基于冠状位MRI叠加技术测量的髌骨外侧移位与髌股关节骨关节炎严重程度的相关性研究

《Diagnostics》：Assessment of Patellar Lateralization and Its Association with Patellofemoral Osteoarthritis Severity: A Retrospective MRI-Based Study

　　

背景/目的： 髌股关节解剖结构或匹配性的改变可能导致骨关节炎。在冠状面重叠MR图像（冠状位MRI叠加技术）上测量髌骨外侧移位的距离，可作为评估髌骨外侧化的有效方法。方法： 研究人员将髌股关节骨关节炎（PFOA）的存在与胫骨结节-滑车沟距离（TT-TG）及髌骨外侧移位距离进行了相关性分析。同时，还评估了髌骨外侧化与PFOA严重程度之间的关联。这项回顾性研究纳入了202名接受膝关节磁共振成像（MRI）检查的患者（非重度PFOA组，n=135；重度PFOA组，n=67）。采用国际软骨修复学会（ICRS）分类系统定义PFOA标准及其严重程度。所有MRI图像均由两名肌肉骨骼放射科医生独立评估。在以7mm为阈值，根据髌骨长轴与滑车切迹最深点之间的距离将研究组分为髌骨外侧化组和对照组后，分析了髌骨外侧化与PFOA严重程度之间的关联。结果： 测量TT-TG距离（ICC=0.980）和髌骨外侧移位（ICC=0.984）的观察者间一致性极佳。重度PFOA组（ICRS 2-4级）的平均髌骨外侧移位距离显著大于非重度组（ICRS 0-1级）（6.02 mm vs. 4.78 mm；差异的95%CI，-2.110至-0.376；p=0.005）。此外，随着PFOA的国际软骨修复学会（ICRS）分级升高，各级别中髌骨外侧化的比例均高于正常水平（p=0.009）。两位判读者的评估均显示，非重度组（0级和1级）与重度PFOA组（2级以上）在TT-TG距离和髌骨外侧移位方面存在统计学显著差异（TT-TG距离的p值分别为0.029和0.014；髌骨外侧移位的p值分别为0.005和0.002）。结论： 在MRI上使用冠状位MRI叠加技术测量的髌骨外侧移位与PFOA及其严重程度显著相关。因此，冠状位MRI叠加技术将是评估髌骨外侧化与PFOA之间关系的一种有用方法。

论文解读文章

研究背景与问题

骨关节炎（osteoarthritis, OA）是全球性的公共卫生挑战，是导致肌肉骨骼残疾的主要原因之一。其发病机制复杂，并非单纯的软骨磨损，而是涉及整个关节的异质性疾病，包括软骨退化、软骨下骨重塑、滑膜炎症等。膝关节OA中最常见的两种类型是合并的股胫关节OA和髌股关节OA（patellofemoral osteoarthritis, PFOA）。约9%的40岁以上人群和超过30%的60岁以上人群患有PFOA。髌股关节的生物力学应力高度集中，其解剖结构或匹配性的改变（无论是先天性还是后天获得性，如滑车发育不良、高位髌骨、胫骨结节外侧化和髌骨半脱位）会导致异常的对线及轨迹异常，进而引发机械应力分布不均，启动局部软骨退变和全关节OA病变过程。

既往研究中，胫骨结节-滑车沟距离（tibial tuberosity–trochlear groove distance, TT-TG距离）被用于量化胫骨结节的外侧化程度。然而，TT-TG距离仅反映了导致髌骨不稳定的解剖因素之一，无法评估无胫骨结节异常的髌骨外侧移位。研究人员此前曾报道，在冠状位叠加MR图像（冠状位MRI叠加技术）上测量髌骨外侧移位的距离是评估髌骨脱位的有效方法，并提出了7毫米的最佳诊断鉴别阈值。本研究的创新之处在于，利用一个全新的独立患者群体，评估这一形态学参数与PFOA的存在及其严重程度之间的关系。

