MRI评价拇外翻畸形：拇趾跖趾关节结构及位置的改变

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1296

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (24): 3857-3861.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1296

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MRI评价拇外翻畸形：拇趾跖趾关节结构及位置的改变

郭娟¹，钱丽霞¹，王晓东²

¹山西大医院磁共振室，山西省太原市 030032；²太原市中心医院骨科，山西省太原市 030009

出版日期:2019-08-28 发布日期:2019-08-28
通讯作者: 钱丽霞，博士，主任医师，硕士生导师，山西大医院磁共振室，山西省太原市 030032
作者简介:郭娟，女，1983年生，山西省忻州市人，汉族，2010年山西医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事磁共振影像诊断方面的研究。
基金资助:
国家重点研发计划课题(2016YFC0101605)，项目参与人：郭娟，钱丽霞

Magnetic resonance imaging in the assessment of hallux valgus deformity: changes in the structure and position of the metatarsophalangeal joints

Guo Juan¹, Qian Lixia¹, Wang Xiaodong²

¹山西大医院磁共振室，山西省太原市 030032；²太原市中心医院骨科，山西省太原市 030009

Online:2019-08-28 Published:2019-08-28
Contact: Qian Lixia, MD, Chief physician, Master’s supervisor, Magnetic Resonance Room of Shanxi Dayi Hospital, Taiyuan 030032, Shanxi Province, China
About author:Guan Juan, Master, Attending physician, Magnetic Resonance Room of Shanxi Dayi Hospital, Taiyuan 030032, Shanxi Province, China
Supported by:
the National Key Research and Development Plan, No. 2016YFC0101605 (to GJ and QLX)

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

拇外翻：是一种复杂的足部畸形，英文名称为“Hallux valgus”，由1871年Carl Heuter介绍。是指拇趾向外倾斜、第一跖骨向内侧倾斜，常伴拇囊炎和第一跖骨头内侧疼痛。

拇外翻角：指第1跖骨中轴线与近节趾骨中轴线之夹角，正常<15°。

第1，2跖骨间角：指第1，2跖骨中轴线之夹角，正常<9°。

摘要

背景：目前诊断拇外翻主要依靠临床查体及通过足部X射线正位片，评价第1跖骨与趾骨及第1，2跖骨的位置结构改变，而对于评价并发的骨质内部、跖趾关节囊及周围软组织病变存在局限性，MRI不仅可以显示结构改变，还可以显示其他并发改变。

目的：分析MRI在拇外翻畸形诊断中的应用价值。

方法：纳入行足部MRI检查的患者187例，通过X射线正位片测量拇外翻角及第1，2跖骨间角，诊断为拇外翻畸形的患者共57例60足，分析足趾位置结构改变和骨质、关节囊及软组织并发改变MRI表现。所有患者对检查方案均知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

结果与结论：①拇外翻MRI与负重位、非负重位正位片拇外翻角测量值比较差异无显著性意义(P > 0.05)；而MRI较负重位X射线正位片第1，2跖骨间角测量值小，差异有显著性意义(P < 0.05)；②MRI不仅可以显示拇外翻畸形第1跖趾关节结构及位置的改变，其骨质、关节囊及邻近软组织也存在不同程度的病变；③40%(24/60)的患者存在第一跖骨或趾骨关节面下骨髓水肿及囊变，28%(17/60)的患者存在拇囊炎，30%(18/60)的患者存在第1跖趾关节腔积液，12足同时存在2种或3种骨及软组织并发改变；④提示MRI不仅可以显示拇外翻畸形拇趾跖趾关节结构及位置的改变，还可较好评价拇外翻骨质、关节腔、软组织病变及程度，能够更加全面的评价拇外翻严重程度。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0003-4767-2042(郭娟)

关键词: 足, 拇外翻, 畸形, MRI, X射线, 拇外翻角, 第1 2跖骨间角, 关节囊

Abstract:

BACKGROUND: At present, the diagnosis of hallux valgus mainly depends on clinical examination and weight-bearing and non-weight-bearing X-ray films of the foot to evaluate the structural changes of the first metatarsal bone and phalanges and the first and second metatarsal bones. There are limitations in the changes of the internal bone, metatarsophalangeal joint capsule and surrounding soft tissues. Magnetic resonance imaging can not only show structural changes, but also display other concurrent changes.

