探讨髋关节假斜位片拍摄时旋转角度的验证标准，结合其解剖学基础，分析其合理性与科学性。
回顾性研究。纳入2015年6月— 2019年12月南京医科大学第一附属医院骨科关节病区所收治的219例股髋撞击征患者(男102例、女117例，年龄18 ～ 46岁)的CT扫描数据，建立假斜位拍摄时的骨盆旋转标准化数学模型，对健侧和患侧股骨头直径(Φ)、实际双侧股骨头间距离(AFHD)、双侧股骨头间投影距离(PFHD)等参数进行测量和公式计算。分别以PFHD/Φ为0.67～1和1～2为校正标准，观察骨盆旋转和骨盆解剖特点对假斜位片拍摄的影响。
当骨盆冠状面与底片成65°角时，本组219例患者CT影像测量结果为：股骨头直径(4.37±0.43)cm，PFHD(3.79±0.30)cm，AFHD(18.70±3.15)cm，PFHD/Φ 0.87±0.15，AFHD/Φ 4.40±0.98。219例患者同性别组内左右两侧股骨头直径比较，差异均无统计学意义(P值均>0.05)；男性左、右侧股骨头直径均大于女性，女性PFHD、AFHD、PFHD/Φ及AFHD/Φ值均大于男性，差异均有统计学意义(P值均<0.01)。当以PFHD作为假斜位片拍摄时旋转角度的验证标准时，按照Lequesne的标准，PFHD/Φ的取值在0.67～1时，骨盆与底片盒成角的范围是60°～70°，其中成角为60°、65°和70°的样本分别占样本总数的30.59%(67/219)、57.53%(126/219)和19.63%(43/219)；当以PFHD/Φ的取值为1～2作为验证标准时，骨盆与底片盒成角的范围是45°～65°，其中成角为45°、50°、55°、60°和65°的样本分别占样本总数的85.39%(187/219)、100%(219/219)、100%(219/219)、71.23(156/219)和4.11%(9/219)。通过建立数学模型可知PFHD/Φ的取值满足公式FHD/Φ＝ncos 65°/2-1。
拍摄假斜位片时，以PFHD/Φ作为验证标准，如果PFHD/Φ取值大于1，则n需要取值大于9.52，即解剖上需满足AFHD大于9个股骨头半径；而如果PFHD/Φ要取值为2，则n需要取值为13.89，即解剖上需满足AFHD大于13个股骨头半径。故根据人类骨盆AFHD的平均值来判断，Lequesne将PFHD/Φ的取值范围定为0.67～1具有一定的合理性，但存在一定误差；而将PFHD/Φ的取值范围定为1～2的验证标准缺乏合理的解剖学依据。
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法国医生Michel Lequesne在1961年提出的髋关节假斜位X线摄片方法，可以方便且良好地显示髋臼的前方覆盖和后方关节间隙，准确评估和诊断髋关节疾病，如髋骨关节炎和髋臼发育不良等[1]，直到现在仍然被许多国家的医生广泛采用，并作为评价髋关节后方间隙[2]以及前方覆盖[3]的重要方法，甚至被用于评估股骨一侧的病理改变[4]。近年来，随着国内外髋臼周围截骨(periacetabular osteotomy, PAO)治疗发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip, DDH)和髋关节镜微创手术治疗股髋撞击征[5](femoroacetabular impingement, FAI)的日益兴起，髋关节假斜位X线片因其在诊断中的重要且特殊的作用日益受到重视。拍摄髋关节假斜位片时，要求患者双下肢平均负重，患侧髋部贴近片盒并对准投照中心，患足平行于片盒，并且使骨盆的冠状面与片盒成65°角。由于骨盆与片盒间的角度在摄片中不易确定，因此，Lequesne提出了一个验证的标准，即如果所得到的X线片中，双侧股骨头间投影距离(projection femoral head distance，PFHD)等于2/3～1个患侧股骨头直径(Φ)，则认为这时骨盆旋转正确，与片盒成65°角，否则应增大或减少骨盆的旋转角度重新摄片，直到符合要求为止[6]。但是，并非所有学者都严格参照这一标准[7]，甚至有学者认为骨盆正确旋转65°时，PFHD应该是1～2患侧股骨头直径[8]。这客观上造成了假斜位片拍摄时骨盆旋转角度的不统一，这对骨盆测量正常值范围的确立以及不同患者间参数的比较，造成了巨大的障碍。为明确作为验证标准的PFHD与患侧股骨头直径的比例关系，笔者从CT断层扫描结果中提取数据，通过标准化变换，建立标准化数学模型，并进行了测量和数理推导。
