膝关节骨性关节炎患者胫骨近端CT值测量的研究进展

许超　何友武　范秋平

[摘要] 膝关节骨性关节炎是临床上骨科较为常见的疾病，在中老年群体中发病率高，且严重影响生活质量。通过研究测量胫骨近端CT值，比较各部位的CT值的差异，揭示可能存在的致病机制，对其诊疗和预防具有重要的临床意义。本文通过对膝关节胫骨近端的解剖结构、影响CT值测量的因素、不同测量技术的比较、CT值测量技术的临床应用等方面的研究，进行系统的整理并作一综述。

[关键词] 膝关节；骨性关节炎；胫骨近端；CT值

[中图分类号] R684.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2017）24-0165-04

[Abstract] Knee osteoarthritis is a common disease in orthopedics， with high incidence in the elderly population， and seriously affects the quality of life. This study has important clinical significance in its diagnosis and treatment by study of measuring the proximal tibial CT value， comparing the differences in CT values of various parts， and revealing its possible pathogenesis. In article， the anatomical structure of the proximal tibia， the factors that influence the measurement of CT value， the comparison of different measurement techniques， and the clinical application of CT measurement techniques are reviewed and summarized.

[Key words] Knee joint； Osteoarthritis； Proximal tibia； CT value

膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis）是临床上比较常见的疾病之一，初期主要表现为关节疼痛和关节僵硬，一侧或双侧膝关节均可累及，尤其在徒步上下楼梯时临床表现更加明显[1]，中老年患者是发病的高危人群，女性患者往往多于男性，随病情迁延进展可致关节面软骨退变，甚至整个关节面乃至周围软组织出现不同程度的损伤，导致患者活动受限，严重影响了患者的生活质量[2]。影像学技术的出现，为认识和诊断该病提供了新的手段，尤其是CT技术在其中扮演了十分重要的角色。膝关节组织结构复杂，临床症状及发病机制也十分复杂，影响因素较多，往往是多方面因素交互影响作用的结果，胫骨近端作为重要的组成部分，承担了人体的载荷，由于各部位的受力程度不同，是否引起了局部骨质的改变，以及在CT数值上的改变情况等均需要进一步研究，通过CT值的变化发现其潜在的骨量改变，客观上也对我们在一定程度上认识本病的致病机制具有重要的意义。

1 膝关节胫骨近端的解剖学概述

膝关节由胫骨下端、胫骨上端、髌骨、半月板、交叉韧带等构成，是人体最大最复杂的关节[3]。胫骨近端即上端，由宽厚的内、外侧胫骨髁组成，也称胫骨平台，与股骨内外侧髁相连，内侧平台较大，冠状位与矢状位均呈凹形，外侧平台矢状位呈凸形或平坦，冠状位上呈凹形，胫骨两髁之间有髁间隆起，由内外侧两个结节构成，其前后各有一凹，是膝关节交叉韧带和半月板的附着点[4]。

胫骨近端平台在股骨下端和胫骨所在的接触面，其骨性结构主要组成是松质骨[5-6]，是膝关节承担生理负荷的重要组成，同时也对关节功能发挥起到重要的影响[7-8]。因此，对胫骨近端相关解剖知识的充分了解，对我们认识和研究膝关节骨性关节炎十分必要，同时也为我们测量膝关节胫骨近端CT值打下坚实的基础，只有解剖层次清楚才能在CT值测量中尽可能的避免出现误差，因此具有至关重要的影响，必须引起十分的重视。

2 影响CT值测量的因素

在CT值测量的过程中，必然会充斥着各种各样的影响因素，因此在測量之初就应该全面考虑，予以规避。例如性能优良的CT设备，熟练的掌握CT值测量技术，专业人员的指导，先进影像系统等，这些因素都是可以控制的，只要精心组织和安排就可以将影响降到最低。但是，有些方面的因素对CT值测量的精确性有巨大的影响，在实际的操作过程中，需要我们细致、全盘、充分的考量，将误差尽量缩小到可以接受的合理范围。

