前交叉韧带撕裂与膝关节Insall-Salvati指数的相关性

孙百胜SUN Baisheng

纪丙军2JI Bingjun

郑 雷1ZHENG Lei

姜 辉1JIANG Hui

何伟华1HE Weihua

盛明明1SHENG Mingming

前交叉韧带撕裂与膝关节Insall-Salvati指数的相关性

孙百胜1SUN Baisheng

纪丙军2JI Bingjun

郑 雷1ZHENG Lei

姜 辉1JIANG Hui

何伟华1HE Weihua

盛明明1SHENG Mingming

作者单位
1. 中国人民武装警察部队山东省总队医院影像科 山东济南 250014
2. 潍坊阳光融合医院影像科 山东潍坊261000

Department of Radiology， Shandong Provincial Corps Hospital of Chinese People's Armed Police Force， Ji'nan 250014， China

Address Correspondence to： SUN Baisheng

E-mail： wujing_radiology@163.com

2016-03-17

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第7期：536-539

Chinese Journal of Medical Imaging

2016 Volume 24 （7）： 536-539

目的 分析前交叉韧带（ACL）撕裂与膝关节Insall-Salvati指数的相关性。资料与方法 回顾性分析2014年6月—2015年6月于中国人民武装警察部队山东省总队医院行关节镜下ACL重建术且术前行患侧膝关节MRI检查的50例患者，分别测量其髌韧带与髌骨长轴长度，计算Insall-Salvati指数，并与对照组50例膝关节正常者的MRI资料进行对比分析。结果 50例ACL撕裂者髌韧带长度、Insall-Salvati指数分别为（50.07±6.84）mm和1.17±0.13，对照组髌韧带长度、Insall-Salvati指数分别为（44.37±5.91）mm和1.03±0.11，两组数据比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；两组间髌骨长轴长度差异无统计学意义［（42.87±4.72） mm比（42.51±4.68） mm，P＞0.05］。在相同性别的病例组与对照组间，髌韧带长度及Insall-Salvati指数差异均有统计学意义（P＜0.05），而髌骨长轴长度差异无统计学意义（P＞0.05）；不同性别病例组间髌韧带长度、髌骨长轴长度及Insall-Salvati指数差异均无统计学意义（P＞0.05）。结论 Insall-Salvati指数在男女性别间无明显差异。ACL撕裂者Insall-Salvati指数明显高于正常者，提示Insall-Salvati指数可以作为评估ACL撕裂的一个重要参数。

前交叉韧带；撕裂伤；膝关节；磁共振成像

【Key words】Anterior cruciate ligament； Lacerations； Knee joint； Magnetic resonanc imaging

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）撕裂是一种常见的膝关节韧带损伤［1］。ACL撕裂后有多种直接及间接征象，包括ACL消失、不连续、走行异常以及股骨外侧髁骨挫伤及胫骨平台后外侧“对吻性”骨挫伤、股骨外侧髁凹陷征、胫骨前移位、外侧半月板后角裸露等［2］。膝关节Insall-Salvati指数作为评估髌股关节稳定性的重要参数，对其相关的研究报道较多［3-4］；但国内外对于膝关节Insall-Salvati指数与ACL撕裂的相关性研究鲜见报道［5］。本文对50例临床资料完整的ACL撕裂重建病例的术前MRI资料进行回顾性分析，并与50例正常膝关节的MRI资料进行对比，以探讨ACL撕裂与膝关节Insall-Salvati指数的相关性。

1　资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2014年6月—2015年6月在中国人民武装警察部队山东省总队医院行关节镜下ACL重建术，且术前行患侧膝关节MRI检查的50例患者。其中男28例，女22例；年龄12～44岁，平均（26.6±13.3）岁。所有病例均有明确的外伤史，受伤时间与就诊时间间隔为2 h～2个月，中位时间为17 d，MRI检查与关节镜下ACL重建术时间间隔为2～25 d，中位时间为6 d。所有患者均为单侧发病，其中右膝29例，左膝21例。同时选取50例年龄匹配、具有正常膝关节者的MRI资料（仅膝关节少量积液者可纳入范围）作为对照组，其中男30例，女20例；年龄14～44岁，平均（27.1±14.2）岁；均为单侧，右膝31例，左膝19例。排除标准：有膝关节手术史、髌骨外侧脱位或髌骨不稳病史者、膝关节其他结构损伤者（包括后交叉韧带或内、外侧副韧带撕裂、髌韧带或股四头肌损伤、半月板Ⅲ级损伤等）以及年龄＞45岁的患者。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Symphony 1.5T超导型MR扫描仪。采用包裹式表面线圈，患者仰卧，腿伸直位，扫描横断面、矢状面和冠状面，三者均采用自旋回波T1加权序列（TR 400～450 ms，TE 12 ms）、快速自旋回波T2加权（TR 3200 ms，TE 90 ms）及脂肪抑制FSE双回波（TR 3500 ms，TE 16/96 ms），扫描层厚均为3 mm，间距为0.3 mm，视野 180 mm，矩阵为256×256。

