股骨遠端截骨面解剖參數(shù)測量現(xiàn)狀

秦海泉 周玉坤 劉天宇 潘大洋 袁代柱

·綜述·

股骨遠端截骨面解剖參數(shù)測量現(xiàn)狀

秦海泉 周玉坤 劉天宇 潘大洋 袁代柱

隨著社會發(fā)展、人民生活水平提高及醫(yī)學的快速發(fā)展,國人平均壽命延長, 老齡化問題也隨之而來。在骨科領(lǐng)域,老年人中嚴重膝關(guān)節(jié)疾病的發(fā)病率明顯增高, 患者的生活質(zhì)量受到嚴重影響, 全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)能很好處理此問題。目前TKA已獲得巨大成功。西方學者報道TKA術(shù)后20年的優(yōu)良率在90%左右［1］, 國內(nèi)文獻報道其10～15年的生存率為85%～90%［2］, 可以肯定的是, 術(shù)后優(yōu)良率與國外是有差距的［3］。原因在于我國目前長期使用的膝關(guān)節(jié)假體不是按照我國人群的膝關(guān)節(jié)解剖參數(shù)設(shè)計的, 而是根據(jù)國外人群的解剖參數(shù)設(shè)計的。

學界內(nèi)已達共識：東西方人膝關(guān)節(jié)形態(tài)上是存在差異的。適合國人膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)的假體被設(shè)計出來才能提高我國的TKA優(yōu)良率。TKA手術(shù)時股骨假體安裝良好是膝關(guān)節(jié)置換后功能滿意的關(guān)鍵因素之一［4,5］, 而股骨假體的設(shè)計較為復雜, 需要大量國人股骨遠端截骨面的解剖學參數(shù)。但目前在國內(nèi), 這方面的數(shù)據(jù)仍不是很多。

1 骨遠端截骨面的解剖參數(shù)

①后髁軸(posterior condylar line, PCL)：股骨內(nèi)外后髁最突出點的切線。

②外科上髁軸(surgical transepicondylar axis, STEA)：股骨內(nèi)上髁最低點與外上髁最高點的連線。

③臨床上髁軸(clinical transcpicondylar axis, CTEA)：股骨內(nèi)上髁最高點與外上髁最高點的連線。

④Whiteside's前后軸(anterior posterior line, APL)：髕骨滑槽最低點和髁間窩最高點的連線。

⑤股骨滑車軸(trochleare line, TL)：股骨內(nèi)外髁前方最高點的連線。

⑥ 股骨前軸(anterior femoral axis, AFA)：與股骨滑車軟骨毗鄰的近側(cè)的股骨前方切線。

⑦股骨后髁角(posterior condylar angle, PCA)：PCL相對于STEA旋轉(zhuǎn)的角度。

⑧髁轉(zhuǎn)角(condylar twist angle, CTA)：PCL相對于CTEA旋轉(zhuǎn)的角度。

⑨APL的垂線與STEA的夾角(angle between the perpendicular of APL and STEA, ATA)。

⑩APL的垂線與CTEA的夾角(angle between the perpendicular of APL and CTEA, ACA)。

2 股骨遠端截骨面解剖參數(shù)的測量方法

股骨遠端截骨參數(shù)的測量方法有數(shù)碼成像、實物標本及術(shù)中實體測量、X線、 CT 和 MRI 等測量法。標本法最為準確,但標本不易獲得, 不能獲得大樣本測量數(shù)據(jù)。CT和 MRI測量與標本最為接近, 用CT和MRI［6,7］測量應用較多, 數(shù)據(jù)比較準確。目前臨床上應用CT測量法較多是因為CT出現(xiàn)和使用較早, 技術(shù)成熟。MRI圖像具有良好的對比度, 尤其對軟組織結(jié)構(gòu)如軟骨、韌帶、半月板等, 可清晰顯示它們的解剖形態(tài)；其能顯示矢狀面、冠狀面、橫斷面三個方向的切面圖像；MRI不僅能清楚顯示軟組織, 增加骨、軟骨及軟組織的對比度, 而且可以顯示股骨遠端橫斷面, 并能顯示清楚關(guān)節(jié)軟骨及骨, 減少了測量誤差, 提高實驗的精確度；MRI無放射污染, 對人體影響非常小, 故而 MRI 測量是一種新的、較好的膝關(guān)節(jié)測量方法。另外, 三維重建圖像有很大優(yōu)越性,可以360°觀察圖像, 標記測量點準確, 從而減小測量誤差,三維重建技術(shù)亦值得推廣。

