PARMA法。该技术利用曲面多平面重建(cMPRs)沿关节盂表面的真实凹面进行测量。尸体研究表明,PARMA法较传统CT方法更准确且可重复性更高,与高精度激光扫描相比具有良好的一致性。此外,还必须评估Hill–Sachs损伤。on-track/off-track概念结合肱骨头与关节盂骨缺损,用于预测复发性脱位的风险。Off-track损伤若仅行软组织修复,手术失败率较高,通常需要骨性手术。总体而言,现代基于CT的技术和联合损伤评估提高了准确性,并允许对肩关节不稳进行更个体化的治疗。本综述旨在概述创伤性肩关节不稳中最常用的关节盂骨缺损CT定量方法,强调其优势与局限性。
引言
肩关节是人体中最常发生脱位的关节,主要由于其活动范围在人类中无可比拟。肩关节的特殊解剖结构(球窝关节)促成了这种广泛的活动性,且由于关节盂的关节面较小(约占三分之一),而肱骨头占球体的三分之二,因此存在较高的不稳和脱位风险。人群中1%至2%的人一生中会发生一次肩肱关节脱位。超过95%的肩肱关节脱位为前向脱位;因此,肱骨头最常向前下方向移位,远离浅表的关节盂腔。肱骨头的上移受到由肩峰、喙突和肩袖组成的骨-肌-腱复合体的限制。初次损伤通常发生在跌倒时手臂外伸或直接撞击肩部。由此产生的解剖损伤可能涉及不同区域,单独或同时发生;特别是可能观察到肩肱韧带或纤维软骨性关节盂唇的损伤,以及关节盂和/或肱骨头的骨性骨折,有时还伴有肩袖的创伤性损伤。许多前向肩关节脱位患者伴有肱骨头后外侧的嵌压性骨折。Hill–Sachs损伤表现为肱骨头后上外侧轮廓上的局灶性压痕或凹陷,是既往不稳的标志。具体而言,Hill–Sachs骨折越深,导致脱位的创伤越严重,因此损伤前肩关节越稳定;相反,当Hill–Sachs骨折缺失或较浅时,导致脱位的创伤较轻,肩关节在损伤前稳定性较差。当这些骨折同时发生时(约占脱位的五分之四,81%),被称为双极骨损伤,因为它们相对于肩关节运动中心几乎呈对角线相对。在所有发生前向肩关节脱位的患者中,20%至48%会出现复发,这在年轻个体中更为常见,20岁以下患者的复发率为66%至94%。复发性肱骨头前向脱位逐渐导致关节盂前下缘的磨损、重塑和骨缺损。在创伤性单向肩关节不稳(即TUBS:创伤性、单向、Bankart损伤、手术)病例中,关节盂骨缺损的患病率差异很大,根据已发表的系列研究,范围为8%至90%。关节盂骨缺损是复发性肩肱关节不稳的重要危险因素。这可能是急性骨折(骨性Bankart损伤)或反复肱骨头与关节盂边缘撞击导致的关节盂前下缘进行性侵蚀的结果,常见于单次或复发性脱位患者。多项研究提出了关节盂骨缺损10%至25%之间的临界阈值。近期共识声明建议当关节盂缺损超过20%时考虑骨移植重建。因此,术前评估关节盂骨缺损对于手术规划至关重要,特别是在关节镜关节囊盂唇修复与更具侵入性的骨移植手术(如Latarjet或其他骨块技术,无论是开放还是关节镜下)之间的决策中。Latarjet–Putti手术涉及将喙突转位至关节盂前下缘、关节盂赤道下方,使用金属螺钉固定,从而形成对抗肱骨头前向移位的骨性和动力性约束。已提出多种评估关节盂骨的方法,主要是关节镜和非侵入性影像学方法。其中,最常用的是无对比剂的CT;MRI目前使用较少,因其空间分辨率低且对钙无特异性。
关节镜方法
