基于CT 三维重建的肩胛骨关节盂形态学分型及临床意义

胡定祥，李长辉，陈亮，马晨曦，黄河，郑瑞清

泸县人民医院 1.骨科，2.放射科，3.康复科，四川 泸州 646100

肩关节是人体较复杂的关节[1]，关节盂关节面呈轻微弧形，面积只有肱骨头的25%，肩关节能否保持稳定和运动依赖于关节囊及其周围肌肉韧带组织的完整性，此解剖特点亦为肩关节各种损伤的基础。随着年龄增加，关节盂可发生变形、骨赘形成[2]。关节面受损可致关节功能障碍、疼痛，严重者需通过行关节盂置换术治疗。反式肩关节置换技术已广泛用于治疗严重肩袖撕裂性肩关节病、肩关节置换翻修及肿瘤切除后肩关节重建等[3～8]。然而，我国目前使用的关节盂假体多基于欧美人设计[9,10]。这些关节盂假体并不适用于所有亚洲患者，过大的关节盂假体影响关节功能及使用寿命[11,12]。反式肩关节置换术后关节盂假体松动、固定螺钉会造成神经损伤及肩胛骨切迹形成等并发症[13]。因此，关节盂骨性结构的精确测量，对关节盂假体的设计及安装具有重要意义。本研究搜集肩胛骨关节盂CT 三维重建数据，观察关节盂形态，分析相关参数，完善其解剖学资料，为关节盂假体的设计改进及安装提供解剖学依据。

1 资料和方法

1.1 一般资料

回顾2017 年2 月至2020 年4 月我院肩部疾患病人的肩胛骨影像资料，获得290 名患者完整的肩胛骨（均为单侧）CT 平扫及三维重建数据，右侧肩胛骨166例，左侧124例；男性146例，女性144例；年龄：19～65 岁，均肩胛骨完整。纳入标准：肱骨近端骨折患者；锁骨骨折患者；肺部疾病患者。排除标准：关节盂图像难以清晰重建者；肩胛骨发育畸形者。本研究通过泸县人民医院伦理委员会审查（2017-20102）。

1.2 研究方法

1.2.1 CT 三维重建 使用美国通用公司（GE）64 排螺旋CT（型号：optima 680），东华软件PACS 系统图像标准后处理工作站（软件版本AW4.6）等。CT 扫描条件：120 kV，110 mA，层厚1.0 mm，间距1，重构间距0.625 mm，3D 重构阈值150 HU。将原始数据在工作站转换并重建为3D 重建数据，然后旋转重建图像以获得更好的观察位置。由放射科从业5 年以上的医师进行CT 扫描、三维重建，并测量关节盂相关数据。

1.2.2 肩胛骨关节盂分型 CT 三维重建图像显示，关节盂大致有4 种类型：引号型、椭圆型、水滴型、葫芦型（图1）。由2 名研究人员同时对关节盂CT 重建数据进行解剖形态学分类，若存在异议则交由第3 名研究人员确定。观察、测量人员均有5 年以上从事CT 或骨科的工作经验。

图1 肩胛骨关节盂CT 三维重建分型图例 A：引号型B：椭圆型C：水滴型D：葫芦型Fig.1 Diagram of three-dimension CT reconstruction of the glenoid A:quotation marks-type; B:oval-type; C:water drops-type; D:gourd-type

1.2.3 肩胛骨关节盂解剖参数测量 如图2 所示，A代表关节盂面最上点，B 为关节盂面最下点，C 为关节盂面最前点，通过点C 作AB 垂线，与关节盂后缘交于D 点，AB 的中点在盂窝的投影为F 点；AB、CD、OF 分别代表关节盂上下径、关节盂前后径、关节盂窝深度；角α是关节盂倾斜角（关节盂冠状位时AB 连线和冈上肌窝底线相交于外上象限所成的角），角β是关节盂扭转角（关节盂横断位时CD 连线和肩胛骨轴线相交于外上象限所成的角）。观察关节盂形态学特点，测量AB、CD、OF 的长度，角α、角β的度数等。

图2 关节盂测量示意图A：上下径AB 及前后径CD B：倾斜角α C：扭转角β D：关节盂窝深度OFFig.2 The diagram of glenoid measurementA:AB was the upper and lower diameters of the glenoid pelvis,CD was the anterior and posterior diameters; B: ∠α was the tilt angle；C: ∠β was the torsion angle; D:OF was the depth of the glenoid

1.3 数据分析

2 结果

肩胛骨关节盂经CT 三维重建可分为4 型：引号型56.90%（165例）、椭圆型22.41%（65例）、水滴型17.59%（51例）、葫芦型3.10%（9例）。此外，椭圆型的AB、OF 及α、β的测量值与引号型、水滴型及葫芦型有统计学差异（P<0.05）；水滴型的α 大于引号型（P<0.05）；葫芦型的AB 小于引号型及水滴型（P<0.05）；椭圆型及水滴型的CD 长于引号型及葫芦型（P<0.05）；引号型的CD 长于葫芦型（P<0.05）；引号型的OF 小于水滴型及葫芦型（P<0.05）；在关节盂分型中，年龄无明显差异。具体测量数值见表1。此外，290例肩胛骨中男性146例，女性144例，男性、女性肩胛骨关节盂AB、CD、OF 及α有统计学差异（P<0.05）；左侧124例，右侧166例，双侧对比无统计学差异（P>0.05），见表2。两观测者间ICC 指数均大于0.8，测量的可重复性及可靠性良好（表3）。