1.3 图像分析 由2名具有10年以上工作经验的骨关节影像诊断主任医师和主治医师共同阅片，协商解决差异。膝关节Insall-Salvati指数参照Balcarek等［3］研究标准，在T1WI标准矢状位上测量髌韧带长度和髌骨长轴长度（图1），并计算两者比值。Insall-Salvati指数＞1.3则认为髌骨高位。

1.4 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，病例组与对照组间计量资料比较采用成组资料t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

病例组与对照组比较，髌韧带长度、Insall-Salvati指数差异均有统计学意义（P＜0.05）；而髌骨长轴长度差异无统计学意义（P＞0.05，见表1）。相同性别的病例组与对照组间髌韧带长度及Insall-Salvati指数差异有统计学意义（P＜0.05）；髌骨长轴长度差异无统计学意义（P＞0.05，见表2）。不同性别病例组间髌韧带长度、髌骨长轴长度及Insall-Salvati指数差异均无统计学意义（P＞0.05，见表2）。对照组、ACL撕裂病例组图像分别见图1～4。

表1　病例组与对照组间相关参数比较

表2　不同性别病例组与同性别对照组间相关参数比较

图1　男，29岁，正常志愿者。MRI T2WI压脂序列矢状位示形态、走行及信号均正常的ACL（A）；MRI T1WI标准矢状位测量膝关节Insall-Salvati指数，髌韧带长度为38.97 mm，矢状位髌骨长轴长度为37.27 mm，Insall-Salvati指数为1.05（B）

图2　男，18岁，ACL股骨附着端完全撕裂。MRI T2WI压脂序列矢状位示ACL近股骨附着端信号增高，结构紊乱，走行低伏（箭，A）；MRI T1WI序列矢状位示Insall-Salvati指数测量值，髌韧带长度为57.61 mm，矢状位髌骨长轴长度为43.98 mm，Insall-Salvati指数为1.31（B）

图3　女，28岁，ACL完全撕裂。MRI T2WI压脂序列矢状位示ACL走行区结构紊乱，信号增高，无正常韧带形态、结构显示，提示ACL完全撕裂（A）；MRI T1WI序列矢状位示Insall-Salvati指数测量值，髌韧带长度为48.27 mm，矢状位髌骨长轴长度为35.17 mm，Insall-Salvati指数为1.37（B）

图4　男，35岁，ACL股骨附着端完全撕裂，髌骨附着端部分撕裂。MRI T2WI压脂序列矢状位示ACL近股骨附着端信号增高，结构紊乱，走行低伏，提示股骨附着端完全撕裂，髌骨附着端信号局限性增高，提示部分撕裂（箭，A）；MRI T1WI序列矢状位示Insall-Salvati指数测量值，髌韧带长度为49.67 mm，矢状位髌骨长轴长度为42.13 mm，Insall-Salvati指数为1.18（B）

3　讨论

作为最常见的膝关节韧带损伤，ACL可缘于多种不同类型的膝关节力学机制［6］。临床对髌股关节稳定性与Insall-Salvati指数的相关性研究较多，有研究证明髌骨脱位或髌股关节不稳患者的膝关节Insall-Salvati指数均高于正常人群［3］；但临床对于ACL撕裂与膝关节Insall-Salvati指数的相关性研究甚少，仅Lin等［5］对ACL撕裂重建病例的膝关节Insall-Salvati指数进行了相关研究。该研究病例均采用常规膝关节屈膝30°X线侧位片来测量膝关节Insall-Salvati指数，研究结果提示ACL撕裂者Insall-Salvati指数为0.99±0.11，而无ACL撕裂者为1.05±0.12，两者差异有统计学意义。本研究采用MRI标准T1WI矢状位对Insall-Salvati指数进行测评［3］。结果显示，ACL撕裂者平均髌韧带长度以及膝关节Insall-Salvati指数均明显高于对照组，而两组间平均髌骨长轴长度差异无统计学意义，与Lin等［5］研究结果存在一定的差异，推测原因与研究所用设备不同有关。在Lin等［5］的研究中仅采用普通X线侧位片对Insall-Salvati指数进行测量，不能排除病例组和对照组中合并其他损伤的可能性，如隐性骨折、半月板Ⅲ级损伤、多发韧带撕裂及髌骨脱位等；并且Lin等［5］的研究未能将年龄作为一个相关因素进行分析，而髌骨骺板软骨位于骨化核周缘，在16～18岁前尚未骨化完成，骺板的增殖带和初级钙化带较薄弱［7］，故在青少年中更易发生股四头肌髌骨附着处骺板软骨轻微撕脱性骨折。常规X线侧位片通常无法显示，从而导致髌骨相对低位，进而造成Insall-Salvati指数减小。而MRI矢状位扫描较普通X光片可更为清晰地显示髌韧带形态、更为准确地测量其长度［3-4］。本研究采用的MRI扫描设备可排除病例组和对照组中合并其他损伤而对本研究结果的影响，故结果具有更高的准确性。