传统上,关节镜下评估关节盂骨缺损被认为是定量的参考标准。如Burkhart等人所述,该方法基于识别所谓的裸区,即位于沿关节盂下缘可绘制的圆中心附近的软骨缺失区。裸区被用作估计骨缺损的参考点。然而,一些作者质疑裸区作为解剖标志的可靠性。据观察,该结构在行肩关节镜检查的患者中可见率低于48%,在CT关节造影评估的患者中低于26%。此外,解剖研究表明裸区并非精确位于关节盂下部中心,其使用可能导致对小缺损的高估。鉴于这些局限性,关节镜检查不再被视为关节盂骨缺损定量的真正参考标准。随着时间推移,引入了创伤较小的放射学方法,特别是基于CT和MRI的技术。在此背景下,一项意大利研究比较了CT和磁共振成像(MRI)执行的不同测量技术,强调在所考虑的方法中,CT上的PICO方法提供最佳结果,因为它具有相对较低的观察者内和观察者间变异性;然而,由于缺乏参考标准导致的偏倚,该研究受到强烈限制,因此该方法不能被认为是可靠的。
PICO方法
PICO CT方法由Baudi于2005年首次提出,基于厚度为0.6至1.0 mm的关节盂斜矢状位切片,通过二维多平面重建(MPRs)获得。关节盂表面使用沿健康关节盂下缘绘制的圆形感兴趣区(ROI)计算。同一圆随后叠加到受影响关节盂的重建矢状位图像上,缺失表面被手动定义。两个表面之间的差异允许通过与完整对侧关节盂比较来计算骨缺损百分比。特别是,PICO CT方法的主要弱点在于其二维几何方法,这可能在对具有内在解剖和创伤后变异性的表面评估中构成限制;实际上,在2D CT图像上将关节盂下部拟合为圆形可能无法准确代表关节盂表面的真实解剖结构,该表面不仅弯曲,而且在形态上难以近似为圆形。此外,该圆仅在矢状扫描平面紧邻关节面下方时创建(如果低于关节盂1–2 mm,则创建圆;如果上移到骨软骨平面,则永远不是圆形)。解剖发现高度主观且可变;观察者之间2或3°的不同倾斜会减少或增加直径(2或3 mm),从而导致表面的显著变异性(约30%);有时圆下方存在骨表面(6点钟方向)。De Filippo等人通过将测量结果与高精度激光光学扫描探头获得的测量结果进行比较,在尸体模型中测试了PICO CT方法的可重复性。结果表明,在尸体样本的关节盂表面评估中,使用PICO CT方法进行CT测量的观察者间变异性与激光相比很高;因此,PICO CT方法不可靠,可能导致患者临床管理中的错误。
PARMA方法
为克服PICO方法的局限性,De Filippo等人开发了PARMA方法,这是一种通过具有多平面“曲面”重建(cMPRs)的CT评估关节盂骨缺损的非侵入性且可重复的技术,使用尸体模型。为验证cMPR技术的准确性和可重复性,使用了十个干燥尸体肩胛骨,其中两个被修改以模拟Bankart型骨性损伤。每个标本均接受CT扫描,随后以两种模式进行MPR:传统的“平面”(MPR)和“曲面”(cMPR)。cMPR技术允许沿关节盂关节面的自然凹面,生成比经典平面重建图像更贴合关节盂真实解剖结构的曲面重建平面。在两种情况下,均通过沿外缘手动描绘轮廓(感兴趣区,ROI)来测量关节盂关节面积。作为准确性参考,使用高精度激光光学扫描系统(CAM2激光线探头),能够生成骨表面的三维点云。收集的数据使用3D建模软件处理以获得面积的精确测量值。三位经验丰富的放射科医生独立进行CT测量,其中一位在3个月后重复分析以评估操作者内可重复性。cMPR平面的设置通过识别关节盂关节面的凹轴,在斜冠状面中描绘曲线来完成。最后,将MPR和cMPR技术获得的结果与激光测量结果在准确性和变异性方面进行比较。在尸体模型中使用关节盂cMPR CT被证明是可重复的,且比传统MPR显著更准确。此外,尽管关节盂表面存在相当大的解剖变异性,cMPR CT仍提供可靠信息。与PICO方法一样,PARMA方法基于与对侧关节盂的比较。双肩包含在单次CT采集内;无需额外CT扫描,因此无额外辐射暴露。
