CT觀(guān)察膝骨性關(guān)節(jié)炎患者股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)解剖標(biāo)志的研究

張可 楊桂姣

[摘要] 目的 基于CT掃描重建研究膝骨性關(guān)節(jié)炎患者股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)解剖標(biāo)志的變化。 方法 62例行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)手術(shù)的漢族患者，行雙下肢全長(zhǎng)X線(xiàn)及膝關(guān)節(jié)64排CT平掃圖像。在X線(xiàn)全長(zhǎng)片上測(cè)量股骨與脛骨機(jī)械軸夾角（mFTA）；利用膝關(guān)節(jié)64排CT平掃獲取三維重建股骨遠(yuǎn)端解剖結(jié)構(gòu)，測(cè)量股骨后髁角（PCA）、髁扭轉(zhuǎn)角（CTA）、外科上髁軸線(xiàn)與臨床上髁軸線(xiàn)夾角（CSA）。對(duì)測(cè)量所得膝關(guān)節(jié)力線(xiàn)角度及股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)角做組內(nèi)不同性別及側(cè)別的統(tǒng)計(jì)學(xué)比較，并行膝關(guān)節(jié)力線(xiàn)改變與股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)角變化的相關(guān)性分析。 結(jié)果 ①mFTA平均為（8.07±1.38）°，PCA平均為（2.71±0.91）°， CTA平均為（6.80±0.79）°； CSA平均為（3.78±0.39）°，所有對(duì)比在不同性別及不同側(cè)別間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。②mFTA與PCA（r=-0.730）、CTA（r=-0.437）、CSA（r=-0.337）均呈負(fù)相關(guān)。 結(jié)論 膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的股骨遠(yuǎn)端解剖標(biāo)志發(fā)生改變；PCA的改變同膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度有關(guān)，與性別及側(cè)別無(wú)關(guān)。在全膝關(guān)節(jié)置換中，不能單純依靠上述某一標(biāo)志作為確定股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)的參考標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)綜合考慮多條軸線(xiàn)來(lái)確定股骨旋轉(zhuǎn)力線(xiàn)。

[關(guān)鍵詞] 膝骨性關(guān)節(jié)炎；關(guān)節(jié)成形術(shù)；旋轉(zhuǎn)力線(xiàn)；解剖；CT；三維重建

[中圖分類(lèi)號(hào)] R816.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2015）17-0017-03

隨著社會(huì)老齡化進(jìn)展，骨性關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis， OA）已成為人類(lèi)常見(jiàn)的骨關(guān)節(jié)疾病之一。人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty， TKA）作為嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)炎常用的終極治療手段，取得了良好的效果。TKA術(shù)中股骨假體的旋轉(zhuǎn)力線(xiàn)是影響術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)和假體壽命的重要因素[1]。故如何在術(shù)中準(zhǔn)確確定股骨旋轉(zhuǎn)力線(xiàn)，做到個(gè)體化截骨，使植入假體真正匹配人體膝關(guān)節(jié)，是目前臨床醫(yī)師一直以來(lái)不斷追求的目標(biāo)[2]。而膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)解剖標(biāo)志是否與健康人群有異，為此我們對(duì)2013年3月～2014年10月臨汾市人民醫(yī)院骨科收治的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行了研究，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

共納入患者62例（74膝），其中男20例，女42例，年齡52～79歲，平均（66.02±6.33）歲，左側(cè)41膝，右側(cè)33膝。納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎，均為膝內(nèi)翻，達(dá)到行TKA手術(shù)指征者；②均行下肢全長(zhǎng)X線(xiàn)檢查及膝關(guān)節(jié)64排CT平掃，且數(shù)據(jù)及圖像可獲取者；③民族為漢族。排除標(biāo)準(zhǔn)：①類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎者；②創(chuàng)傷性膝關(guān)節(jié)炎者；③既往患膝關(guān)節(jié)感染或既往有截骨病史者；④非漢族患者；⑤無(wú)法獲取X線(xiàn)及CT數(shù)據(jù)者。

