全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)股骨遠端外翻角影響因素探討

吳鵬，郎俊哲，劉揚波，陳雷

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 骨科，浙江 溫州 325015）

?論 著?

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)股骨遠端外翻角影響因素探討

吳鵬，郎俊哲，劉揚波，陳雷

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 骨科，浙江 溫州 325015）

目的：研究人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）股骨遠端外翻角（DFVR）變化，分析其影響因素。方法：收集2012年2月1日至2014年2月1日間因骨性膝關(guān)節(jié)炎入院行初次人工TKA的患者共222例作為研究對象，測量DFVR。觀察并記錄各研究對象的一般臨床資料、股骨長度、股骨頸干角（FNSA）、股骨頸長度（FNL）、股骨彎曲角度（FBA）及股骨遠端解剖軸外側(cè)角（mLDFA）等參數(shù)，并分析與DFVR的相關(guān)性；定義FBA＞3°為股骨彎曲，分為彎曲組和非彎曲組，比較并分析2組在不同DFVR的力線不良發(fā)生率。結(jié)果：研究對象的平均DFVR為6.66°±2.06°（2.78°～12.84°），與FBA有強相關(guān)性（r=0.845，P＜0.01），與年齡及mLDFA有弱相關(guān)性（r=0.377、0.446，P＜0.01），與其余參數(shù)均無相關(guān)性（P＞0.05）。明顯的股骨彎曲（FBA＞3°）的發(fā)生率為37.8%，彎曲組與非彎曲組在股骨遠端外翻截骨角度為5°或6°時，力線不良的發(fā)生率（截骨誤差＞3°）差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），在股骨遠端外翻截骨角度為7°時差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：中國人中股骨彎曲發(fā)生率較高，且DFVR與股骨彎曲關(guān)系密切。

股骨彎曲；全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；股骨遠端外翻角

人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty，TKA）的目標是重塑下肢力線，良好的下肢力線是維持假體位置、減少假體磨損的必要條件[1]。行TKA時，臨床上廣泛應(yīng)用的冠狀面截骨角度應(yīng)該是垂直于下肢機械軸，并且誤差在3°以內(nèi)[2-3]。為了達到精確截骨角度，需要在下肢全長片上測量股骨遠端外翻角（distal femoral valgus resection，DFVR），但是，鑒于時間、精力以及設(shè)備的限制，臨床上往往采取5°或6°的外翻截骨角度來行股骨遠端截骨。Kharwadkar等[4]研究報道對于非復(fù)雜性的初次TKA患者，5°～6°的截骨角度是安全的。但是，也有學(xué)者[5-6]持不同的意見，認為DFVR變異較大。有研究表明，與西方人種相比，亞洲人種內(nèi)，韓國[7-9]、印度[10-11]、日本[12]以及中國[13-14]均存在明顯的股骨彎曲畸形，且影響DFVR。然而，卻很少有文獻綜合研究DFVR與股骨整體形態(tài)以及年齡、性別、身高等關(guān)系。Kim等[8]以及Lee等[14]的研究均未能將股骨頸長度（femoral neck length，F(xiàn)NL）包括在內(nèi)，而據(jù)Howell等[6]報道，F(xiàn)NL能影響股骨的偏移距離，可能在一定程度上影響DFVR。因此，本文的研究目的是測量在需要行初次TKA的中國人的DFVR的大小，并研究其與年齡、性別、身高、體質(zhì)量以及股骨整體形態(tài)的關(guān)系，以期為臨床工作提供參考。

1 資料和方法

1.1 一般資料 2012年2月1日至2014年2月1日期間在我院因膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎入院，計劃行初次人工TKA患者。排除標準：①類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)發(fā)育不良、解剖結(jié)構(gòu)異常等引起的繼發(fā)性膝骨性關(guān)節(jié)炎；②嚴重的基礎(chǔ)疾病患者；③術(shù)前全長片非旋轉(zhuǎn)中立位，即髕骨未朝前，且未能同時暴露小粗隆及腓骨頭者[11]；④既往有嚴重膝關(guān)節(jié)、手術(shù)側(cè)股骨外傷或手術(shù)史者；⑤術(shù)前存在嚴重屈曲攣縮畸形＞10°，可能影響影像測量者[8]。

1.2 觀察項目和方法 詳細記錄患者的年齡、性別、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）。在PACS系統(tǒng)患者全長片上，通過Image-Pro Plus軟件測量患者股骨長度、DFVR、FNL、股骨彎曲角度（femoral bowing angle，F(xiàn)BA）、股骨遠端解剖軸外側(cè)角（mechanical lateral distal femoral angle，mLDFA）及股骨頸干角（femoral shaft-neck angle，F(xiàn)NSA）。FNL及FNSA代表股骨近端形態(tài)，F(xiàn)BA代表股骨中段形態(tài)，mLDFA代表股骨遠端形態(tài)。