纳入标准：(1)确诊为股髋撞击征患者；(2)经MRI证实髋关节盂唇撕裂；(3)患者有髋痛的临床症状和髋关节压痛及撞击试验阳性体征，经保守治疗3个月以上不缓解，准备行髋关节镜手术治疗。排除标准：(1)伴有DDH；(2)既往骨盆及双侧髋关节有畸形或手术史，影响骨盆对称性者；(3)摄片时下肢功能障碍，达不到摄片要求的体位。
回顾性研究。纳入2015年6月—2019年12月南京医科大学第一附属医院骨科关节病区219例患者，男102例、女117例，年龄18 ～ 46 (25.4±6.57)岁。本研究符合《赫尔辛基宣言》的要求。
本组患者术前均接受髋关节薄层CT检查(美国GE公司Lightspeed 64排128层螺旋CT)。扫描体位取仰卧位，扫描范围从髂后上棘上5 cm至小转子下5 cm。扫描参数：电压120 kV，电流200 mA，层厚1 mm，层间距0.7 mm，螺距1.1 mm。扫描完成后将原始数据传至PACS工作站进行三维重建，得到骨盆CT三维模型。为消除平卧位对骨盆姿态的影响及统一测量时骨盆姿态，对CT三维模型进行校准再分割[9]：首先建立双髂前上棘-耻骨联合平面，然后垂直于该平面再次进行断层分割，得到标准的CT断层图像用于测量。
Lequesne假斜位的摄片示意图及获得的X线片如图1所示，CT断层图像的模拟测量如图2所示。以模拟左侧髋关节假斜位X线片的拍摄为例：首先，以Mose同心圆法拟合双侧股骨头断面轮廓的最大直径，取最佳拟合圆，标记并连接其圆心A和B，得到直线AB，记录两圆心间的距离a作为实际双侧股骨头间距离(actual femoral head distance, AFHD)。分别测量两股骨头的直径，设两股骨头半径分别为R1和R2，设患侧股骨头的直径为Φ，则Φ＝2R1。然后，作与双股骨头中心联线AB成角为65°的直线CD，用于模拟假斜位摄片体位下骨盆冠状面与X线底片盒投影面的相互关系，则∠AOD即为骨盆与底片盒所成角度。分别从圆心A和B向直线CD做垂线，交点分别为C和D，再平行于直线AD和BC作与两股骨头相切的平行线EF和GH，与CD相交与E和G，与两圆相切于F点与H点。由此可知，线段EG的长度，表示的就是PFHD，而它与患侧股骨头直径的比值PFHD/Φ则等于PFHD/2R1，按照Lequesne的验证标准，应该在0.67～1之间。将∠AOD设定成65°测量完成后，进而以点O为圆心，每隔5°将直线CD逆时针或顺时针转动一次，测量每次转动后的PFHD，并计算PFHD/Φ。记录有意义的骨盆旋转角度(40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°和75°)下的验证结果，右侧假斜位的模拟与测量同左侧。所有参数均由两名骨科医生分别测量，每个参数分别测5次，参数合并后取平均值作为该参数最终的测量值。
注：点A和点B分别是两股骨头的中心；线段a为实际双侧股骨头间距离；直线CD模拟底片盒与骨盆成角65°的关系；线段b为线段a在直线CD上的投影；直线AD、BC、EF和GH均垂直于CD，AD和BC分别经两股骨头中心，EF和GH分别与股骨头内缘相切；R1和R2分别为两股骨头半径；线段EG的长度即为双侧股骨头间投影距离