1.2 研究方法

拍攝下肢全長(zhǎng)X線(xiàn)片，依據(jù)Paley D[3]所定義的下肢力線(xiàn)的測(cè)量方法測(cè)量膝內(nèi)翻角（mFTA股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸之間的夾角）。CT掃描均采用我院磁共振室64排CT設(shè)備對(duì)膝關(guān)節(jié)掃描+三維重建，選取圖像最為完整的橫斷面圖像，確定解剖標(biāo)志。見(jiàn)封三圖3。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0軟件包（SPSS公司，美國(guó)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，各組數(shù)據(jù)采用單因素方差分析（ANOVA），兩組間比較采用t檢驗(yàn)；PCA、CTA與臨床資料、冠狀面各力線(xiàn)角度之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01表示差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 膝內(nèi)翻角測(cè)量結(jié)果

膝內(nèi)翻角（mFTA）總體平均為（8.07±1.38）°，其中男性平均（8.03±1.41）°，女性平均（8.09±1.45）°，女性數(shù)值高于男性，但組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；左側(cè)膝平均（7.76±1.24）°，右側(cè)膝平均（8.38±1.21）°，左右膝組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表1。

表1 不同性別及不同側(cè)別間膝內(nèi)翻角測(cè)量結(jié)果比較（x±s，°）

2.2 股骨遠(yuǎn)端各旋轉(zhuǎn)角角度結(jié)果

后髁角（PCA，外科上髁軸線(xiàn)與股骨后髁線(xiàn)的夾角）總體平均為（2.71±0.91）°，其中男性平均（2.42±0.01）°，女性平均（2.85±0.84）°，男女組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；左側(cè)膝平均（2.86±0.99）°，右側(cè)膝平均（2.52±0.76）°，左、右膝組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。髁扭轉(zhuǎn)角（CTA，股骨臨床上髁軸線(xiàn)與股骨后髁線(xiàn)的夾角）平均為（6.80±0.79）°，其中男性平均（6.52±0.75）°，女性平均（6.93±0.78）°，男女組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；左側(cè)膝為平均為（6.84±0.79）°，右側(cè)膝平均為（6.75±0.80）°，左、右膝組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。外科上髁軸線(xiàn)與臨床上髁軸線(xiàn)夾角（CSA）平均為（3.78±0.39）°，其中男性平均（3.72±0.42）°，女性平均（3.92±0.28）°，男女組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；左側(cè)膝為平均（3.86±0.37）°，右側(cè)膝平均（3.69±0.41）°，左、右膝組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表2、3。

表 2 不同性別間股骨遠(yuǎn)端各旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量結(jié)果比較（x±s，°）

2.3膝關(guān)節(jié)力線(xiàn)與股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)角的相關(guān)性分析

膝內(nèi)翻角（mFTA）與后髁角（PCA）、髁扭轉(zhuǎn)角（CTA）、外科上髁軸線(xiàn)與臨床上髁軸線(xiàn)夾角（CSA）均呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.730、-0.437、-0.337。PCA、CTA、CSA均隨mFTA的增加而減小，見(jiàn)表4、5。

表4 mFTA與PCA、CTA、CSA相關(guān)性分析

表5 內(nèi)翻組不同mFTA角度范圍PCA、CTA、CSA情況（x±s，°）

3討論

眾所周知，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)位不良的直接后果將會(huì)導(dǎo)致髕骨處于脫位或者半脫位狀態(tài)，這勢(shì)必會(huì)使假體磨損加劇，應(yīng)力遮蔽幾率增加，久而久之會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)屈伸間隙不平衡或股脛對(duì)位的股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)解剖標(biāo)志[9-15]，以求為T(mén)KA術(shù)中精確截骨提供解剖證據(jù)支持。但以上所開(kāi)展的研究均是選取健康人群做研究對(duì)象，有關(guān)不同程度的骨性關(guān)節(jié)炎患者的股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)解剖標(biāo)志是否改變，以及能否作為T(mén)KA術(shù)中截骨的參考標(biāo)志，目前尚未見(jiàn)廣泛報(bào)道。

