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肩袖间隙薄层断面解剖研究及其在冻结肩常规MRI诊断中的初步应用

【摘要】:研究背景 冻结肩(frozen shoulder,FS),又称“粘连性关节囊炎”(adhesive capsulitis,AC),根据美国肩肘外科医师学会定义:冻结肩是一种特定的肩关节囊疾病,是一类引起盂肱关节僵硬的粘连性关节囊炎,表现为肩关节周围疼痛,肩关节各个方向主动和被动活动度降低、受限,影像学检查除骨量减少外无明显异常的疾患。在中国等亚洲地区称为“肩周炎”或“五十肩”,好发于40-60岁中老年,女性较男性多见。目前国外文献中以“冻结肩”、“粘连性关节囊炎”两种定义为多,并逐渐被广泛接受。 目前,冻结肩主要根据病史和体格检查做诊断,“冻结肩是个临床诊断”。由于其发病机制、病理及病因未知,使得目前对冻结肩的诊断及治疗仍存在很大的盲目性。而作为相对金标准的肩关节镜诊断冻结肩却是侵入性检查,所以无创的影像学检查诊断冻结肩变得至关重要,人们开始寻找冻结肩的客观影像学证据。 国外一些学者对冻结肩影像学诊断做了有益的初步探索:X线肩关节造影肩关节腔容量小于10ml,腋隐窝消失时,可考虑冻结肩诊断;超声检查发现患者喙肱韧带(coracohumeral ligament, CHL)增厚,肩袖间隙(rotator Interval,RI)低回声背景及血管增多、血供增加,可考虑冻结肩诊断。 磁共振逐步成为冻结肩主要的检查方法,但报道结果不一致、没有得到互认:有研究认为腋囊厚度超过4mm可以作为诊断冻结肩的一个重要标准;也有研究认为腋囊厚度大于3mm(斜冠状位不压脂T2WI)提示冻结肩;有研究认为冻结肩关节囊滑膜血供增加,RI出现强化的纤维血管瘢痕组织、肱二头肌长头腱(long head of the bicepstendon,LBT)起点区软组织增厚、腋囊增厚是诊断冻结肩重要的征象;有研究认为喙肱韧带增厚、肩袖间隙关节囊增厚、喙突下脂肪三角完全闭塞是诊断冻结肩的重要征像;有研究认为喙肱韧带增厚与肩关节外旋、内旋受限有关。 既往研究表明肩关节囊、肩袖间隙及其内容物CHL已成为冻结肩磁共振研究者关注的靶部位。既往磁共振文献探讨了喙肱韧带增厚对冻结肩的诊断作用,但是,CHL厚度测量依赖于CHL显示率,而CHL显示率又依赖于肩袖间隙内高信号脂肪对比,因此,研究肩袖间隙脂肪分布情况,对于冻结肩磁共振诊断至关重要,但是罕有正常志愿者肩袖间隙脂肪分布、喙肱韧带显示率的报道,缺乏肩袖间隙脂肪分布、喙肱韧带显示率与冻结肩发病相关性的研究。既往磁共振文献探讨了肩袖间隙造影检查异常强化、肩关节囊腋囊增厚对冻结肩的诊断作用,但是日常工作中,肩疼患者常规磁共振检查是主要的,文献缺乏常规磁共振研究肩袖间隙、肩关节囊腋囊(axillary recess,AR)信号强度改变和冻结肩发病的相关性报道。 而且,由于肩关节及周围结构众多、彼此关系复杂,影像学上识别较难,其详细的断层解剖及MRI解剖资料较少,尤其缺乏RI薄层断面解剖与磁共振影像学对照研究的资料,而且冻结肩属于I型肩袖间隙病变,因此探讨肩袖间隙断层影像解剖特征对于肩袖间隙疾病诊断、治疗至关重要。 