磁共振成像影像指标与肩峰下撞击综合征的相关性研究

倪亚博 田兆荣 杨建平 蔡志伟 田博 孙杰 王志军

1 宁夏医科大学临床医学院（银川750001）

2 宁夏医科大学总医院放射科（银川750001）

3 空军医科大学第二附属医院唐都医院放射科（西安710000）

肩峰下撞击综合征（subacromial impingement syndrome，SAIS）是指患者肩关节进行过顶运动或者外展运动时，喙肩弓受到肩袖和肩峰下滑囊撞击、摩擦等导致肌腱炎、肌肉撕裂、肩峰下滑囊炎症、肩袖组织退变等，极大地影响了患者日常工作及生活[1]。SAIS是造成肩部疼痛最常见的原因之一，占肩痛患者的50% ~70%［2］。因此，肩峰下撞击征的早期精准诊断对于临床制定个体化治疗方案及改善患者肩关节功能预后至关重要。目前肩峰下撞击综合征的影像学检查方法主要包括X 线、CT 及磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等，X线、CT对骨性结构及肌腱钙化等显示较好，但因其软组织分辨率低在临床应用中价值有限。MRI 不仅可显示骨性结构的形态异常和骨髓水肿等，更有助于发现撞击造成的肩袖、滑囊等软组织结构的损伤，另外还可明确肩峰形态、测量肩肱间距等影像指标[3]，但目前国内关于MRI 中测量的影像指标与SAIS的系统性研究尚较少。因此，本研究通过测量MRI 的多种影像学指标以探讨其与肩峰下撞击综合征发病机制的相关性，为肩峰下撞击综合征的早期诊断提供量化指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集2020 年9 月～2021 年9 月宁夏医科大学总医院经临床检查及肩关节镜综合诊断为肩峰下撞击综合征的患者。纳入标准：①由于肩峰下压痛、肩关节疼痛等临床症状入院就诊；②临床Neer 试验、Hawkins试验、撞击试验阳性[4]，关节镜下表现符合Neer[5]对SAIS的诊断；③病程3～18个月；④对本研究知情，且签署知情同意书。排除标准：①伴有类风湿性关节炎、韧带断裂等骨关节疾病史；②＞3 mm 的部分撕裂及肩袖全层撕裂；③合并有严重的高血压、糖尿病等慢性病；④影像学资料不完整。最终纳入57 例患者（SAIS 组），男32 例，女25 例，年龄37 ± 6.44（26～72）岁。另选42 例健康志愿者（对照组），男22 例，女20例，年龄35 ± 5.98（22～65）岁。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

采用1.5T 磁共振扫描仪（美国飞利浦公司Ingenia），16 通道相控阵肩关节线圈，患者取仰卧位，肩关节中立位，上臂伸直与主磁场方向平行，手掌朝上，用沙袋固定肩关节，行肩关节常规MR 序列横断位、斜冠状位、斜矢状位扫描。横断位扫描层面与关节盂垂直，扫描范围从肩峰至肱骨颈下方。冠状面扫描层面与冈上肌腱平行。矢状面扫描层面与冈上肌腱垂直，扫描范围包括肱骨头和整个关节盂。具体扫描参数：斜冠状位T2WI 序列：TR 3600 ms，TE 80 ms，层厚4 mm，层间距0.4 mm，视野16 cm×16 cm；扫描时间1 min 32 sec；横轴面T2WI 序列：TR 3600 ms，TE 90 ms，层厚4 mm，层间距0.4 mm，视野20 cm×20 cm，扫描时间2 min 4 sec；斜矢状面PDW 序列：TR 3600 ms，TE 40 ms 层厚4 mm，层间距0.4 mm，视野18 cm×18 cm，扫描时间1 min 40 sec。

1.3 观察指标

由两名具有10 年骨肌系统诊断经验的放射科医师采用盲法于MRI 图像测量并记录最短肩肱间距、肩峰指数、肩峰-大结节撞击指数、肩峰向下倾斜角、峰盂角及肩峰类型，测量结果取平均值，对肩峰类型判断意见有分歧时，经协商达成一致。①肩峰类型：在斜矢状位上按Bigliani 分型［6］评价肩峰形态，I型肩峰为扁平型；Ⅱ型肩峰为弯曲型；Ⅲ型肩峰为钩状肩峰。②最短肩肱间距（acromion humeral distance，AHD）：以轴位定位肩峰最外侧点，在斜冠状位、斜矢位上测量其下缘到肱骨头软骨下皮质的最短距离，取平均值。③肩峰指数（acromion index，AI）：斜冠状位肩胛盂-肩峰最外侧缘连线与肩胛盂-肱骨头外侧缘连线的比值。④肩峰-大结节撞击指数（acromion-greater tuberosity impingement index，ATI）：斜冠状位肱骨头旋转中心-肱骨大结节的距离与肱骨头旋转中心-肩峰下表面距离的比值。⑤峰盂角（critical shoulder angle，CSA）：斜冠状位肩胛盂上下缘的连线和肩胛盂最下缘-肩峰最外侧下缘之间连线的夹角。⑥肩峰向下倾斜角（lateral acromion angle，LAA）：斜冠状位肩峰下缘水平线-关节盂上下缘连线的夹角。