3 股骨遠端截骨面的解剖參數(shù)的研究現(xiàn)狀

SQL Server 2008軟件, 能聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的錄入及查找,是超大型數(shù)據(jù)庫。為建立大樣本、跨地域及多民族的國人股骨遠端解剖學數(shù)據(jù)庫提供了平臺。目前在骨科, 快速成形(rapid prototyping)技術(shù)與3D打印技術(shù)聯(lián)合應用已經(jīng)在逐步推廣使用, 它在沒有模具的前提下, 快速生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復雜的三維實體成為可能［8］, 可直接打印出實體模型或人工假體。

TKA時股骨假體如何定位呢？一般方法包括利用解剖標志定位、用固定的器械定位、術(shù)中拍片及計算機導航等。解剖標志定位最基本、準確, 器械定位因角度固定, 容易出現(xiàn)偏差, 而用拍片及計算機導航花費較高。目前臨床常用解剖標志定位, 因股骨假體安裝位置良好才能使術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復最好, 股骨假體安裝位置若不好, 會導致許多手術(shù)并發(fā)癥,如關(guān)節(jié)疼痛、假體使用壽命短、髕骨運動軌跡不好造成髕前疼痛等［9-11］, 這樣手術(shù)容易不成功。國內(nèi)到現(xiàn)在為止, 對股骨旋轉(zhuǎn)力線的研究不少, 包括上髁軸、APL和參照PCL外旋3°。國外學者對這些標志做了大量研究, 而國內(nèi)研究相對較少。

4 國內(nèi)外研究結(jié)果

在我國, 孫明舉等［12］用CT三維重建、CAD技術(shù)對21例正常國人的膝關(guān)節(jié)進行各參數(shù)精確測量。王巖等［13］用CT三維重建及計算機輔助技術(shù)對120例(240膝)正常國人的膝關(guān)節(jié)進行測量, 初步建立國內(nèi)正常人膝關(guān)節(jié)相關(guān)指標參考值。張虎等［14］通過CT三維重建數(shù)據(jù), 應用快速成形技術(shù)及3D打印技術(shù)生產(chǎn)出與人體膝關(guān)節(jié)相匹配的人工膝關(guān)節(jié)假體。周殿閣等［15］分析正常國人股骨遠端參數(shù), 研究膝關(guān)節(jié)運動學與其關(guān)系及其指導生產(chǎn)人工膝關(guān)假體的意義。吳劍彬等［16-19］用MRI對78側(cè)正常膝關(guān)節(jié)分析, 結(jié)果顯示：①股骨遠端內(nèi)外上髁的前后徑大小與經(jīng)股骨上髁軸寬度具有相關(guān)性, 國人股骨假體外旋度數(shù)較歐美國家大。②TL、AFA不建議作為膝關(guān)節(jié)置換時股骨假體旋轉(zhuǎn)定位的標志。③股骨遠端上髁的解剖大小, 國人要小于歐美國家人群；內(nèi)外上髁的前后大小同STEA的寬度有相關(guān)性。姜侃等［20］用MRI對80例正常哈薩克族人雙膝關(guān)節(jié)進行分析, 結(jié)果顯示PCA與CTA男性大于女性, 而ATA則為女性大于男性。覃承訶等［4］通過分析指出華南地區(qū)人與華北地區(qū)人的 PCA 及 CTA都是男性大于女性, 兩地區(qū)人的參數(shù)接近, 并且左右側(cè)無明顯差別；而PCA和CTA有相關(guān)性。國外學者的研究, 明確指出在形態(tài)學上,男女膝關(guān)節(jié)是有很多不同的, 主要表現(xiàn)在：①股骨遠端的橫徑與股骨遠端外側(cè)前后徑的比值(亦稱為股骨面率)男性大于女性。②女性股骨遠端前內(nèi)、外側(cè)髁的高度均低于男性；③女性Q角較男性大3°。

5 小結(jié)

要有良好的股骨假體旋轉(zhuǎn)對線和非常適合的膝關(guān)節(jié)假體, 才能有良好的TKA的手術(shù)效果。我國各大醫(yī)院進行的TKA手術(shù), 使用的假體大部分是進口的, 這些假體和國人膝關(guān)節(jié)的匹配不是十分完美, 這就導致手術(shù)不能完美完成, 術(shù)后效果優(yōu)良率不是很高和假體使用壽命稍短。在膝關(guān)節(jié)形態(tài)上, 國人與歐美人是不同的, 國人男女間也是不同的, 這種不同是形狀上的不同。改進假體設(shè)計的關(guān)鍵是建立國人股骨遠端截面參數(shù)數(shù)據(jù)庫。隨著CT、MRI和圖像處理技術(shù)的不斷提高, MRI重建、CT三維重建的成像精度、快速成形技術(shù)及3D打印技術(shù)的應用, 做出的模具可媲美實體標本, 使測量誤差明顯減小, 并且可以獲取大量標本, 反復獲取, 從根本上解決了尸體標本明顯匱乏的問題。

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10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.15.198

2015-02-26］

550004 貴陽醫(yī)學院

周玉坤