髌腱腱病患者髌股排列的影像学研究

2014-05-08   文章来源:复旦大学运动医学中心 华英汇、陈世益等    点击量:839 我要说

  髌腱腱病又称为“跳跃者膝”,是运动员中最常见的疾病之一。在需要跑步、跳跃或半蹲等动作的运动项目中常见。有研究发现髌腱腱病可能和髌股排列异常有关,我们设计本研究,意图通过负重和非负重情况下髌股关节排列的测量,来明确髌腱腱病运动员中是否存在异常的髌骨排列。

材料和方法 MATERIALS AND METHEDS

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1.研究对象

  2004年1月至2005年12月期间共选取36名运动员参加本研究,其中21例患有髌腱腱病的运动员共30膝作为髌腱腱病组(以下简称PT组)接受测试。髌腱腱病的诊断由两位运动医学医师作出,左膝16例,右膝14例。平均年龄19.9±2.3岁(16岁至23岁),其中男性11名,女性10名。随机选择15名无症状的运动员共30膝作为正常对照组接受测试。左膝15例,右膝15例。平均年龄18.5±2.7岁(16岁至22岁)。其中男性9名,女性6名。所有研究对象都保持正常训练。

2 研究方法

  所有研究对象均接受Artoscan0.2T 永磁型四肢关节专用MRI 机器(百胜公司,热那亚,意大利)检查。受试者仰卧于检查躺椅上,优势侧(无症状成人)或患侧(髌腱腱病患者)膝关节置于膝关节线圈内。检查侧的足底放置自制压力传感器。水平位GE动态扫描序列(GE10),成像参数TR240ms,FOV200×180,扫描范围从髌骨上极至髌骨下极,层厚4mm,间距1mm,获得时间60s。为了确定受试者关节受力情况,在受试侧足底安装定制无磁性压力传感器(华东电子仪器厂,型号BHR荷重传感器,编号J030801,量度范围0kg-150kg,精度为0.1%,图2-3),在受试者用力向下踩传感器时,显示屏上可以直接显示模拟负重的压力情况,受试者通过观察显示屏上的数据,可以在核磁共振扫描期间保持恒定的肌肉收缩。受试者按以下顺序模拟负重状态依次扫描:1)屈膝0°,膝关节周围肌肉放松;2)屈膝0°,令受试者用力下踩至压力传感器上显示15%体重。

  对获得的图像(选取髌骨中部切面图像,以随机附带的图像测量软件在髌股关节软骨面上进行以下测量(图1):1)滑车沟角(SA, sulcus angle):滑车最深点到内外侧髁最高点连线的成角;2)髌股适合角(CA,congruence angle)滑车沟角的角分线和滑车沟角角顶与髌骨下极连线所成的夹角,该角位于角分线内侧为负角,位于外侧为正角;3)髌骨倾斜角:(PTA, patellar tilt angle):髌骨外侧关节面切线与股骨后髁切线的成角,成角向外侧为正值,成角向内侧为负值5; 4)髌骨外侧偏移量(LPD, lateral patellar displacement):沿髌骨内侧缘和股骨内侧髁最高点作股骨髁后缘切线的垂线,两条垂线之间的距离即为髌骨外侧偏移量,髌骨内侧缘所成垂线在外侧为正值,髌骨内侧缘所成垂线在内侧为负值6。所有图像各测量三次,取平均值。

  试验所得数据以SPSS11.5软件进行处理,将两组受试者负重前后的滑车沟角、髌股适合角、髌骨倾斜角和外侧髌骨偏移量之差(负重前-负重后)进行方差齐性分析,行组间t检验,显著性界值为0.05。

结果   RESULTS

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  两组受试者在不同肌肉负重情况下的滑车沟角、髌股适合角、髌骨倾斜角和髌骨偏移量见表1。结果显示:对两组受试者各指标在相同负重状态时作组间t检验,发现在非负重状态下各指标之间比较显著性差异不明显(P>0.05),但在15%体重负重时髌骨外侧偏移量均存在显著性差异(P<0.05)。对两组受试者负重前后各指标之差作组间t检验,发现两组负重前后髌股适合角、滑车沟角和髌骨倾斜角之差显著性差异不明显(P>0.05),但负重前后髌骨外侧偏移量之差存在显著性差异(P<0.01)。

讨论  CONCLUSION

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  在伸膝装置中,髌骨接受近端股四头肌的力量,并传导至髌腱和下肢,是传导力的重要解剖结构。髌骨运动的改变可能导致相关结构(如髌股关节等)的受力发生改变。并可以通过髌股关节之间排列关系的改变表现,因此,髌股排列的测量和评价一直是运动医学的热点。