研究目的 本课题拟基于中国数字化人体(CVH)肩关节数据集和MRI对照,探讨肩袖间隙内重要结构薄层连续断面影像解剖特征,探讨测量喙肱韧带厚度的常规磁共振扫描体位,探讨肩袖间隙脂肪分布、喙肱韧带显示率及厚度与冻结肩发病的相关性,探讨肩袖间隙、肩关节囊腋囊信号强度改变和冻结肩发病的相关性,旨在为肩袖间隙疾病诊断和治疗提供内容详实的薄层断面影像解剖学资料;回答冻结肩是否有MRI征象这个问题,为冻结肩常规磁共振诊断、临床分期、疗效评价提供可参考的客观影像学依据。 材料 1.中国数字化人体(CVH)肩关节数据集5例,正常健康志愿者20侧肩,磁共振肩关节造影未见异常者5侧肩;1.5T磁共振扫描仪;图形工作站。 2.对照组正常健康志愿者60例,共120侧肩,平均年龄50.5岁。冻结肩组单侧冻结肩患者72例72侧肩,平均年龄53.5岁;1.5T磁共振扫描仪。 3.对照组正常健康志愿者60例,共120侧肩,平均年龄50.5岁。冻结肩组单侧冻结肩患者120例120侧肩,平均年龄53.3岁;1.5T磁共振扫描仪。 方法 1.CVH薄层连续断面逐一用肉眼观察,采集后的图像用Photoshop CS2软件处理及标注,并与之相应的MRI肩袖间隙图像进行对照。 2.观察指标:(1)肩袖间隙脂肪分布类型:分A,B,C,D,E五型。(2)CHL显示率。(3)CHL厚度。用卡方检验分析肩袖间隙脂肪分布类型、喙肱韧带显示率;用双向方差分析处理喙肱韧带厚度在对照组、冻结肩之间关系及不同性别、不同肩侧别组间的关系。 P<0.05为差异有统计学意义。 3.靶部位信号强度指标:(1)轴位肩袖间隙信号强度SItra;(2)轴位喙突骨皮质SItra;(3)斜矢状位肩袖间隙的SIsag;(4)斜矢状位喙突骨皮质SIsag;(5)斜冠状位肩袖间隙的SIcor;(6)斜冠状位喙突骨皮质SIcor;(7)轴位腋囊的SItra;(8)轴位肱骨皮质SItra;(9)斜冠状位腋囊的SIcor;(10)斜冠状位肱骨皮质SIcor。 相对信号强度指标:(1)轴位肩袖间隙的RSItra;(2)斜矢状位肩袖间隙的RSIsag;(3)斜冠状位肩袖间隙的RSIcor;(4)轴位腋囊的RSItra;(5)斜冠状位腋囊的RSIcor。用双向方差分析处理冻结肩、对照组靶部位信号强度、相对信号强度与不同性别、不同肩侧别组间的关系;单向方差分析处理轴位、斜矢状位、斜冠状位肩袖间隙相对信号强度;独立样本t检验处理腋囊相对信号强度。P<0.05为差异有统计学意义。 结果 1.肩袖间隙下界SSC及内界CP在轴位、斜矢状位、斜冠状位均清楚、直观;CHL在常规磁共振斜冠状位、斜矢状位最易观察,而轴显示率低;SGHL在CVH显示最清楚,在CVH及MRA上横断面(轴位) SGHL清楚;LBT在CVH上显示最好,可以显示LBT全程(关节内段),其次MRA的斜矢状位;RIC在CVH(尤其横断面)显示好,而MRA及T1WI均不能显示;CVH及MRA斜矢状位显示滑轮结构较好;SGHL、LBT、CP在CVH轴横断面中大致平行,CHL和LBT横断面大致垂直,在LBT前方形成呈“T”分布关系。CVH腋囊显示清楚,为认识该结构提供了可能,但是区分前束、后束困难;MRA显示腋囊厚度困难;压脂PDWI轴位、斜冠状位显示AR呈低信号,优于T1WI。 2.(1)肩袖间隙分布类型:冻结肩组和对照组比较,A型显著减少,B型及E型显著增多,卡方检验P<0.05。