成人大骨节病足舟骨解剖形态三维CT测量及分析

泮学贞，武世勋，刘时璋*

(1.西安医学院研究生院，陕西 西安 710068；2.陕西省人民医院，陕西 西安 710068)

大骨节病(kashin-beck disease，KBD)是一种慢性地方性骨软骨病，其病理主要表现为四肢关节软骨的变形、坏死和继发性骨关节炎，引起关节增粗、僵硬、畸形及肌肉萎缩，导致关节疼痛和活动障碍，甚至致残[1-2]。KBD发病越早，症状和体征越显著，典型表现为身材矮小，四肢关节特别是负重关节如膝关节和踝关节呈现对称性畸形[3]。既往已有许多文献对KBD影像学进行了相关研究报道，但主要集中于手指和膝关节，对足踝部影像研究相对较少，特别是足舟骨。有文献显示约有89.5%的KBD患者伴有足踝异常[4]，因此对KBD足踝关节的研究非常重要。目前对于KBD足舟骨研究多为X线检查，由于存在放射重叠性，尚不能对其形态准确测量。本研究选取2018年11月至2019年12月陕西省和甘肃省KBD流行病区的32例KBD患者和40例正常人进行对比研究，首次通过三维CT成像测量分析KBD患者足舟骨影像学解剖形态及相关数据，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象 纳入标准：参考“中国WS/T KBD诊断标准(WS/T 207-2010)”，在KBD流行病区居住至少6个月，有多发性、对称性手指关节增粗或短指(趾)畸形等体征者。排除标准：(1)存在其他踝关节相关疾病，例如骨关节炎、类风湿性关节炎、痛风等；(2)既往踝关节有外伤史、手术史等；(3)踝关节拍摄位置不正或影像不清晰。

经踝关节CT检查的KBD患者32例，共63个踝关节；男12例，女20例；年龄48～75岁，平均(59.10±6.67)岁。经踝关节CT检查的正常组40例，共40个踝关节；男23例，女17例；年龄42～65岁，平均(55.43±6.36)岁。

1.2 仪器及影像采集方法 本研究采用Siemens 320排螺旋CT机进行检测。检测参数如下：电压120 KV，电流强度200 mA，层厚0.5 mm，层间距0.5 mm。

被检查者取仰卧位，进行踝关节CT扫描，以踝关节间隙为中心，扫描范围为踝关节以上20 cm胫腓骨远端处至足底(包括踝及足部诸骨)，扫描时足部保持中立位(见图1～2)。所有数据从放射科收集，并以DICOM格式保存。采用Mimics 17.0软件进行足踝关节三维重建，去除了踝关节其他骨块如胫骨远端、距骨、跟骨、骰骨和楔形骨，只显示足舟骨。在用户界面中测量足舟骨时可以以任何视角旋转，获取更多详细信息。基于踝关节解剖标志定位基准平面，建立足舟骨三维坐标，分别测量足舟骨左右径长度、上下径的高度及前后径厚度，测量时去除骨赘由基底测量(见图3～4)。

图1 正常人足舟骨CT图像 图2 KBD足舟骨CT图像 图3 正常人足舟骨三维重建及坐位系建立

a 左右径 b 上下径 c 前后径

2 结 果

2.1 足舟骨解剖参数组间对比(见表1) 通过三维CT成像对足舟骨进行测量发现，KBD组左右径与正常组相比，差异无统计学意义(P>0.05)；KBD组上下径较正常组显著增大(P<0.05)，KBD组前后径较正常组显著减小(P<0.05)。

表1 两组足舟骨CT测量数据对比

2.2 足舟骨CT测量指标对KBD诊断的有效性(见图5，见表2) 两组三维CT成像测量数据的对比结果显示，足舟骨前后径和上下径的比较差异有统计学意义(P<0.05)。将两者纳入ROC曲线分析，KBD足舟骨上下径和前后径均在机会线以上并远离机会线，足舟骨上下径ROC曲线面积为0.751(P<0.05)，足舟骨前后径ROC曲线面积为0.718(P<0.05)，表明足舟骨上下径及前后径对KBD具有较好的诊断价值。且足舟骨上下径cut-off值为28.415时约登指数最大(0.437)，其对应58.7%，特异度为85.0%；足舟骨前后径cut-off值为12.360时约登指数最大(0.444)，其对应灵敏度为61.9%，特异度为82.5%。

表2 KBD足舟骨测量值曲线下面积的比较

图5 KBD足舟骨上下径、前后径值的ROC曲线

3 讨 论

KBD是一种致残率极高的慢性、地方性骨关节病，常引起关节的疼痛和变形。发病年龄越小，其症状和体征越重，成人大骨节病系儿童期大骨节病后遗性关节病[3]。已有文献表明，KBD踝关节主要具有胫骨远端粗大，距骨塌陷畸形，跟骨短缩，胫距关节、舟距关节边缘硬化、骨赘形成、关节间隙减小及消失，足弓塌陷等特点[4-5]，但对足舟骨的研究仍相对较少。

本研究首次通过三维CT成像技术，对KBD足舟骨解剖形态进行测量和分析，研究发现KBD足舟骨上下径较正常人增大，前后径较正常人减小，左右径则无明显差异，表明KBD足舟骨发生病变、畸形，呈舟状改变，关节面塌陷，失去正常骨质形态及特点，且本研究与之前国内KBD足舟骨断层CT测量研究结果一致[6]，其测量数值有所不同，考虑本次研究采用三维CT成像技术测量，能更好的还原KBD足舟骨解剖形态，且能以任何视角旋转和测量，减少因CT拍摄定位不准确和角度不正等因素引起的测量误差，增加测量数据的精准性及可靠性。目前对KBD足舟骨影像学研究较少，且多为主观形态描述，国内外也尚未对KBD足舟骨解剖测量进行报道。本次研究首次针对KBD足舟骨解剖形态进行三维CT测量，充分还原足舟骨的解剖形态，增加对KBD足舟骨的病理形态认知，完善KBD足舟骨影像学的客观量化数据描述，为KBD患者足舟骨病变的治疗、足部力线的纠正、足弓形态的恢复提供一定的解剖学依据。

本研究通过ROC曲线分析评估足舟骨上下径和左右径对KBD诊断效能，当足舟骨上下径值大于28.415 mm时，诊断为KBD的灵敏度为58.7%，特异度为85.0%；当足舟骨前后径小于12.360 mm时，诊断为KBD的灵敏度为61.9%，特异度为82.5%。这表明足舟骨上下径及前后径可作为KBD诊断的辅助指标。KBD主要于儿童发育期间发生关节软骨、骺软骨和骺板软骨的变性、坏死，早时期常出现手指及邻近关节变形[3，5]。手部X线检查为KBD诊断及分级的主要依据，而对于手部X线难以诊断的非典型KBD患者，加拍踝关节影像非常重要[7]。本研究通过ROC曲线分析发现，足舟骨上下径及前后径可作为KBD诊断的辅助指标。但KBD诊断不能仅依靠影像学检查，最终诊断仍需要根据病史、症状、体格检查及影像学综合判断。

综上所述，本研究通过三维CT成像初步获得KBD足舟骨影像学解剖形态及数据，发现KBD足舟骨上下径增大，前后径减小，且足舟骨上下径(cut-off值为28.415)及前后径(cut-off值为12.360)可作为KBD诊断辅助依据。这将增加人们对KBD足舟骨的认知，完善KBD影像学数据库，为KBD的诊疗提供依据。