Bemben DA等[9]研究认为创伤性损伤可以引起下肢骨量的改变，因此在CT值测量的过程中要将创伤性损伤的患者排除，包括骨折、隐匿性骨折、骨挫伤等创伤性损伤都应予以排除，因为在这种应急状态中，骨量也会由于应激产生微妙的变化，因此需要警惕，避免引起CT值测量时出现失误，从而避免引起不必要的测量误差。Harrington J等[10]研究发现风湿性疾病、糖皮质激素长期作用可导致骨量发生改变，并且对骨的微结构也存在影响，故而在CT值测量时也尽量将此类研究对象排除在外，避免受到影响。Simon D等[11]通过研究也发现类风湿关节炎对骨量有影响，长期反复的炎症刺激，对骨质的侵蚀和破坏，对研究骨量的改变十分不利，并且认为年龄和性别在骨量改变和骨的微结构的变化中也起重要作用。机体随着年龄的增长，由于各种因素的影响，引起骨量的丢失，这种情况在女性群体中显现的更为明显，Yavropoulou MP等[12]研究表明，绝经后女性骨量变化更加明显，由于内分泌系统的重调，短期内各种激素出现了紊乱，使得骨质也出现变化。Reina N等[13]发现体重超重也对骨量的改变起到了重要影响，因为随着体重的增长，骨的应力发生改变，相应骨结构及骨量也重新调整，承重部分的骨在长期的应力作用下变的坚固，相应的受力小的部分就显得较为疏松。endprint

Wang Z等[14]发现他汀类药物对骨量也有影响，主要表现为增加骨量，保持骨骼处于健康的状态，但也使骨量发生了改变，从而对我们的CT值测量不利，成为影响的因素。Zanocco KA等[15]发现原发性甲状旁腺功能亢进对骨量也有重要的影响，甲状旁腺激素是重要的激素，调节人体的血钙水平，促进或抑制破骨活动，在很大程度上影响了局部的骨量。Fan P等[16]研究发现胃癌对骨密度的改变影响巨大，晚期胃癌发生骨转移后，造成局部骨质破坏以及不正常的成骨活動，对局部乃至全身骨量影响巨大，临床上各种类型的肿瘤，对骨质及骨量均有重大的影响，在筛选时需要十分注意。

膝关节胫骨近端的CT值测量实际上是在测量局部的骨密度值，因而需要注意的影响因素是复杂而且多方面的，在测量之初就应该精心设计实验，将各种影响骨量改变的因素予以排除，如排除各种急慢性的创伤、药物影响、遗传代谢性疾病、肿瘤等。以便选取合适的研究对象，这样才能取得相对可信的结果。

3 不同的测量技术的比较

影像学技术是常用的检查方法，可准确的观察到疾病的病变部位，发现异常的改变，通过分析为我们诊治疾病提供依据，在临床中有重大的意义。当前比较常用的如超声多普勒技术、X线、CT、MRI等技术，每种技术均有自己的优缺点，在胫骨近端骨密度的测量过程中，应综合权衡利弊，合理的选用影像技术，是十分必要的。

CT技术也是一种重要影像学手段，在骨科相关疾病中经常采用X线和CT平扫等检查方法，CT平扫包括二维、三维重建，二维重建可以很好的发现诸如骨折部位、有无移位等，但仍然很难获得最准确的影像学表现，对疾病的诊治存在一定程度的影响。丁明勇等[17]发现采用CT技术，尤其是三维重建技术，可以获得骨折断端的立体信息，从三维立体的角度了解骨折的情况，极大地保证了诊断的准确性，也增加了对诊疗的指导作用。丁燕萍等[18]研究发现CT技术获得的影像学图像表现更加客观，可以从横断面、冠状面、矢状面等不同的层面来观察病变部位，更加具体且简单方便。X射线技术作为传统的诊断技术，容易造成结构的重叠，虽然可以直观地了解有无病变，但很难多角度观察，对骨折的移位情况及相关细节难以精确的反映出来[19]，对隐匿的损伤难以发现，很难对骨密度的改变情况进行定量分析。三维重建是一种新型的诊断技术[20]，可在观察部位获得立体的解剖，并且融合了影像学、计算机信息技术等多学科技术[21]，通过配套的系统采集数据，可获得高质量的影像资料。该技术包括容积再现、快速多平面重建、最大密度投影等方式[22]，在临床诊疗中普遍采用。多层螺旋CT可任意、回顾性的重建，短时间内高速扫描，且分辨率高，这是平片和传统CT不具备的优势[23]。定量计算机断层成像技术（QCT）是一种测量松质骨（骨小梁）的矿物质含量的准确方法[24-26]，基于三维CT重建技术的基础上，可在三维图像上测定目标部位的骨组织，且是分割部位的平均值，准确性较其他技术显著提高。