1.4 统计学分析

研究数据录入SPSS 26.0软件处理，计量资料应用Kolmogorov-Smirnov 正态性检验，确认近似服从正态分布，以（±s）表示，组间比较应用独立样本t检验；计数资料以n（%）表示，组间比较应用χ2检验。以组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）评估观察者间测量各个指标的可重复性，以ICC＞0.75 表明一致性良好。诊断效能分析应用受试者工作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲线，获得曲线下面积（area under the curve，AUC）、置信区间（confidence interval，CI）、cut-off 值、特异度、灵敏度；联合诊断采取Logistic 二元回归拟合，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料结果比较

SAIS 组平均年龄37 ± 6.44 岁，对照组平均年龄35 ± 5.98 岁。SAIS 组与对照组体质指数（body mass index，BMI）分别为20.84 ± 1.57 kg/m2、21.09 ±1.64 kg/m2。两组研究对象的年龄、性别比例、体质指数相比，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 病例组与对照组一般资料结果比较

2.2 测量指标的一致性评估

经一致性检验，峰盂角、肩峰向下倾斜角、肩峰大结节撞击指数、最短肩肱间距及肩峰指数的ICC 值分别为0.911， 0.909， 0.907， 0.895 及0.837（均P＜0.001），均大于0.75，一致性较好；肩峰类型的ICC 值为0.879（P＜0.001）。

2.3 SAIS组与对照组肩峰类型及影像指标比较

SAIS组Ⅰ型肩峰8例，Ⅱ型肩峰31例，Ⅲ型肩峰18例。对照组Ⅰ型肩峰13例，Ⅱ型肩峰19例，Ⅲ型肩峰10例。两组的肩峰类型无明显差别（P＞0.05），SAIS组及对照组均以Ⅱ型肩峰居多。SAIS 组AHD 平均值7.45 ±1.63 mm 低于对照组AHD 平均值8.29 ± 1.65 mm，差异有统计学意义（P＜0.05）。SAIS组肩峰向下倾斜角、峰盂角及肩峰-大结节撞击指数均高于对照组，差异有统计学意义（P均＜0.05）。SAIS组肩峰指数稍高于对照组，但差异无统计学意义（t=0.82，P=0.41）。见表2。

表2 病例组与对照组MRI影像指标结果比较

2.4 MRI影像指标对SAIS的诊断效能

最短肩肱间距、峰盂角、肩峰向下倾斜角及肩峰大结节撞击指数ROC 曲线下面积分别为0.630、0.699、0.857、0.683，曲线下面积均大于0.6。上述四种指标联合诊断SAIS 的AUC 为0.927，均高于单一指标，见表3。单一指标中肩峰向下倾斜角对SAIS 的诊断效能最高，AUC 为0.857，特异度为92.22%，灵敏度为77.19%，见图1。

表3 MRI影像指标对肩峰下撞击综合征的诊断效能

图1 MRI影像指标对肩峰下撞击综合征的单一及联合诊断ROC曲线

3 讨论

肩部撞击综合征是肩袖、肱二头肌长头腱等结构在病理状态下受到摩擦、挤压、撞击引起炎症、损伤等的一种病理改变，以慢性肩关节疼痛和活动障碍为主要临床表现[7]。目前，对肩峰下撞击综合征的诊断依赖于多种不同的影像学检查方法，其中X线片能对肩关节肌腱钙化、骨损伤等情况进行有效评估，但X 线片对软组织损伤的评估效果欠佳，且受手臂旋转不良、患者体位及X 线片质量和技术等影响，对肩峰下撞击综合征的诊断价值有限[8-9]。CT 对肌腱、骨性结构的评估有一定价值，检查简便、患者容易配合，但由于软组织的分辨率低导致肩峰下撞击综合征的漏诊、误诊发生率较高，在对肩袖损伤及肩峰下撞击的诊断中已为MR替代[10]。MRI具有软组织分辨率高、多参数、多方位、多序列的优势，可以清晰显示患者肩袖肩峰解剖结构、肌腱病理改变和病变部位及程度，获得肩峰下通道内的情况[11]。因此，本研究通过测量MRI 中的多种影像指标探讨其对SAIS 的诊断效能，结果发现多种影像学指标联合对SAIS鉴别诊断具有一定价值。