(1)骨盆基本参数CT测量值的分析：比较不同侧别、不同性别间股骨头直径CT测量值；比较当骨盆冠状面与底片成65°角时，不同性别间PFHD、AFHD值和PFHD/Φ、AFHD/Φ比值。(2)不同验证标准下的观察与判别：分别以PFHD/Φ为0.67～1和PFHD/Φ为1～2为验证标准，观察两种标准下骨盆旋转对PFHD和PFHD/Φ产生的影响，及其在不同旋转角度下的判别情况。(3)数学模型的建立：根据关于PFHD/Φ的定义可知，PFHD/Φ＝EG/2R1。设AB＝a，CD＝b，结合图2中三角函数关系可得PFHD/Φ＝(b-R1-R2)/2R1。
应用SPSS 19.0统计软件进行数据分析。服从或近似服从正态分布的计量资料以
±s表示，采用独立样本t检验，如方差不齐则采用Dunnett-t检验；使用组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)检验观察者间一致性，以ICC>0.75为一致性良好。以P<0.05为差异有统计学意义。
当骨盆冠状面与底片成65°角时，CT影像测量结果显示：本组219例患者股骨头直径为(4.37±0.43)cm，其中左侧为(4.35±0.43)cm、右侧为(4.38±0.43)cm，男性(102例)为(4.60±0.37)cm、女性(117例)为(4.14±0.37)cm；219例患者PFHD为(3.79±0.30)cm，AFHD为(18.70±3.15)cm，PFHD/Φ＝0.87±0.15，AFHD/Φ＝4.40±0.98。219例患者同性别组内左右两侧股骨头直径比较，差异均无统计学意义(P值>0.05)；男性左、右侧股骨头直径均大于女性，差异均有统计学意义(P值均<0.01)，见表1。女性PFHD、AFHD的CT测量值，以及PFHD/Φ、AFHD/Φ值均大于男性，差异均有统计学意义(P值均<0.01)，见表2。经计算，PFHD/Φ的组间可靠性(ICC＝0.79)和组内可靠性(ICC＝0.88)均良好。
219例股髋撞击征患者侧别间和性别间股骨头直径CT测量值比较(cm, 
±s)
219例股髋撞击征患者侧别间和性别间股骨头直径CT测量值比较(cm, ±s)
| 性别 | 例数 | 左侧 | 右侧 | t值 | P值 |
|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 102 | 4.58±0.38 | 4.61±0.36 | 0.615 | >0.05 |
| 女 | 117 | 4.13±0.35 | 4.16±0.39 | 0.746 | >0.05 |
| t值 | 9.119 | 8.827 | |||
| P值 | <0.01 | <0.01 |
219例股髋撞击征患者CT测量骨盆旋转65°时股骨头间实际距离和投射距离及其与股骨头的比值(
±s)
219例股髋撞击征患者CT测量骨盆旋转65°时股骨头间实际距离和投射距离及其与股骨头的比值(±s)
| 性别 | 例数 | PFHD(cm) | PFHD/Φ | AFHD (cm) | AFHD/Φ |
|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 102 | 2.81±1.05 | 0.79±0.14 | 16.81±2.34 | 3.70±0.67 |
| 女 | 117 | 4.66±1.10 | 0.96±0.11 | 20.59±2.68 | 5.02±0.95 |
| t值 | 12.680 | 10.050 | 11.040 | 11.719 | |
| P值 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
注：PFHD为双侧股骨头投影间距离；AFHD为实际双侧股骨头间距离；Φ为患侧股骨头直径
经不同旋转角度(40°～75°)成像后股骨头直径、AFHD及AFHD/Φ等解剖学参数测量或计算值没有变化，但PFHD和PFHD/Φ随旋转角度不同而产生了变化。仅在旋转角度为60°、65°和70°时出现了符合Lequesne验证标准的PFHD/Φ(0.67～1)，>70°或<60°时均不能得出符合要求的PFHD/Φ(0.67～1)。与此同时，并非所有符合验证标准的PFHD/Φ(0.67～1)只出现在65°旋转角度：在65°旋转角度下，219例样本PFHD/Φ＝0.87±0.15，其中仅有126例(57.53%)符合PFHD/Φ＝0.67～1的标准；另外，分别有67例(30.59%)和43例(19.63%)在60°和70°旋转角度下符合PFHD/Φ＝0.67～1的标准；219例中，有9例同时在60°和65°时、有8例同时在65°和70°时满足上述标准。