(2)CHL显示率:冻结肩斜矢状位CHL显示率(79.2%)低于对照组(91.7%),而且女性(80%)低于对照组(95%),卡方检验P<0.05。冻结肩斜冠状位CHL显示率(87.5%)和对照组(86.7%)比较,卡方检验P>0.05;冻结肩轴位CHL显示率(19.4%)和对照组(24.2%)比较,卡方检验P>0.05。(3) CHL厚度:冻结肩斜矢状位CHL厚度3.99±1.68mm(n=57),大于对照组3.08±1.32mm(n=110),P<0.05。冻结肩斜冠状位CHL厚度4.37±1.71mm(n=63),大于对照组2.84±0.79mm(n=104),且女性CHL厚度肩大于男性肩,P<0.05。冻结肩组轴位CHL厚度3.93±1.49mm(n=14),大于对照组2.29±0.65mm(n=29),P<0.05。 3.轴位及斜矢状位肩袖间隙信号强度SItra、RSItra,冻结肩大于对照组,P<0.001,而且女性大于男性,P<0.05。斜矢状位肩袖间隙相对信号强度RSItra右肩大于左肩,P<0.05。斜冠状位肩袖间隙信号强度SIcor,RSIcor,冻结肩大于对照组,P<0.001。轴位、斜冠状位AR信号强度SItra、RSItra,冻结肩大于对照组,P<0.001,而且女性大于男性,P<0.05。而且轴位AR信号强度SItra、RSItra,右肩大于左肩, P<0.05。 轴位喙突骨皮质信号强度SItra,冻结肩大于对照组,P<0.001;斜矢状位喙突骨皮质信号强度SIsag冻结肩大于对照组,而且左肩大于右肩,P<0.05;斜冠状位喙突皮质信号强度SIcor,冻结肩大于对照组,P<0.05。轴位、斜冠状位肱骨皮质SI,冻结肩大于对照组,P<0.001 结论 1.肩胛下肌腱及喙突可作为磁共振影像学研究肩袖间隙解剖及病变的重要定位标志。CVH和MRI在显示肩袖间隙内容物方面有较好互补性。斜矢状位有利于肩袖间隙边界、内容物及滑轮结构磁共振扫描定位及阅片识别。CVH横断面(轴位)中盂肱上韧带(SGHL)、肱二头肌长头腱(LBT)、喙突大致平行,CHL和LBT大致垂直;CVH及MRA斜矢状位SGHL与CHL大致垂直,在LBT前方形成呈“T”分布关系,明确这些结构的重要空间位置关系,有利于这些解剖结构磁共振扫描定位及阅片识别。MRI压脂PDWI轴位、斜冠状位腋囊显示清楚,为研究肩关节囊解剖及疾病提供了较好的MRI扫描序列及体位。 2.肩袖间隙分布类型、CHL显示率、CHL厚度与冻结肩发病有较好的相关性,冻结肩有磁共振征象:冻结肩的肩袖间隙脂肪分布A型减少,B型及E型显著增多;冻结肩CHL显示率下降,其CHL厚度测量以斜冠状位最佳;冻结肩CHL增厚,斜冠状位CHL厚度均值4.37mm及斜矢状位CHL厚度均值3.99mm提示冻结肩。 3.肩袖间隙、腋囊压脂PDWI呈高信号改变和冻结肩发病有较好相关性,为冻结肩常规磁共振诊断及阅片提供了靶部位及客观影像学依据:磁共振常规扫描能提示冻结肩诊断,而且阅片重点感兴趣区顺序为:轴位腋囊>斜冠状位腋囊>斜矢状位肩袖间隙>轴位肩袖间隙>斜冠状位肩袖间隙,即腋囊是优先阅片靶部位。喙突、肱骨近段也可能是冻结肩的受累部位。

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