OBJECTIVE: To study the value of magnetic resonance imaging in the diagnosis of hallux valgus.

METHODS: Totally 187 patients, who underwent foot magnetic resonance imaging, were enrolled in this study. The hallux valgus angle and the first and second metatarsal angles were measured by foot X-ray. Thus, 57 patients with hallux valgus (60 feet) were diagnosed as hallux valgus deformity. The changes of toe position and structure, bone, articular capsule and soft tissue, and magnetic resonance imaging performance were analyzed. All patients signed informed consent. The study was approved by the Hospital Ethics Committee.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) There was no statistical difference between hallux valgus magnetic resonance imaging and weight-bearing and non-weight-bearing anteroposterior X-ray hallux valgus measurements (P > 0.05). The intermetatarsal angle measurements of magnetic resonance imaging were smaller than those of weight-bearing anteroposterior X-ray films (P < 0.05). (2) Magnetic resonance imaging showed that hallux valgus deformity not only had changes in the structure and position of the first metatarsophalangeal joint, but also had different degrees of pathological changes in bone, joint capsule and adjacent soft tissues. (3) 40% (24/60) patients had subarticular bone marrow edema and cystic degeneration of the first metatarsal or phalangeal bone; 28% (17/60) patients had pollicidal bursitis; 30% (18/60) patients had hydrocele of the first metatarsophalangeal joint; and 12 feet had two or three kinds of bone and soft tissue changes simultaneously. (4) Our results indicated that magnetic resonance imaging can reveal change of structure and position of metatarsophalangeal joint in hallux valgus deformity, evaluate the pathological changes and degree of hallux valgus bone, articular capsule and soft tissue, and comprehensively assess the severity of hallux valgus.

Key words: foot, hallux valgus, deformity, magnetic resonance imaging, X-ray, hallux valgus angle, the first and second metatarsal angle, articular capsule

中图分类号:

R459.9

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R459.9

郭娟，钱丽霞，王晓东. MRI评价拇外翻畸形：拇趾跖趾关节结构及位置的改变[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(24): 3857-3861.

Guo Juan, Qian Lixia, Wang Xiaodong.

Magnetic resonance imaging in the assessment of hallux valgus deformity: changes in the structure and position of the metatarsophalangeal joints

[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(24): 3857-3861.

图/表（结果） 3

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引言

材料方法

1.1 设计 影像学试验。

1.2 时间及地点 于2016年1月至2018年12月在山西大医院影像中心完成

1.3 对象 纳入2016年1月至2018年12月因不同足病就诊于山西大医院的187例患者，治疗前均行负重及非负重位X射线正位片，测量拇外翻角及第1，2跖骨间角，诊断为拇外翻畸形的患者57例60足，男25例，女32例；年龄22-85岁，平均48岁；其中3例双侧发病，共60足，均行MRI检查。所有患者对检查方案均知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

纳入标准：拇外翻角>15°(即第1跖骨中轴线与近节趾骨中轴线之夹角)或伴第1，2跖骨间角> 9°(即第1，2跖骨中轴线之夹角)即可诊断拇外翻畸形^[3]。

排除标准：拇趾骨质存在骨肿瘤或邻近软组织肿瘤致拇趾骨质吸收、破坏或受压移位。

1.4 方法

1.4.1 检查方法

(1)非负重位正位片：患者屈膝仰卧，足放于胶片上，足底部靠近暗盒，胶片距离X射线焦点为1 m，点压50 kV，6 ms。

(2)负重位正位片：患者站立于线片盒上，腿垂直于地面，人体的纵轴与X射线的投照呈15°角。双足摄片的患者中心光束要对准两足周骨中间位置，单足摄片时中心光束对准足周骨的外侧。

