胫骨平台后倾角与前交叉韧带...体积和横截面积的相关性分析_黄希萌.pdf

临床论著胫骨平台后倾角与前交叉韧带灰度、体积和横截面积的相关性分析黄希萌 王信杰 毛子木 余家阔（北京大学第三医院运动医学科 北京大学运动医学研究所，北京）【摘要】目的 探讨胫骨平台后倾角（，）大小与健康人群前交叉韧带（，）灰度、体积及横截面积的关系。方法 年 月招募健康受试者 例，男、女各 例。年龄 岁，（.）岁。，（）。通过磁共振成像（，）及 重建模型测量胫骨平台内、外侧后倾角及 灰度、体积和横截面积。对比男、女性测量结果，分析胫骨平台内、外侧后倾角与 灰度、体积和横截面积的相关性。结果女性胫骨平台外侧后倾角大于男性（）（），.，体积和横截面积小于男性（）（），；（）（），男、女性内侧后倾角和 灰度无统计学差异（）。男、女性健康受试者内、外侧后倾角与 灰度、体积和横截面积的相关性均无统计学意义（）。结论在健康人群中，胫骨平台后倾角与前交叉韧带的灰度、体积和横截面积均无相关性。健康女性的外侧后倾角大于男性。【关键词】前交叉韧带；胫骨平台后倾角；灰度文献标识：文章编号：（）：，：，：【】（），（）（），（，），（，.），（.）（.），（）（），；（）（），（），（），【】；中国微创外科杂志 年 月第 卷第 期 ，基金项目：国家自然科学基金（，）通讯作者，：前交叉韧带（，）损伤是常见的运动损伤之一，其发病率在全球范围内呈上升趋势，。许多回顾性研究证实胫骨平台后倾角（，）增大是 损伤的重要解剖学危险因素之一。也有多项体外研究显示，在膝关节受到纵向压力时，过大的 可能会导致胫骨前移增加，从而增加 所承受的应力，而这种关系在膝关节任何屈曲角度下均存在，。但体外研究与体内环境的各方面因素均存在差异，目前尚未明确健康人 的形状和特点是否会由于 而改变。磁共振成像（，）目前已广泛用于 解剖结构的分析研究中。基于 的灰度与体外力学测试中观察到的生物力学特性如强度具有相关性，可以全面地评估韧带或移植物的状态。很多研究使用灰度来预测动物模型中韧带的体外生物力学特性，或用来评估 重建术后移植物的健康和成熟程度。已经有研究显示 重建术后移植物的横截面积和体积并不是越大预后越好，其具体选择仍需进一步研究改进。本研究使用这种非侵入性方法测量健康人群的 特征，同时这种测量方法增强了我们对判断韧带质量、强度及状态，以及分析影响它们的危险因素的能力，探讨原生 形态和特征参数间潜在的相关性，从而为改进移植物的生物力学性能提供相关科学依据。考虑到 的增大与 损伤之间密不可分的关系，判断 的增大对 状态的影响尤为重要，我们需要了解的是较大的 是否与 的状态、形状和特点相关，从而可能变得更易损伤，还是 的增大仅仅是增加了人们在进行跳跃、扭动等高危动作时 损伤的风险。同时，目前仍无相关研究对健康人群中 的灰度、体积和横截面积的数值大小进行描述。因此，本研究测量健康人群 灰度、体积和横截面积的数值大小，分析性别差异，同时评价其与 之间的相关性。本研究的假设为 与健康人群 灰度、体积和横截面积之间存在相关性。对象与方法 研究对象本研究于 年 月招募健康受试者。在获得每位健康受试者的知情同意后，收集其基本信息并进行影像学测量。纳入标准：无前交叉韧带损伤及病史；无半月板或其他韧带等损伤及病史；岁；无骨骼未成熟或骨骺发育异常。排除标准：既往 重建或其他膝关节手术史；膝关节疼痛或发热；韧带、软骨或半月板损伤；膝骨关节炎或其他膝关节疾病。根据上述纳入及排除标准，本研究共纳入健康受试者 例，男、女各 例。年龄 岁，（）岁。，（）。测量方法使用 对胫骨平台内、外侧后倾角及 的灰度、体积及横截面积进行评估。采用 扫描仪（，美国），成像参数：重复时间，；回波时间，；回波链长，；切片厚度，；频率，；激励次数，；视野，；图像采集时间，。名作者分别从 图像中提取量化的参数，得到测量指标后取平均值。使用 软件手动分割并重建完整 的 模型（图）。根据模型由软件自动测量获得每例 的体积和灰度值，同时对所获得的灰度值使用股骨皮质灰度值进行归一化处理以减小扫描导致的变异性，。每个 的横截面积为体积除以 的拟合中心线长度。基于 等提出的三步法，使用 测量获得每例受试者的胫骨平台内侧后倾角（，）和外侧后倾角（，）（图 ）。统计学分析使用 进行统计学分析。连续变量用 表示，组间比较使用独立样本 检验，内、外侧后倾角与 灰度、体积和横截面积的相关性分析使用 检验，并使用线性回归模型分别对年龄和 进行校正。为有统计学意义。结果 例受试者内侧后倾角为 ，（）；外侧后倾角为 ，（）；体积 ，（）；灰度 ，。中国微创外科杂志 年 月第 卷第 期 ，图 根据 重建的完整 的 模型 图 胫骨纵轴的确定 图 胫骨纵轴的垂线与外侧胫骨平台切线夹角为外侧后倾角 图 胫骨纵轴的垂线与内侧胫骨平台切线夹角为内侧后倾角 男、女性一般资料及测量值的比较见表，女性 及 体积和横截面积均小于男性且存在统计学意义（均 ），女性外侧后倾角大于男性（），男、女性年龄、内侧后倾角和 灰度均无统计学差异（）。