定義股骨小粗隆下方0 cm水平線中點與小粗隆下方5 cm水平線中點連線為股骨近端解剖軸；股骨遠端關(guān)節(jié)面上方5 cm水平線中點與遠端關(guān)節(jié)面水平線上方10 cm中點連線為股骨遠端解剖軸；股骨頭中心與膝關(guān)節(jié)中點連線為股骨機械軸；股骨頸中點與股骨頭中點連線為股骨頸軸線[8]。DFVR為股骨機械軸，與股骨遠端1/3骨干中點與膝關(guān)節(jié)中心連線的夾角[14]；股骨的長度為冠狀面股骨頭最高點至股骨遠端內(nèi)側(cè)髁最低位的距離；FNL為股骨頸軸線與股骨近端解剖軸交點到股骨頭中點的距離；FNSA為股骨頸軸線與股骨近端軸線夾角；股骨彎曲為股骨近端軸線與股骨遠端軸線夾角，往外側(cè)為+，往內(nèi)側(cè)為-；股骨遠端解剖軸外側(cè)角為股骨機械軸與膝關(guān)節(jié)線外側(cè)。具體測量圖示見圖1。

圖1 DFVR、股骨長度、FNL、FNSA、FBA及mLDFA的測量方法

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理方法 采用IBM SPSS Statistics 19統(tǒng)計軟件包對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)以±s表示。將計數(shù)資料進行正態(tài)分布檢驗，結(jié)果符合正態(tài)分布，故采用pearson相關(guān)分析法檢驗DFVR與其余計量資料的相關(guān)性，采用spearman相關(guān)分析法檢驗DFVR與性別的相關(guān)性，數(shù)據(jù)分析采用卡方檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。相關(guān)性：0.9＜r＜1.0為極強，0.7＜r＜0.89為強，0.5＜r＜0.69為中等，0.25＜r＜0.49為弱，0＜r＜0.24為差。

2 結(jié)果

所有研究對象的平均DFVR為6.66°±2.06°，平均股骨長度為（425.60±296.10）mm，平均FNL為（3.89±0.37）mm，平均FNSA為131.98°±6.12°，平均FBA為3.29°±4.34°，平均mLDFA為89.56°± 2.72°。具體見表1。

表1 患者一般資料（n=222）

2.1 DFVR與各個參數(shù)的相關(guān)性 DFVR與股骨彎曲有強相關(guān)性（r=0.845，P＜0.01），與年齡及mLDFA有弱相關(guān)性（r=0.377、0.446，P＜0.01），與其余參數(shù)均無相關(guān)性（P＞0.05）。具體見表2。

2.2 DFVR的頻數(shù)分布圖 所有研究對象的平均DFVR為6.66°±2.06°（范圍：2.78°～12.84°），具體分布見圖2。

表3 2組間在不同股骨遠端截骨角度下的對比[n（%）]

表2 股骨遠端外翻截骨角與各個參數(shù)的相關(guān)性

圖2 DFVR的頻數(shù)分布圖

2.3 2組力線不良發(fā)生率的比較 所有研究對象中，總共有84例有明顯的股骨彎曲，總體發(fā)生率為37.8%。在股骨遠端截骨角度為5°或6°時，股骨彎曲組和非彎曲組力線不良發(fā)生率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；在截骨角度為7°時，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。具體見表3。

3 討論

本研究最重要的發(fā)現(xiàn)是在國內(nèi)需要行人工TKA的骨性關(guān)節(jié)炎患者中，DFVR較大且變化范圍遠超西方人[2]，并且與國人中普遍存在的股骨彎曲關(guān)系密切，這與之前的研究[8，14]相符。

3.1 人工TKA術(shù)前下肢全長片的必要性 為了達到最精確的截骨角度，需要在全長片上準確測量DFVR[6，12，15]。然而，由于全長片的攝影需要特殊的影像設(shè)備及更多的醫(yī)療花費，因此，臨床上往往更普遍采用固定的股骨遠端截骨角度（5°或6°）。Kharwadkar等[4]和Mcgrory等[15]研究發(fā)現(xiàn)，與術(shù)前全長片測量DFVR相比，采用5°～6°的固定截骨角度術(shù)后力線并無明顯差別，因此，他們認為在西方人中，采用固定的截骨角度是安全的。但是，與西方人相比，亞洲人往往存在更明顯的股骨形態(tài)畸形，DFVR明顯偏大且變化范圍更大[8-14]。我們發(fā)現(xiàn)需行TKA的國人DFVR為6.66°±2.06°（2.78°～12.84°），這與Kim等[8]報道的韓國人6.5°±1.3°（4°～13°），Lee 等[14]報道的我國臺灣人7°±2°（4°～14°），Mullaji 等[10]報道的印度人7.3°±1.6°以及Nagamine等[12]報道的日本人7.7°±1.9°（4°～13°）相近，明顯異于文獻中報道的西方人。因此，我們有理由相信，相對于更適用于西方人的5°～6°截骨角度，亞洲人術(shù)前的下肢全長片是必要的，能更準確地指導(dǎo)術(shù)中截骨。