按PFHD/Φ在1～2的区间为验证标准进行判别时，在45°～65°的旋转角度内出现符合要求的PFHD/Φ(1～2)，>65°和<45°时不能得出符合要求的PFHD/Φ(1～2)。在45°、50°、55°、60°和65°旋转角度下，分别有187(85.39%)、219(100%)、219(100%)、156(71.23%)和9例(4.11%)符合PFHD/Φ＝1～2的标准；其中，有7例同时在45°和50°时、有3例同时在60°和65°时满足上述标准。
从图2中的三角函数关系可知，PFHD/Φ＝(b-R1-R2)/2R1，b＝a×cos65°，若双侧股骨头直径相同，则有R＝R1＝R2，令两侧股骨头间实际距离a＝nR，则PFHD/Φ＝ncos65°/2-1。由此可知，PFHD/Φ不仅与骨盆旋转角度这一姿态因素有关，还与AFHD这一解剖因素有关。
作为目前唯一的负重站立位下的髋关节影像学评估手段，髋关节假斜位X线片有着当前三维成像技术不可替代的作用[10]。在此基础上发展出的众多改良摄片方法[11,12,13]，不但可以提供髋关节稳定性和撞击的形态学信息，还可以为髋骨关节炎的早期诊断提供重要的线索[14,15]。例如，DDH作为常见的髋关节疾病之一，也常常具有类似FAI的临床表现和体征[16]，对于处于临界状态的DDH，特别是前方覆盖不足的类型，经常容易误诊为FAI。但是，两者的治疗方法却完全不同：DDH需要增加髋臼覆盖，往往采用髋臼周围截骨术，而FAI则需要修复髋臼盂唇和打磨骨质解除撞击，常常采用髋关节镜手术[17]，这也是本研究中排除了DDH患者的重要原因。因此，正确诊断和制定合理治疗方案的基础，不仅是对两类疾病的充分认识，更重要的是制订出尽可能准确的判定标准。而假斜位X线片正是这样的标准之一，它可以提供良好的髋臼前上方的形态学信息，以及人体通过调整姿态所进行的代偿情况，对于医生全面了解髋臼的物理性和功能性的覆盖情况有着重要意义。但是，如果这个衡量标准的精确度不足，将会反过来显著地影响对病情的准确判断和治疗策略的制定。
假斜位X线片的实际拍摄对骨盆旋转角度要求较高，常需要反复调整患者体位，操作复杂烦锁且耗时较长，对于原本髋关节疾病的患者常因不耐受而难以良好配合。如再加上后期增大或减少旋转角度的拍摄，不仅放射量成倍增加，准确性也大为降低。更重要的是，假斜位X线片在拍摄时，对骨盆真实的旋转状态目前尚无金标准进行确定，这些都给研究带来了困难。本研究是利用CT断层扫描来模拟假斜位片拍摄时的骨盆旋转，相比于直接将患者置于X光机下摄片和旋转再摄片，不仅可以准确地量化骨盆的旋转，同时最大限度地降低对患者的体位调整和放射剂量。将CT断层扫描结果进行三维重建后，采用双髂前上棘-耻骨联合平面校准后再次进行断层分割，一方面可以实现对假斜位站立位摄片的一定程度上的模拟，另一方面更重要的是可统一测量条件，不仅可获得准确的测量结果，也有助于与其他的标准化数据比较[18]。CT测量可以量化真实的股骨头直径、AFHD、PFHD，以及模拟旋转的角度，使得测量及后续的旋转角度增减可以通过操作数据集来完成，而不必再次干扰患者来采样。由于CT成像机制与X线摄片不同，因此消除了球管发散效应，使得PFHD的测量不再受患髋与底片盒的距离的影响，从而获得了可比性，而PFHD/Φ比值的引入，更进一步增加了该方法的可靠性。实际应用表明，该模型不仅能精确模拟出65°假斜位X线片，还可以通过旋转坐标模拟出不同角度的骨盆假斜位片，同时还提供了新的冠状面俯视角，为观察和测量增加了维度。