關(guān)于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者不良，或并發(fā)假體松動(dòng)或假體周?chē)钦?，最終導(dǎo)致手術(shù)的失敗[4，5]。當(dāng)前常用于確定股骨旋轉(zhuǎn)力線(xiàn)的方法有外科上髁軸線(xiàn)、臨床上髁軸線(xiàn)、后髁線(xiàn)和前后軸線(xiàn)，結(jié)合脛骨機(jī)械軸線(xiàn)采用張力法根據(jù)膝關(guān)節(jié)屈曲間隙定位股骨旋轉(zhuǎn)角度[6]。

目前臨床上常用的TKA置換系統(tǒng)均提供股骨側(cè)旋定位導(dǎo)板，參考后髁軸線(xiàn)平均外旋3°進(jìn)行截骨，這主要基于兩點(diǎn)考慮：一是由于脛骨平臺(tái)正常有-3°的內(nèi)傾角，二是由于西方人股骨后髁角平均值在3°～4°之間[7]，我們知道不同人種骨骼解剖形態(tài)數(shù)據(jù)是存在差異的。目前國(guó)內(nèi)使用的進(jìn)口假體大多是依據(jù)西方人的膝關(guān)節(jié)骨骼解剖形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，國(guó)人在選擇假體時(shí)往往要選擇減號(hào)的假體，截骨不當(dāng)將會(huì)造成假體安裝的不匹配[8]。故國(guó)內(nèi)相繼開(kāi)展了很多研究來(lái)評(píng)測(cè)國(guó)人甚至不同生活區(qū)域人群股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)解剖標(biāo)志的變化，國(guó)外日本學(xué)者Yoshino等[16]給出的48例骨性關(guān)節(jié)炎患者后髁角平均值為（3.0±1.6）°，并認(rèn)為測(cè)量結(jié)果同骨性關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度無(wú)關(guān)；Matsuda等[17]報(bào)道的膝內(nèi)翻骨性關(guān)節(jié)患者髁扭轉(zhuǎn)角與正常人無(wú)異，而膝外翻畸形患者髁扭轉(zhuǎn)角則明顯增大，因此他認(rèn)為髁扭轉(zhuǎn)角的增加與股骨后外側(cè)髁的變異有關(guān)。

本研究結(jié)果表明本研究所測(cè)得的內(nèi)翻膝中，PCA、CTA、CSA與mFTA呈負(fù)相關(guān)，提示膝內(nèi)翻畸形主要來(lái)自脛骨側(cè)，隨著膝內(nèi)翻的增大，PCA越小。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者股骨遠(yuǎn)端解剖結(jié)構(gòu)的改變，特別是股骨的磨損，導(dǎo)致了上述角度的改變，分析其原因，可能是屈曲過(guò)程中，股骨髁特別是兼具屈伸和展收、旋轉(zhuǎn)功能的股骨內(nèi)側(cè)髁，受到了嚴(yán)重的磨損，外側(cè)髁僅承擔(dān)屈伸活動(dòng)，磨損相對(duì)較輕，這也是膝骨性關(guān)節(jié)炎患者膝內(nèi)翻多于膝外翻的原因之一。目前全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，習(xí)慣采用廠(chǎng)家推薦的基于西方人的參考后髁軸線(xiàn)外旋3°的截骨模型進(jìn)行截骨，就此研究而言，在膝內(nèi)翻患者中，大多數(shù)PCA分布在2°～4°，約占80.6%，雖然在臨床上認(rèn)為PCA在（3±1）°（2°～4°）的膝關(guān)節(jié)均可以依照股骨后髁軸線(xiàn)外旋3°的方法進(jìn)行截骨，但如果依次進(jìn)行操作，在本試驗(yàn)的膝內(nèi)翻患者中仍有近20%的患者將會(huì)得不到合理截骨。