研究方法概述

这是一项回顾性研究，经机构审查委员会批准并豁免知情同意。研究人员回顾性评估了2017年1月至7月期间因膝痛接受膝关节MRI的218名连续患者，最终纳入202名患者（男性95例，女性107例；平均年龄48.6岁）。排除标准包括年龄小于19岁、化脓性关节炎、既往膝关节手术史及明显外伤史。所有MRI检查均在3.0T MRI扫描仪上进行，膝关节处于伸直位。关键的测量技术包括：

1. 1.
   冠状位MRI叠加技术测量髌骨外侧移位： 在冠状位T1加权像上，先在显示髌骨最低点的层面画一条经过该点的垂直线（代表髌骨长轴），然后将此线复制粘贴到显示股骨髁间窝最深点的同一序列层面，再于该层面滑车切迹最深点画另一条平行垂直线，两条线之间的距离即为髌骨外侧移位距离。
2. 2.
   TT-TG距离测量： 在轴位脂肪饱和T2加权像上，在胫骨结节切迹最前缘画一垂直线，复制粘贴到显示滑车沟最深点的层面，再于该点画平行线，两线间距即为TT-TG距离。
3. 3.
   PFOA影像学评估： 由两名放射科医生根据国际软骨修复学会（International Cartilage Repair Society, ICRS）分类系统独立评估髌股关节的软骨病变严重程度，分歧通过协商解决。

研究结果

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  观察者间信度： TT-TG距离（ICC=0.980）和髌骨外侧移位（ICC=0.984）的测量均显示出极佳的观察者间一致性。
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  PFOA组与非PFOA组的比较： PFOA组的平均髌骨外侧移位距离显著大于非PFOA组（p=0.011和0.001），但两组间的TT-TG距离无显著差异。
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  髌骨外侧化与PFOA严重程度的相关性： 随着PFOA的ICRS分级升高，髌骨外侧化（以7mm为阈值）的比例在各分级中均呈增加趋势，该趋势具有统计学意义（p=0.009）。
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  非重度与重度PFOA组的比较： 在将患者分为非重度PFOA组（ICRS 0-1级）和重度PFOA组（ICRS 2-4级）后，两组间在TT-TG距离（p=0.029和0.014）和髌骨外侧移位（p=0.005和0.002）方面均存在统计学显著差异。
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  多变量逻辑回归分析： 在校正年龄和性别后，TT-TG距离和髌骨外侧移位均与重度PFOA保持显著关联。对于判读者1，TT-TG距离每增加1mm，重度PFOA的风险比为1.128（95%CI, 1.009-1.261; p=0.034）；髌骨外侧移位每增加1mm，风险比为1.245（95%CI, 1.083-1.432; p=0.002）。

讨论与结论

研究结果表明，通过冠状位MRI叠加技术测量的髌骨外侧移位与PFOA及其严重程度显著相关，而TT-TG距离仅在区分重度与非重度PFOA时才表现出显著差异。这提示TT-TG距离可能仅反映导致PFOA后期外侧化的一个解剖因素（胫骨结节异常），而冠状位测量法能更直接、全面地评估髌骨相对于股骨的横向位移。研究也指出，这种关联可能存在反向因果关系，即严重的PFOA导致的软骨丢失、骨质改变和韧带松弛也可能继发引起髌骨外侧化。

研究局限性包括：回顾性设计、未完全控制BMI、高位髌骨等潜在混杂因素、MRI层厚可能影响早期软骨病变的检出、静态MRI无法完全反映动态髌骨轨迹等。

研究结论： 总之，尽管其潜在的预后价值需要进一步的前瞻性和独立的验证研究，但在MRI上使用冠状位MRI叠加技术测量的髌骨外侧移位与PFOA及其严重程度显著相关。因此，使用冠状位MRI叠加技术测量髌骨外侧移位将是评估髌骨外侧化与PFOA之间关系的一种有用方法。