(3)MRI：使用Philips Achiva 3.0T MRI扫描仪，足部专用表面线圈进行检查，患者屈膝仰卧。扫描序列包括T1WI矢状位扫描，TR 642 ms，TE 20 ms，层厚3.5 mm，层间距0.35 mm，视野(FOV)200 mm×285 mm×69 mm，矩阵384×429，层数18-22层，T2WI脂肪抑制序列横断位、冠状位及矢状位扫描，TR 4 191 ms，TI 250 ms，TE 60 ms，层厚6 mm，层间距1 mm，视野(FOV)100 mm× 100 mm×153 mm，矩阵208×163。

1.4.2 图像分析 MRI图像由2名高年资影像医师共同分析，意见不一致时，请第3位医师裁决。

1.5 主要观察指标 ①分别测量负重、非负重位X射线正位片拇外翻角及第1，2跖骨间角。选取T2WI脂肪抑制序列足正中冠状位测量拇外翻角及第1，2跖骨间角；②第1跖骨及近节趾骨骨质形态及信号的改变；③第1跖趾关节腔是否有积液；④是否存在拇囊炎。

1.6 统计学分析 使用SPSS 21.0软件进行统计分析，符合正态分布的计量资料用x(_)±s表示，组间方差齐，差异比较采用随机区组设计的方差分析，有统计学意义时进一步做LSD法做两两比较，P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

拇外翻畸形是足外科的常见病、多发病，临床表现为拇趾向外侧倾斜，第1跖骨内翻，拇趾跖趾关节内侧及跖骨头下疼痛，行走时疼痛加重^[4-6]。临床负重位查体主要评价足趾畸形在其负重后有无加重，足趾抓力，肌肉及肌腱挛缩情况，关节松弛度等；非负重状态主要评价拇外翻畸形及拇囊炎程度，局部压痛，被动矫正拇外翻畸形后关节活动度等^[7-8]。

有研究表明，拇外翻发病存在内、外2个因素，Coughlin等^[9]及邢国丽等^[10]报道80%-94%的拇外翻患者有家族史。其足部骨骼发育异常，例如第1，2跖骨间夹角过大；第1跖骨内翻；籽骨位置异常等均是拇外翻的易发因素^[11]。另外，穿高跟尖头鞋是拇外翻发生的又一个重要因素^[12-15]。经常穿高跟鞋行走，使足部受力不均，足底最大压力前移，对拇趾矢状面方向施加异常高的压力，拇收肌和拇短屈肌为了维持足部的稳定，处于长期紧张收缩状态，从而牵扯拇趾外翻。解剖病理方面拇外翻畸形存在一系列的异常改变：①第1跖骨内翻，肌腱及韧带牵拉籽骨相对于跖骨头向外移位，在拇收肌的牵拉下第1趾骨发生外翻，拇外翻角及第1，2跖骨间角增大；②跖趾关节半脱位，跖趾关节胫侧张力增加，胫侧的关节囊和韧带逐渐松弛；③跖骨头内侧韧带止点处不断受到牵拉，形成附着点炎，继而不断修复形成骨赘；④第1跖趾关节表面软组织受鞋袜的摩擦而逐渐形成拇囊炎；⑤腓侧籽骨向外侧移位；⑥前足横弓减弱或消失，前足增宽；⑦跖趾关节骨性关节炎等。

X射线摄影是拇外翻畸形最重要的诊断和评价依据之一，X射线检查的相关结果是直接指导拇外翻畸形诊断、治疗方式选择的重要指标。检查方法包括负重与非负重状态下足的多方位摄片，测量指标的选择也多种多样，文献报道拇外翻角和第1，2跖骨间角是诊断拇外翻畸形的良好指标^[16]。多数学者将拇外翻畸形定义为：第1，2跖骨间角≥ 9°，或拇外翻角≥15°，以及有较明显拇外翻畸形，或伴有拇囊炎者。