On-track/off-track
“on-track/off-track”概念源于Hill–Sachs损伤与关节盂骨缺损的结合。Hill–Sachs损伤是肱骨头后上外侧皮质的凹陷,因前向肩关节脱位而发生。该损伤在肩肱关节不稳的评估中尤为重要,尤其是在有复发性脱位发作的患者中。其理念是并非所有Hill–Sachs损伤都具有临床意义:只有当它们足够大且方向允许在外展和外旋运动中接触关节盂前缘,导致嵌顿并随后再次脱位时,它们才成为问题。这种潜在病理性接触被称为“off-track”,而保持在“轨道内”且不与关节盂边缘冲突的损伤被认为是“on-track”。为评估涉及关节盂和肱骨头的双极骨缺损情况下的肩关节稳定性,Yamamoto等人提出了“关节盂轨道”的概念。“轨道”的计算基于“关节盂轨道”(GT)概念的分析,该概念代表在外展和外旋运动中肱骨头通常与关节盂接触的区域。在正常条件下,关节盂轨道约为关节盂宽度的83%。当关节盂存在前缘骨缺损时,轨道宽度减小。接下来,计算Hill–Sachs间隔(HSI),定义为Hill–Sachs损伤与缺损和肩袖止点之间骨桥的总和。通过影像学测量,特别是CT和MRI,对损伤进行分类至关重要。在计算考虑前向关节盂骨缺损的真实关节盂轨道(GT)(GT = 0.83 × D ? d)后,将Hill–Sachs间隔(HSI)与GT进行比较。HSI < GT = Hill–Sachs“ON TRACK”(非嵌顿性)。HSI > GT* = Hill–Sachs“OFF TRACK”(嵌顿性)。该分类的临床价值在于其预测能力:如果仅行软组织稳定手术(如Bankart),off-track损伤患者术后复发风险高得多。在这些病例中,可能需要额外的骨性治疗,如Latarjet手术或remplissage。
讨论
前向肩关节脱位是一种常见损伤,尤其是在年轻患者和运动员中,且常与高复发率相关。在确定前向肩关节不稳的治疗策略时考虑多种因素,包括患者年龄和性别、关节盂骨缺损程度、双极骨缺损(关节盂骨缺损合并Hill–Sachs损伤)、优势手、运动状态、既往脱位次数、既往肩关节手术、全身性过度松弛、患者期望以及遵守术后康复的能力。关节盂骨的完整性在维持肩关节稳定性中起关键作用,复发性脱位风险与骨缺损程度密切相关。外科医生在选择软组织稳定手术与骨性稳定手术时经常同时考虑关节盂骨缺损的程度和位置。这凸显了准确测量骨缺损以指导治疗决策的重要性,并强调了对可靠评估方法的需求。2000年,关节镜检查被提出作为计算关节盂骨缺损的参考方法(Burkhart等人),因为它允许直接可视化关节盂表面。然而,其精确量化骨缺损的实用性有限。尽管关节镜检查允许体内测量关节盂,但它是侵入性的,且鉴于手术规划的主要目标是获取测量值,非侵入性方法更可取。此外,关节镜评估本质上是二维的,依赖于线性直径,可能不如基于表面的测量准确。此外,这种量化依赖于裸区作为关节盂中心的解剖参考的存在,而裸区可能缺失且位置高度可变。因此,由于其侵入性和提供准确测量的局限性,关节镜检查在此背景下不能被视为真正的金标准。为计算骨缺损程度,已提出多种影像学技术,包括二维(2D)和三维(3D)计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)。