内、外侧后倾角与 灰度、体积和横截面积的相关性分析见表，结果显示，在男性、女性健康受试者中，内、外侧后倾角与 灰度、体积和横截面积的相关性均无统计学意义（）。表 男、女性一般资料及测量值的比较（，）组别年龄（岁）内侧后倾角（）外侧后倾角（）体积（）横截面积（）灰度男 女 值 值 ：体重指数；：前交叉韧带表 内、外侧后倾角与 灰度、体积和横截面积的相关性分析模型 体积 灰度 横截面积 值 值 值 值 值 值未校正男内侧后倾角外侧后倾角女内侧后倾角外侧后倾角校正年龄男内侧后倾角外侧后倾角女内侧后倾角外侧后倾角校正 男内侧后倾角外侧后倾角女内侧后倾角外侧后倾角 ：体重指数；：前交叉韧带 讨论本研究结果显示，健康人的胫骨平台内侧后倾角、外侧后倾角与 的灰度、体积和横截面积并无相关性，这与本研究开始的假设不符，但仍有重要的临床及研究意义。此外，女性的外侧后倾角大于男性，其 体积和横截面积相对男性较小。由于对 损伤的重要作用，近年来受到中国微创外科杂志 年 月第 卷第 期 ，越来越多的重视。研究，显示，增加会导致矢状力线向后侧偏移，胫骨与股骨髁之间的接触点向后移动，股骨止点和胫骨止点之间的距离增加，导致作用在 上的应力增加。另一方面，回顾性研究 显示，损伤患者的 明显大于 无损伤者。如前所述，一部分研究对 增加会导致 生物力学变化进行验证，另一部分研究对 损伤患者对比健康人群具有更大 的结果进行了回顾，但极少有研究进一步了解二者之间的联系，即本文最开始提到的，增大带来的增大的张力是否真的会逐渐影响 的形状和特点。本研究结果显示，在健康人群中，这项重要骨性解剖结构的大小与 的灰度、体积和横截面积并无相关性。作为一种非侵入性检查工具，对 损伤和重建术后随访极其重要，使用 测量所得到的 或移植物灰度增加表明组织含水量增加，即韧带内出血或水肿。本研究结果显示，对健康人群未受损的 的灰度、体积及横截面积并无影响，那么可以合理地假设，具有较大 人群的 状态与常人无异，增大的 并不会导致 水肿或使 慢性劳损并导致炎症。这指导后续研究需要进一步研究其他独立影响因素，如体内激素水平、运动强度、神经肌肉和认知功能以及其他解剖学变量对 状态的影响。将 灰度较高的人群与正常人群相比较，获得该人群的特征并将这部分人分离出来，有益于提前进行 损伤的针对性预防，如股四头肌和股后肌群强化等。测量所得的灰度值常被用来评价 重建术后移植物的状态，许多体外或动物研究，表明，经过定量确定和归一化的移植物灰度与其生物力学强度成负相关。但 的灰度大小是否与其生物力学强度相关目前仍无动物实验进行验证。等对实验组山羊体内的 进行原位冷冻，对比对照组的正常，其在 周和 周的生物力学强度并无差异，但实验组 横截面积对比对照组分别增加了 和。这说明，区别于移植物，的生物力学强度有可能与组织含水量以及横截面积无关，但 在动物模型与人体中仍有很大差异，其关系仍需进一步研究。本研究显示女性的外侧后倾角大于男性。这种胫骨平台后倾角的性别间差异在很多研究中曾被报道，有可能与人种或测量方法有关。等观察到土耳其人男性的内侧后倾角大于女性，而 等的研究结果显示在中国人群中女性内侧后倾角大于男性，而本研究中男女之间内侧后倾角大小并无差别。等的尸体标本研究显示女性的内、外侧后倾角均大于男性。同时，本研究观察到女性 体积小于男性，这可能是先天因素所致，当然也不能排除与后天因素如女性 小、肌肉力量弱等有关，需要进行进一步研究。本研究尚有以下局限性：虽然本研究纳入 例健康受试者，但仍需要样本量更大，同时对性别、年龄等多方面因素进行分层的研究，进一步验证相关结论；目前有多种方法进行测量，不同方法测得的 值不同，本研究仅选用了 测量中的一种国际最常用的方法进行测量。本研究结果显示，在健康人群中，胫骨平台后倾角与前交叉韧带的灰度、体积和横截面积大小均无相关性；健康女性的外侧后倾角大于男性。参考文献 ，：，（）：，（）：，（）：李盼盼，青浩渺，任思勰，等 胫骨内、外侧平台后倾角及差值与前交叉韧带损伤的相关性 中国组织工程研究，（）：吴 迪，曲晓亮，王小谭，等 胫骨平台后倾角与非接触性前交叉韧带损伤 国际骨科学杂志，（）：，（，），：，：中国微创外科杂志 年 月第 卷第 期 ，（）：刘 阳，王永健，余家阔 前交叉韧带股骨止点高密度纤维分布区的三维磁共振定位研究 中国微创外科杂志，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，：（），（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：（收稿日期：）（修回日期：）（责任编辑：王惠群）中国微创外科杂志 年 月第 卷第 期 ，