綜上，PCA、CTA及CSA在骨性關(guān)節(jié)炎患者中均發(fā)生不同程度變化，且與膝內(nèi)翻角的大小即骨性關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度有關(guān)，股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)角度的改變同膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度有關(guān)，與性別及側(cè)別無(wú)關(guān)；在全膝關(guān)節(jié)置換中，不能單純依靠上述某一解剖標(biāo)志或某一軸線(xiàn)作為確定截骨參數(shù)的唯一參考標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)綜合考慮多條參考軸線(xiàn)來(lái)確定股骨旋轉(zhuǎn)力線(xiàn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Incavo SJ，Wild JJ，Coughlin KM，et al. Early revision forcomponentmalrotation in total knee arthroplasty[J]. Clin Orthop Relat Res，2007，（458）：131-136.

[2] Arima J，Whiteside LA，McCarthy DS，et al. Femoral rotational alignment，based on the anteroposterior axis，in total knee arthroplasty in a valgus knee. A technical note[J]. J Bone Joint Sur Am，1995，77（9）：1331-1334.

[3] Paley D. Principles of deformity correction[M]. New York：Springer-Verlag Berlin Heidelberg，2002：235-268.

[4] 周祺. 人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對(duì)伸膝裝置影響的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2012，20（3）：248-250.

[5] 周強(qiáng)，鄭稼. 全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)術(shù)后髕骨軌跡異常影響因素研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)實(shí)用醫(yī)刊，2014，41（8）：85-87.

[6] Churchill DL，Incavo SJ，Johnson CC，et al. The epitranscondylar axis approximates the optimal flexion axis of the knee[J]. Clin Orthop Relat Res，1998，356：111-118.

[7] 張慶猛，陳繼營(yíng). 個(gè)體化截骨工具輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)最新研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)骨與關(guān)節(jié)外科，2014，5：442-446.

[8] 李玉安，谷長(zhǎng)躍，王佳音. 膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及假體的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)老年醫(yī)學(xué)雜志，2013，33（6）：1426-1464.

[9] Tang WM，Zhu YH，Chiu KY. Axial alignment of the lower extremity in Chinese adults[J]. J Bone Joint Surg Am，2000：82（11）：1603-1608.

[10] 林源，曲鐵兵，茍寶通，等. 股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線(xiàn)的初步研究[J]. 中華骨科雜志，2005，25（5）：271-275.

[11] 羅吉偉. 華南地區(qū)人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)截骨參數(shù)測(cè)量及其臨床分析[D]. 第一軍醫(yī)大學(xué)，2006.

[12] 李軍，李陽(yáng)，荊玨華，等. 華南地區(qū)正常成人股骨遠(yuǎn)端髁扭轉(zhuǎn)角測(cè)量及其臨床意義[J]. 中華關(guān)節(jié)外科雜志，2013，7（3）：319-322.

[13] 張華山，翁文杰，蔣青. 正常成人股骨遠(yuǎn)端后髁角的測(cè)量及其臨床意義[J]. 中華骨科雜志，2006，26（4）：252-255.

[14] 鄧曉東. 國(guó)人全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線(xiàn)方法的研究[J]. 中醫(yī)正骨，2014，26（8）：3-7.

[15] 潘江，曲鐵兵，溫亮，等. 漢族人群正常股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線(xiàn)的研究及其臨床意義[J]. 中華骨科雜志，2014，34（4）：387-393.

[16] Yoshino N，Takai S，Ohtsuki Y，et al. Computed tomography measurement of the surgical and clinical transepicondylar axis of the distal femur in osteoarthritic knees[J].J Arthroplasty，2001，16（4）：493-497.

[17] Matsuda S，Miura H，Nagamine R，et al. A comparison of rotationallandmarks in the distal femur and the tibial shaft[J]. Clin Orthop Relat Res，2003，414：183-188.

（收稿日期：2015-03-31）