MRI对软组织有较高的分辨率，还具有多方位、多平面、多序列、多参数成像的特点，能够准确显示骨质及软组织病变情况，MRI已经在骨肌系统疾病的诊断中得到了广泛的应用^[17]。正常足部MRI表现为骨质形态正常，关节面光整，关节软骨显示清晰，关节腔仅见少量滑液，足部肌肉组织分界清晰，皮肤及皮下脂肪组织无增厚，无水肿。由于成人骨髓腔内为含脂肪成分较高的黄骨髓，MRI T1WI及T2WI均表现为均一的高信号，而大多病变如骨髓水肿或囊性改变也表现为T2WI高信号，所以观察足部骨质、关节囊及软组织病变多采用T2WI脂肪抑制序列，在正常骨髓表现为低信号的情况下，能够更加清晰的显示表病变^[17]。MRI足部正中冠状位可清晰显示跖骨及趾骨的关系，T2WI脂肪抑制序列可以清晰的显示骨质内病变分布及范围，所以MRI不仅可以显示足趾结构的改变，还可以清晰的显示骨质、关节囊及软组织的并发改变。

此文利用计算机及图像分析软件在MRI足部正中冠状位图像上测量拇外翻角及第1，2跖骨间角，并多次测量取平均值，最大程度减少测量误差。MRI测量的拇外翻角及第1，2跖骨间角与非负重X射线正位片测量的拇外翻角及第1，2跖骨间角差异无显著性意义。而MRI及非负重X射线正位片测得的第1，2跖骨间角值较负重位X射线正位片的测量值小。有文献报道，在负重位情况下前足散开增宽，足部发生形态改变，从而吸收振荡，多数患者的真正畸形只有在负重后才能表现出来^[18]。戴鹤玲等^[19]对拇外翻患者术前负重位、非负重位下X射线片相关指标分析发现，拇外翻角测量结果在负重位与非负重位时差异无显著性意义，而负重位第1，2跖骨间角大于非负重位。MRI由于受到设备的限制，患者检查体位为仰卧位，足部处于非负重状态，测量的拇外翻角及第1，2跖骨间角与非负重X射线正位片测量的拇外翻角及第1，2跖骨间角差异无显著性意义，MRI可与负重位X射线正位片相结合诊断拇外翻畸形。

虽然X射线摄影对拇外翻跖、趾骨结构关系的改变具有较好的显示，但对于拇趾骨质内部及第一跖趾关节囊的病理改变存在一定的局限性。MRI组织分辨率高，可多方位成像，可以显示第1跖骨及趾骨关节面、骨髓腔及关节囊形态及信号改变。此次研究发现，拇外翻患者除存在第一跖骨及趾骨结构异常外，还存在骨质信号异常。40%(24/60)的患足存在第1跖骨或趾骨关节面下骨髓水肿或囊变，黄萍等^[20]研究发现拇外翻患者存在第1跖骨区生物力学异常，拇外翻患者第1跖骨区压力、负荷、冲量比正常人增高，跖骨头下软组织保护减少，增加了跖骨头下的压力，进而发生骨小梁的断裂，早期为骨髓水肿，MRI表现为边界模糊，形态不规则的T1WI低信号，T2WI脂肪抑制序列高信号影，进一步发展骨小梁破坏、吸收被液体组织代替，MRI表现为圆形或类圆形、边界清晰，T1WI更低信号，T2WI更高信号影。MRI软组织分辨率高，可显示拇趾周围软组织信号改变，此次研究28%(17/60)的患足存在拇囊炎，MRI表现为第1跖趾关节外侧皮肤增厚、皮下软组织水肿，MRI表现为软组织内T1WI低信号，T2WI脂肪抑制序列高信号。拇外翻患者第1跖趾解剖结构异常，拇趾外翻推动第1跖骨内翻，使足横弓加宽，致跖骨头外侧软组织被鞋帮挤压摩擦，逐渐增厚、水肿，即拇囊炎的发生^[21-22]。

MRI足部处于非负重状态，但在一定程度上MRI可评价足部跖骨与趾骨的结构关系，更重要的是MRI可显示骨质内部、关节囊及邻近软组织的并发改变，对拇外翻病变程度提供更准确的评价指标。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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