肩峰下撞击常见的部位在肩峰前1/3处，肩袖肌腱长期的挤压和撞击，导致肌腱的水肿充血和炎性改变，引起患者肩部疼痛。肩周解剖空间的狭小和过度使用造成的刺激性压力还可引起喙肩韧带的病理改变，并可进一步造成肩下空间的撞击[12]。高峰盂角是已知的出口撞击的危险因素，且预测肩袖损伤的准确性较高[13-14]。峰盂角值大于35°可能与肩袖撕裂有关，低于30°可能与盂肱关节炎有关[15]。本研究中MRI 斜冠状位的峰盂角＞37.23°时诊断SAIS 的准确性较高，且一致性较好。峰盂角可从总体上综合反映冠状面上肩胛盂的倾斜程度和肩峰向外侧的延伸程度[16]，在肩关节活动中，特别是外展运动的起始阶段，冈上肌肌腱的过度收缩和挤压常导致肩峰向外侧延伸程度增大、肩峰下滑囊的炎性积液增多[17]，造成肩下间隙的狭窄及肩峰与肩胛盂的距离变远，而峰盂角可通过反映肩峰与肩胛盂的相对位置关系提示撞击的发生程度，因此，峰盂角增大可提示肩峰下撞击的发生。与峰盂角相似，肩峰向下倾斜角是反映肩胛盂倾斜的重要指标[18]，本研究中肩峰向下倾斜角单独诊断肩峰下撞击综合征的效能显著高于峰盂角，灵敏度及特异度均较高。这一结果提示肩胛盂倾斜较肩峰外侧移位在肩峰下撞击的发病机制中可能发挥更重要的作用。在上肢抬高过程中，最短肩肱间距可通过肩峰与肱骨头的距离反映肩峰撞击对肩峰下间隙的影响，肩峰下间隙及其动态控制在SAIS病因中起重要作用，随着肩峰撞击的加剧，导致肩峰表面骨赘形成、肩袖撕裂及肱骨头上移等病理变化，进而造成肩峰下间隙的狭窄。最短肩肱间距的宽度存在个体差异，正常人肩肱间距为6～14 mm[19-20]，本研究中SAIS 组最短肩肱间距明显低于对照组，由于对照组与SAIS 组部分重叠较多，其灵敏性及特异性均不高，不建议单独使用这一指标诊断肩峰下撞击综合征。而肩峰-大结节撞击指数以肱骨头旋转中心作为相对参考反映在肩峰下撞击过程中肩峰与肱骨头的位置及形态关系，较肩肱间距更好反映肩峰与肱骨头的动态相关性，具有更高的灵敏度与特异度。因此，肩峰-大结节撞击指数更能准确反映肩峰下撞击过程中肩峰下间隙的狭窄程度，是预测肩峰下撞击综合征的有效指标。Liu等[21]也通过研究发现，MRI上测量的肩峰-大结节撞击指数是指导肩峰手术的准确参数，可以反映术后肩峰形态的变化。

肩峰指数能反映冠状位肩峰和肱骨头的位置关系，从生物力学角度分析，肩峰指数增大可能为引起SAIS 及肩袖撕裂的重要原因［22］，由于撞击过程中肩峰受力大小与方式变化，可造成肩峰指数的增大。但本研究发现，肩峰下撞击综合征患者的肩峰指数稍高于对照组，两组之间无统计学意义，这可能与纳入病例中患者肩峰下撞击程度差异较大以及患者体位存在部分差异等因素相关，但由此反映出肩峰指数在MRI 测量的准确性及肩峰指数与肩峰下撞击综合征发病机制的相关性需要进一步探讨。Khoschnau 等[23]的前瞻性研究表明，肩峰指数与肩袖撕裂没有明确的相关性，董康康等[24]通过分析国内外对肩峰指数与肩袖损伤的相关研究指出，肩峰形态学参数是否是导致肩袖病变的真正危险因素，或者说这些特征是否是肩袖撕裂的真正原因，目前仍然存在广泛的争论。

本研究存在一定局限性：①本研究纳入的病例数相对较少，且一般资料内容较局限；②本研究纳入病例扫描体位及扫描技师的水平差异导致图像质量控制欠佳，可能会造成测量参数的偏倚；③部分测量参数未与X 线结果进行对照，且未将测量参数与肩关节功能相联系，在未来的研究中需进一步完善。

综上所述，峰盂角、肩峰向下倾斜角及肩峰-大结节撞击指数及最短肩肱间距是肩峰下撞击综合征的良好MRI 诊断指标，对于指导临床早期诊断肩峰下撞击综合征具有重要价值。