众所周知，拍摄髋关节假斜位X线片时，骨盆旋转角度不同，所得出的测量参数是不同的[19]。因此，各个参数的"正常值"的形成，以及不同患者之间的参数比较，要求得出这些参数的测量条件应保持一致，否则"正常值"的指导意义将会大幅度下降，而不同患者间的比较也会变得困难[20]。因此，假斜位的提出者Lequesne将骨盆的旋转角度定为65°，在此角度下，既可以避免股骨头影的重叠，又可以充分显示髋臼的前方覆盖，为绝大多数医生和研究者所采纳[21]。但是，骨盆的旋转角度在实际摄片时并不易确定，因此Lequesne又提出了验证标准：如果骨盆旋转角度正确，那么所得的假斜位片中PFHD应该等于2/3～1(0.67～1)个患侧股骨头直径，否则认为旋转不正确，需要稍转动患者的骨盆以增大或减小骨盆与片盒的夹角重新拍摄，直到获得符合要求的X线片[1]。根据本研究得到的数据，以Lequesne验证标准进行判别，在骨盆旋转65°度的情况下，得到的PFHD/Φ为0.87±0.15，位于0.67～1的区间；但是具体到每个骨盆，只有126例的PFHD/Φ位于该区间，占57.53%(126/219)。余下样本的PFHD/Φ或>1，或<0.67，在实际拍摄中，会被错误地判定为"不合格"而进行"调整"，增大或减少旋转角度，造成人为的误差。
因为有的学者主张65°假斜位片的PFHD/Φ的取值应在1～2之间[8]，同时也有学者所摄的65°假斜位X线片上有PFHD/Φ超过1的现象[22]。为了验证其可能性和科学性，我们又对PFHD/Φ大于1的骨盆旋转进行了研究。当PFHD/Φ取值超过1时，结果显示，仅有9例(4.11%)符合要求，这意味着其余的样本均无法在旋转角度为65°条件下使PFHD/Φ大于1，必须减少骨盆与片盒的夹角才有可能实现。从前文结果部分可知，PFHD/Φ＝ncos65°/2-1，则如果PFHD/Φ要取值大于1，则n需要取值大于9.52，即解剖上需满足两股骨头间实际距离大于9个股骨头半径，4.5个股骨头直径；而如果PFHD/Φ要取值为2，则n需要取值为13.89，即解剖上需满足两股骨头间实际距离大于13个股骨头半径，6.5个股骨头直径。文献报道成人股骨头直径正常值为(42.32±7.44) mm[23]，本研究中测得的股骨头直径为(4.37±0.43) cm，那么要使得在骨盆旋转65°时PFHD/Φ在1～2之间的话，两股骨头中心的实际距离AFHD则应在190～275 mm。关于AFHD的研究比较少，本研究中的测量值为(18.70±3.15) cm。研究显示，产科骨盆测量时的正常骨盆入口最大横径平均值在130 mm[24]，这与双侧股骨头内侧缘的距离近似，再加上双侧两个股骨头半径后，AFHD应在180 mm左右，与本研究所得数据接近。这一数值与PFHD/Φ取值为1时所需的AFHD相当，但距PFHD/Φ取值为2时所需的AFHD相距甚远。因此，在拍摄65°假斜位片时，如果患者的股骨头间距离非常大，同时股骨头直径非常小，有可能出现骨盆旋转65°且PFHD/Φ取值大于1的情况。但是，如果想在不减少骨盆旋转的情况下，得到更大的PFHD/Φ取值，可能性将越来越低。同时我们也注意到相对于Lequesne验证标准所产生的旋转角度波动范围(围绕65°±5°分布)，该标准下的角度波动范围更大(45°～65°)且更加偏离65°(围绕50°和55°分布)。因此，将PFHD/Φ取值在1～2之间作为验证标准的解剖学依据不充分。
本研究是利用平卧位条件下CT断层扫描的结果，来模拟站立位时假斜位的拍摄状态，进而建立模型进行标准化研究，因此与真实的情况会有一定差异。例如站立位时和平卧位时骨盆在矢状位上的倾斜姿态是不同的，虽然经过双髂前上棘-耻骨联合平面的校准，但是CT仍无法完全还原站立位的真实状态。如果能进行站立位下的CT检查，应该可以得出更多的体位参数用于进一步分析。此外，由于CT测量是基于三维成像，球管呈环形分布，与X线相比缺少了一定的投射放大和畸变效应，在一定程度上也造成了细微的差异[25]。开发更精确的X线拍摄定位装置，可能是一个有意义的研究。
所有作者均声明不存在利益冲突