  在作核磁共振检查时受试者一般处于平卧位,此时受试者膝关节并不受力,因此所得到的研究结果并不能体现现实生活中髌股排列情况。已有的研究显示足底压力达15%的体重压力时即可以模拟正常生理状态4。因此,我们在受试者足底放置压力传感器,通过受试者下蹬用力达到15%体重压力,以此模拟现实生理负重状态。从而尽可能真实的评价现实生活中负重情况下髌骨排列情况。

  髌骨运动轨迹的测量最常见于髌股关节疼痛综合症的研究中,通过测量和评价髌股关节疼痛综合症患者的髌骨运动轨迹,发现该病患者往往存在髌骨运动时向外侧过度倾斜及偏移,据此制定的治疗方法取得了良好的疗效。但在髌腱腱病的研究中,对髌股排列的测量和评价却很少见。

  在我们测量的各项指标中,滑车沟角反映股骨髁的解剖学特点,过大的滑车沟角意味股骨髁的发育不良;髌股适合角是临床最常用的测量指标,它不仅反映髌骨在冠状面上的偏移,还同时反映滑车沟深浅及髌骨在水平面上的偏移;髌骨倾斜角则反映了髌骨在水平面上的偏移,而不考虑滑车沟发育及冠状面的偏移;髌骨外侧偏移量则反映了髌骨在冠状面上的偏移度。对四个指标进行综合评价可以比较全面地判断髌股关节排列的情况。

  Allen GM等于1999年首次通过动态磁共振对髌骨运动轨迹和髌腱腱病之间的关系进行回顾性研究,在44例临床诊断为髌腱腱病的膝关节中,20例膝关节(45%)被认为有髌骨运动轨迹异常(髌骨半脱位或倾斜),而在816例非髌腱腱病但有前膝痛症状的膝关节中,仅有235例膝关节(29%)被认为有髌骨运动轨迹异常。髌腱腱病患者中有更多的髌骨运动轨迹异常,这种髌骨轨迹异常和髌腱变性的区域在髌腱中央还是外侧没有关系。据此Allen GM等认为髌腱腱病和髌骨异常运动轨迹存在联系,可能由于异常的髌骨运动改变了髌腱止点的应力,并导致髌腱腱病的形成。但是Allen GM等的研究在患者非负重状态下进行,此时股四头肌处于放松状态,并不符合负重时股四头肌收缩的正常生理状态。我们在测量时使用足底应力传感器控制受试者持续恒定用力,达到模拟正常生理状态的目的。此外,Allen GM等没有明确对髌骨半脱位或倾斜的定义进行量化,这种评估方法主观性过强,容易使结果产生偏差。我们通过图像软件精确测量髌股排列各指标,在测量三次后取平均值,尽可能的避免了评价者主观性对研究结果的影响。

  我们的结果显示:髌腱腱病组与正常对照组相比在非负重时的各指标不存在显著性差异,这说明在非负重状态下,髌腱腱病患者并不存在髌股关节排列异常的情况。在15%体重负重时,髌腱腱病组滑车沟角负重前后之差与正常对照组相比不存在显著性差异,这说明髌腱腱病患者中不存在股骨髁发育不良的解剖异常;同时,髌腱腱病组髌骨倾斜角负重前后之差与正常对照组相比也不存在显著性差异,这说明髌腱腱病患者在负重时,髌骨在水平面上的偏移与正常对照组相比,不存在异常情况,即在水平面上不存在髌股关节排列异常;但髌腱腱病组在负重后髌骨外侧偏移量较正常对照组小,髌骨外侧偏移量负重前后之差也较正常对照组小,这说明髌腱腱病患者在负重后,髌骨在冠状面上外移相对较小,即髌腱腱病患者在冠状面上存在髌股关节排列异常的情况,这种异常在负重后出现,但在非负重状态下并不能发现。这提示我们,负重过程,即股四头肌收缩,可能导致髌腱腱病患者在冠状面上出现髌股关节排列异常,这有助于我们更好地了解髌腱腱病的发病机理。然而,髌腱腱病组在负重后髌股适合角及髌股适合角负重前后之差与正常对照组也没有显著性差异,这可能由于髌股适合角的影响因素较多,导致髌骨外移的差异并不能通过髌股适合角表现出来。

  我们的研究说明:髌腱腱病患者在负重前不存在髌股排列异常,但在负重后存在冠状面上相对较小的髌骨外移。这种异常和股四头肌收缩有关。这种现象有助于我们进一步了解髌腱腱病的发病机理。


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