DR片虽然明显提高了成像的质量，但依然存在图像重叠的问题，且有伪影，没有CT强大的图像后处理功能等优势[27]，所以应用也比较局限。相比较前面的影像技术，MRI技术也是一种常用的诊断技术，尤其是MR-T2 mapping成像定量技术[28]可以早期发现关节软骨的异常改变，为早期诊断关节软骨病变提供依据，MRI可以很好的反应解剖结构，层次清楚，通过高低信号显影可很好的了解组织的局部情况，易于发现病灶，即使是隐匿的损伤。Kester BS等[29]研究发现通过运用MRI技术，对膝关节的软骨厚度进行测量，可以帮助区分其病理状态下膝关节骨性关节炎的病变严重程度，并通过其T1ρ/T2技术对股骨远端后外侧髁、远端后内侧髁、后内侧髁、后外侧髁等4部分的软骨厚度进行测量来评估疾病的病变阶段及其严重程度，并证实该技术对各期膝关节炎患者病变软骨均能进行测量，对诊疗提供有价值的临床信息。Ruschke S等[30]则通过运用MRI技术中的3D TIMGRE序列来测量儿童椎体骨髓内脂肪密度分数的变化，并通过长期测量研究发现儿童椎体骨髓内脂肪密度分数的变化与性别差异的关系不大，可能与年龄的的变化存在相关性。Kim HN等[31]通过对骶髂关节炎患者进行MRI检查，并测量测量其腰椎、股骨颈、髋关节的骨密度，并将结果与X线平片上所反映的病变严重程度进行比较，运用多因素分析的统计学方法对结果进行分析，发现深部存在的炎症病变是骨密度降低的独立危险因素。Seifert AC等[32]则使用了SIR零回波时间的MRI技术，对所研究的对象进行胫骨的MRI检查并进行数据资料分析后证实该技术是一种新的骨密度测量方式，能在无破坏的情况下对骨基质的密度进行测量，但对其精确性并未有所涉及，在实际测量中是否可以采用也值得考量。虽然MRI技术是临床中常用的一种影像技术，但由于其成本较高，且要求高，学习时间及学习曲线长，精确性易受各种混杂因素的影响等，因此对于骨的密度测量，临床上更加倾向于选择CT，不受时间限制，同时可以立体的测量各个部位的CT值，精确度高，既简单也便于操作，而且经济成本较低。

4 CT测量技术的临床应用

临床中CT测量技术的应用非常普遍，涉及到各个方面，在骨科研究中也应用的十分广泛。Wagner SC等[33]将CT平扫技术应用到前臂骨密度的测量中，并指出手腕部CT扫描测量技术是发现前臂低骨密度的一种新的筛选方法。陈强[34]也通过CT定量测量技术测量前交叉韧带损伤后膝关节周围区域的骨密度，通过测量股骨内外侧髁，胫骨平台内外侧髁，预期前交叉韧带股骨骨道及其中点的骨密度值，发现各部位的骨密度均有下降。Ziemlewicz TJ等[35]通过随机的CT平扫和CT增强扫描的方法，比较了股骨近端各部位的骨密度，证实该技术对骨质疏松症的筛选有重要的意义。秦迪等[36]也在胫骨近端平台骨密度的测量中运用了CT测量技术中的QCT技术，通过测量胫骨近端平台软骨下区域各测量部位的骨密度值，发现了各个部位的骨的密度确实存在差异，且由于长期的压力负荷，力线发生转移，导致内侧受力较大，因此局部骨密度值较高，在一定程度上也说明了内侧间室疼痛的发生的原因。目前，将CT测量技术应用到胫骨近端的CT值测量中尤其是进行细致测量研究的报道不多，通过我们认真的学习相关知识，精心的实验设计，应用定量CT测量技术测量胫骨近端平台各部位的CT值，发现各部位的骨密度的差异，发现其与膝关节生物力学改变的相关性，从而发现导致疼痛、僵硬、活动受限等临床症状发生的原因及其致病机理，对膝关节骨性关节炎的诊疗具有重要的临床意义。当前我们从事的相关工作并不够，运用CT相关的测量技术，如Micro-CT，μ-CT，Force开源CT等新兴的CT技术，通过对膝关节骨性关节炎患者的胫骨近端的骨密度实行CT测量，进行数据整理分析，也许将为我们认识该疾病提供新的途径和视野。endprint

综上所述，CT测量技术在胫骨近端平台的研究中具有重要的优势，而膝关节骨性关节炎是一项重要的临床研究课题，只要合理应用这一技术，排除影响CT测量的相关因素，并进行精心的实验设计，通过分析所获得的胫骨平台近端各部位骨密度的CT值，对我们探究膝关节在长期的受力过程中，膝关节是否发生沉降、以及相关临床症状出现的原因、对诊疗技术的创新提供新的依据等都有重要的意义。希望有更多骨科同仁来进行细致的研究，以期对膝关节骨性關节炎的诊疗和预防提供新的决策依据。

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（收稿日期：2017-05-16）endprint