还开发了各种测量方法,包括线性和基于表面的方法。线性方法主要涉及长度和直径测量,而基于表面的技术侧重于量化骨缺损面积。其中,PICO方法使用最广泛,因为它相对准确且易于应用,且无论成像方式如何均常用。如Baudi等人所述,PICO方法使用多平面重建(MPR)获得关节盂的正面视图。在完整关节盂的下部绘制一个圆,然后转移到对侧,在缺损区域被勾勒出来。然而,将关节盂下部内切于圆形并不能反映关节盂表面的真实解剖结构,该结构难以用圆形近似。因此,关节盂下部的部分可能未被包含,尽管在高达90%的TUBS肩关节中已报道关节盂下部表面异常,从而降低了PICO方法在估计真实骨缺损中的准确性。当骨缺损较大时,这一局限性变得尤为重要,因为缺损可能延伸超出PICO圆定义的周界。出于同样原因,绘制最适合关节盂下部的圆受位置变异性的影响,因为放置圆所需的解剖标志未明确定义。这种变异性影响半径长度,从而影响计算面积。此外,使用PICO方法的研究——无论是基于平面MPR还是3D体积渲染——在计算表面时均未考虑关节盂的凹面性质。这种平面评估忽略了关节盂的关键凹面,该凹面不仅在解剖学上明显,而且在肩关节稳定中起基本作用。忽略此特征可能导致关节盂形态和骨缺损评估的不准确,因为关节盂的真实三维结构未被充分代表。与基于最佳拟合圆的方法相比,曲面多平面重建(cMPR)方法旨在克服这些不准确性和局限性。cMPR技术结合曲面切片平面以准确考虑关节盂的凹面性质,确保精确测量参与关节盂缺损的实际关节面。该方法不仅描述了骨缺损的真实程度,还通过使用清晰可识别的关节盂周界作为解剖参考,消除了圆放置的主观性,允许测量整个关节盂表面。与基于圆的方法不同,全表面测量还包括涉及上赤道区和关节盂下部表面的骨缺损。最后,前述线性和基于表面的方法,包括PICO技术,尚未针对真正的参考标准进行验证,而我们方法的准确性是使用3D打印关节盂(被视为金标准)验证的。因此,cMPR方法提供了关节盂骨缺损的全面、客观且可重复的评估。双极骨损伤,以前关节盂缘和肱骨头后外侧骨折的形式,常与前向肩关节脱位相关,可能代表复发性不稳的原因或后果。关节盂轨道的评估是一个不断发展的概念,它将前向肩关节不稳的病理力学纳入其管理中。该概念目前被骨科医生广泛接受,在前向肩关节脱位的预后、治疗规划和结果评估中具有重要意义。关节盂轨道代表肩关节从中立位到外展和外旋运动过程中肱骨头与关节盂之间的接触区。决定Hill–Sachs损伤被分类为on-track或off-track的两个关键因素是:关节盂轨道宽度(GTW)和Hill–Sachs间隔(HSI)。如果GTW小于HSI,则HSL被认为是off-track;如果GTW超过HSI,则损伤被认为是on-track。作者关注关节盂轨道概念背后的基本原理,并描述了使用CT或MRI逐步评估关节盂轨道的方法。从off-track向on-track损伤的转化是前向肩关节不稳手术稳定的主要目标之一。影像学在关节盂轨道评估中的关键作用证明放射科医生需要熟悉该概念、其挑战和潜在陷阱,并为骨科医生生成具有临床意义和可操作的放射学报告,最终有利于患者护理。
最终考虑
总之,在所述用于评估关节盂骨缺损的基于CT的方法中,PARMA方法和on-track/off-track分类似乎最为准确。它们代表了肩关节不稳术前规划的重要进展,将骨解剖学动态整合到临床决策中。