对于ACL撕裂者Insall-Salvati指数明显高于正常膝关节者的原因，国内外文献尚无相关分析。推测导致ACL损伤的相关因素易于导致膝关节Insall-Salvati指数增大。女性较男性更易于发生ACL撕裂和髌骨高位，即提示存在导致上述2种病变的共同因素［8-10］。本研究推测ACL撕裂者Insall-Salvati指数明显增高可能与膝关节的相关解剖学及生物力学机制有关。Opar等［11］研究也已证实女性腘绳肌较男性相对较弱。强大的股四头肌与较为薄弱的腘绳肌间较大力量差常导致ACL紧张度明显增加而致其损伤，以上因素同样易于导致膝关节Insall-Salvati指数增大。另一方面，Chiba等［12］对ACL和髌韧带的联合损伤机制进行了研究，发现当膝关节部分屈曲时，急减速可以导致ACL和髌韧带联合损伤；伸膝运动时，股四头肌强大作用同样可以致使ACL和髌韧带联合损伤［13］。但由于髌韧带远较ACL粗大，因此上述机制更易于导致ACL单独损伤；同时，股四头肌的强大回缩拉力也同样易于对髌韧带拉伸，从而导致Insall-Salvati指数相对增大。以上因素的综合分析提示ACL撕裂与膝关节Insall-Salvati指数升高具有相同的促进因素。但现阶段对于髌骨位置与ACL损伤的机制尚未完全掌握，故仍需进一步研究证实。

尽管髌骨高位更易发生于女性，但在本研究中，相同性别的病例组与对照组间平均髌韧带长度、膝关节Insall-Salvati指数差异均有统计学意义P＜0.05）；而不同性别病例组间两者差异无统计学意义（P＞0.05），提示Insall-Salvati指数与ACL损伤有关，而与性别无关。同时本研究所采用的MRI检查已排除如股四头肌损伤、髌骨撕脱骨折、髌韧带损伤及髌骨外侧脱位等可以导致Insall-Salvati指数升高的其他因素， 提示应用MRI测量的膝关节Insall-Salvati指数可作为判定ACL撕裂的一个独立参数。当然本研究病例数量较少，且现阶段的研究对于ACL损伤机制尚未完全理解和清晰阐述，故仍需要进一步的深入研究以证实上述推测。

本研究为回顾性研究，已无法获取所入选病例的身高等相关参数来进行综合评估，而Goldstein等［14］研究证实身高与髌韧带长度存在一定的相关性，这需要在以后的病例采集中获取包括患者身高等相关信息进行系统分析。

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（本文编辑闻浩）

Correlation of Anterior Cruciate Ligament Laceration and Knee Insall-Salvati Ratio

Purpose To evaluate the correlation between anterior cruciate ligament （ACL laceration and knee Insall-Salvati ratio.Materials and Methods Retrospectively analyzed 50 subjects who were applied MRI and ACL. Patellar tendon and axis length， and th Insall-Salvati ratio were measured and compared with 50 control subjects.Results Averag patellar tendon length and the Insall-Salvati ratio were significantly greater in the study group than those of the control group （50.07±6.84） mm vs. （44.37±5.91） mm； 1.17±0.13 vs. 1.03±0.11 （P＜0.05）. Patella axis length was not significantly different between the two groups （42.87±4.72） mm vs. （42.51±4.68） mm （P＞0.05）. There was significant differenc in average patellar tendon length and the Insall-Salvati ratio between two groups under th condition of the same gender， respectively （P＜0.05）， while there was no statistically difference in average patella axis length （P＞0.05）. There was no significant differenc among those between the two groups under the condition of different gender （P＞0.05 Conclusion There is no significant difference in Insall-Salvati ratio between male and female population. The Insall-Salvati ratio in patients with ACL laceration is significantly higher than that in the normal volunteers. Insall-Salvati ratio may be used as an importan risk parameter for evaluation of ACL laceration.

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.07.016

孙百胜

2015-12-02

R686.5；R445.2