3.2 DFVR的影響因素分析 我們研究發(fā)現(xiàn)，在DFVR的各個影響因素中，股骨彎曲有最強的相關(guān)性。從文獻來看，Yau等[13]最早報道中國人中普遍存在股骨彎曲，且發(fā)生率高達62%?，F(xiàn)在，大多數(shù)研究[1，6-14，16-21]認為，在患骨性膝關(guān)節(jié)炎需行TKA的亞洲人中股骨彎曲的形態(tài)畸形發(fā)生率較高，且股骨彎曲的患者中DFVR也顯著增大。Kim等[8]和Lee等[14]均報道DFVR與股骨彎曲存在最大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.501和0.720，與本文中相關(guān)系數(shù)0.845接近，均為強相關(guān)性。在對股骨彎曲組和非彎曲組分組后，我們發(fā)現(xiàn)對不同的股骨遠端外翻截骨角而言，2組間術(shù)后力線存在明顯的差異，尤其在5°或6°截骨時最明顯，更加驗證了先前的假設(shè)，即股骨彎曲的增大會導(dǎo)致DFVR的增大，這與Yau等[13]的結(jié)論一致。同時，年齡的增大可能會促使股骨彎曲的發(fā)生，而股骨彎曲增大會導(dǎo)致mLDFA的增大[20]，Kim 等[8]也證實了股骨彎曲和mLDFA存在弱相關(guān)性，因此，我們認為可能是這些因素導(dǎo)致了DFVR與年齡、mLDFA存在弱相關(guān)性。其余參數(shù)包括身高、體質(zhì)量、股骨近端形態(tài)與DFVR并無相關(guān)，與先前文獻[8，14]報道類似。

3.3 股骨遠端截骨角度一定需要垂直股骨機械軸嗎？ 行TKA時，維持下肢的正常力線是術(shù)者的目標。在行股骨遠端截骨時，采取的是垂直股骨機械軸的所謂下肢力線的截骨方式。但是，最近Bellemans等[19]在文獻中提出了“結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻”的概念，他們認為32%的正常男性和17%的正常女性有結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻，即下肢的機械軸存在3°以上的內(nèi)翻。如果對原本存在結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻的患者，施行TKA將下肢機械軸矯正經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心，反而是不正常的。他們發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻患者往往同時有股骨彎曲及增大的DFVR。Nagamine等[22]在研究中也提到，對于存在膝內(nèi)翻畸形的患者，使用導(dǎo)航技術(shù)可能反而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)屈曲位的不穩(wěn)，而導(dǎo)航技術(shù)能更加精確地使截骨垂直于股骨機械軸[23]。因此，對于存在股骨彎曲的患者，如何才能達到更好的術(shù)后效果可能還需進一步研究。

本研究為回顧性研究，且無對照，研究效力無法跟前瞻性研究相比；且采用的是站立位全長片攝影，未能消除股骨旋轉(zhuǎn)的影響，會對結(jié)果的可靠性有影響，雖然有研究[24]表明誤差在可接受范圍內(nèi)；本研究只是提供了模擬的理想情況下的手術(shù)截骨效果，而真實手術(shù)存在的截骨誤差及假體植入的位置可能會進一步導(dǎo)致誤差的增大。

綜上所述，國人的DFVR較西方人大，且變化范圍大，與股骨彎曲關(guān)系密切，因此，術(shù)前有必要采用全長片測量具體的DFVR，指導(dǎo)術(shù)中截骨。

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（本文編輯：趙翠翠）

Variability of distal femoral valgus resection angle in patients undergone total knee arthroplasty: the inci-dence of femoral bowing and its infl uence

WU Peng, LANG Junzhe, LIU Yangbo, CHEN Lei.
Department of Orthopaedics, the First Affi liated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To measure distal femoral valgus resection and determine infl uential factors in patients undergone total knee arthroplasty.Methods: Two hundred and twenty two patients planned to undergo primary TKA from February fi rst 2012 to February fi rst 2014 in the First Affi liated Hospital of Wenzhou Medical University were included.The clinical data of age, gender, height, weight, body mass index and the radiographic data of distal femoral valgus resection, femoral length, femoral neck length, femoral shaft-neck angle, femoral bowing angle and mechanical lateral distal femoral angle were recorded and analyzed.Results: The mean distal femoral valgus angle was 6.66°±2.06° (range: 2.78°-12.84°).The femoral bowing angle was the factor that showed the strongest correlation with this angle (r= 0.845, P＜0.01).The mechanical lateral distal femoral angle and age showed only a weak correlation (r=0.377, 0.446, P＜0.01), and other parameters showed no correlation (P＞0.05).Apparent femoral bowing angle (＞3° of bowing) was found in 84 (37.8%) cases.Cases with apparent femoral bowing had statistically signifi cant higher potential cutting error than cases with non-femoral bowing when a 5° or 6° distal femoral valgus angle was chosen (P＜0.05).Conclusion: Chinese races’ distal femoral valgus angles are mainly infl uenced by femoral bowing among femoral deformities in the coronal plane.Therefore, it is necessary to measure the distal femoral valgus angle preoperatively from coronal radiographs covering the whole femur.

knee arthroplasty; femoral bowing; distal femoral valgus resection

R687.4

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2016.12.005

2015-12-02

吳鵬（1988-），男，浙江溫州人，住院醫(yī)師，碩士。

陳雷，主任醫(yī)師，教授，Email：chenlei689595@ qq.com。