表1 关节盂的形态学观测（）Tab.1 The measurement of the glenoid based on classification (Mean±SD)

表1 关节盂的形态学观测（）Tab.1 The measurement of the glenoid based on classification (Mean±SD)

注：a:P<0.05，与椭圆型比较b:P<0.05，与水滴型比较c:P<0.05，与葫芦型比较d:P<0.05，与葫芦型比较e:P<0.05，与水滴型、椭圆型比较f:P<0.05，与水滴型、葫芦型比较Note:a:vs.oval-type P<0.05;b:vs.Water drops-type P<0.05;c:vs.gourd-type P<0.05;d:vs.gourd-type P<0.05;e:vs.Water drops-type and oval-type P<0.05;f:vs.Water drops-type and gourd-type P<0.05

表2 关节盂形态性别及体侧比较（）Tab.2 The measurement of the glenoid based on gender and body side(Mean±SD)

表2 关节盂形态性别及体侧比较（）Tab.2 The measurement of the glenoid based on gender and body side(Mean±SD)

注：a P<0.05，与男性比较Note:a:vs.male P<0.05

表3 两观察者间同类相关系数（ICC 指数）Tab.3 Two-observer intra-class correlation coefficient(ICC)

3 讨论

肩胛骨大致呈扁平状，在靠近肱骨头处骨组织体积膨大，形成关节盂、肩峰、喙突3 大结构；关节盂在肩关节的独特活动中具有重要作用。多种致病因素可致肩关节疼痛、功能障碍，有时需行人工全肩关节置换术治疗。关节盂假体大小的选择及安装是否恰当，对肩关节功能的恢复及使用寿命尤为重要。因此，需掌握提取精确的关节盂解剖参数。有学者对肩胛骨骨性结构进行测量[14～16]，但鲜有报道关节盂的分型及相关数据；2015 年El-Din 等[17]将关节盂分为3型：椭圆型，梨型，引号型，仅测量了各型关节盂的上下径及前后径。

本实验将关节盂分为4 型：引号型、椭圆型、水滴型、葫芦型，其中引号型最多（56.90%），葫芦型最少（3.10%）。椭圆型的关节盂上下径最长（P<0.05），葫芦型的关节盂上下径最短（P<0.05）；椭圆型及水滴型关节盂前后径最长（P<0.05），葫芦型最短（P<0.05）；提示选择关节盂假体时，椭圆型关节盂可选择较大型号，葫芦型关节盂需选择较小型号。有学者报道，美国人肩胛骨关节盂上下径为39.5 mm，前后径为31.0 mm，法国人关节盂上下径及前后径分别为41.3 mm和29.4 mm[18,19]；本实验中具有最大尺寸的椭圆型上下径（34.81±1.93）mm，前后径（27.29±1.94）mm，均比欧美人小。目前的关节盂假体多来源于进口，基于欧美人设计的关节盂假体明显大于中国人关节盂尺寸，特别是水滴型和葫芦型关节盂患者，更难以选择到合适大小的关节盂假体。尺寸不匹配，假体置入困难，初始稳定性难以保证。置入过大关节盂假体会显著增加假体的微动，术后关节活动度受到限制，显著影响假体的使用寿命[11]。因此，设计与国人尺寸相匹配的盂假体，对肩关节置换术意义非凡。通过观测：椭圆型的关节盂倾斜角、扭转角度数最大（P＜0.05），引号型的关节盂倾斜角、扭转角度数最小（P＜0.05），提示在安装关节盂假体时，椭圆型需更大的倾斜角和扭转角，而引号型则需较小的倾斜角和扭转角。肩胛骨关节盂斜倾角大于90°为向上倾斜，小于90°为向下倾斜；关节盂扭转角小于90°表示向前扭转，大于90°则为后扭转。关节盂倾斜角在解释肩袖损伤、关节盂假体设计及安装中有重要意义[20]。而关节盂扭转角对肩关节的稳定性很重要。有研究表明，放置关节盂假体时，过度向前或向后的扭转角及过度向上或向下的倾斜角，都可能产生盂肱关节接触点发生偏移，应力偏心性集中，增加盂假体失败率[21]。关节盂上下径、前后径、盂窝深度及关节盂倾斜角，男性、女性有统计学差异（P<0.05），女性在选择关节盂假体规格及安装时更需注重术前计划。需行关节盂假体置换的相当一部分患者伴有关节盂缺损、增生、变形；原发性盂肱关节骨关节炎常致关节盂后部骨缺损[21～25]，基于受累关节盂选择及安装盂假体较为困难。而对侧的关节盂常可提供准确的模板，可以指导术前计划、术中重建高度侵蚀的关节盂[26]，本实验也证实双侧关节盂骨性参数比较无明显差异（P>0.05）。

本研究尚存在一定的不足：仅收集泸县1 家医院的CT 三维重建数据，未包括多个区域和不同种族之间的人群数据；仅统计健康成年人的关节盂数据进行分析，未对相应肱骨侧进行测量；未对关节盂多层面的扭转角进行测量。

综上所述，本研究通过CT 三维重建对关节盂形态解剖学进行了较为细致的研究，将关节盂分为4 型（引号型、椭圆型、水滴型、葫芦型），本分型对临床关节盂假体的设计及术前计划具有一定的指导意义。