股骨后髁角作為全膝置換旋轉(zhuǎn)力線標(biāo)志的可靠性研究

吳劍彬　王逸揚(yáng)　周飛亞　湯駿　馮永增　潘俊

[摘要] 目的 通過定位和測(cè)量膝關(guān)節(jié)磁共振圖像上全膝置換股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)位標(biāo)志，評(píng)價(jià)股骨后髁角做為旋轉(zhuǎn)力線標(biāo)志的可靠性。 方法 對(duì)正常膝關(guān)節(jié)進(jìn)行磁共振掃描。在橫斷位圖像上測(cè)量股骨后髁軸，以及臨床經(jīng)股骨通髁軸、Whiteside's線相對(duì)于外科經(jīng)股骨通髁軸旋轉(zhuǎn)的角度。在冠狀面上測(cè)量脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角。 結(jié)果 共測(cè)量78例正常膝關(guān)節(jié)。配對(duì)t檢驗(yàn)提示股骨后髁角和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），Whiteside's線的垂線相對(duì)于外科經(jīng)股骨通髁軸旋轉(zhuǎn)的角度和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），臨床經(jīng)股骨通髁軸相對(duì)于外科經(jīng)股骨通髁軸旋轉(zhuǎn)的角度和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），單樣本t檢驗(yàn)提示股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。 結(jié)論 利用股骨后髁軸作為全膝置換術(shù)中旋轉(zhuǎn)力線參考標(biāo)志，較Whiteside's線和臨床經(jīng)股骨通髁軸更可靠。傳統(tǒng)沿股骨后髁軸外旋3°截骨的可靠性差。股骨后髁角的變異范圍大，需進(jìn)行個(gè)體化醫(yī)療。

[關(guān)鍵詞] 全膝關(guān)節(jié)成形術(shù)；全膝置換；股骨；旋轉(zhuǎn)；磁共振成像

[中圖分類號(hào)] R816.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2016）31-0005-04

全膝置換術(shù)中股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良常常會(huì)導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥，引起術(shù)后疼痛。而且股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良也可能會(huì)導(dǎo)致屈膝時(shí)脛骨假體應(yīng)力不平衡，加速脛骨假體磨損和松動(dòng)。重建股骨假體旋轉(zhuǎn)力線至關(guān)重要的因素是股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線標(biāo)志的準(zhǔn)確測(cè)量。國(guó)外學(xué)者對(duì)這些標(biāo)志做了大量研究，而國(guó)內(nèi)研究較少。在屈膝間隙截骨時(shí)，股骨側(cè)最常用的截骨方式是沿股骨后髁軸外旋3°截骨，本研究利用MRI技術(shù)對(duì)股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線標(biāo)志進(jìn)行定位測(cè)量，探討國(guó)人股骨后髁軸（posterior condylar line，PCL）與臨床經(jīng)股骨通髁軸（clinical transepicondylar axis，CTEA）和Whiteside's線（Whiteside's anterior posterior line，APL）相比，作為全膝置換旋轉(zhuǎn)力線標(biāo)志的可靠性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取在我院行膝關(guān)節(jié)磁共振掃描的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18周歲；②既往沒有發(fā)生過同側(cè)下肢骨折；③既往沒有接受過同側(cè)下肢肌肉骨骼系統(tǒng)矯形手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡<18周歲；②同側(cè)下肢關(guān)節(jié)有腫瘤、骨性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾??；③同側(cè)下肢接受過骨骼系統(tǒng)矯形手術(shù)；④磁共振檢查發(fā)現(xiàn)有膝關(guān)節(jié)半月板、內(nèi)外側(cè)副韌帶、前后交叉韌帶等損傷。

1.2 方法

本研究使用的磁共振掃描，設(shè)備為荷蘭飛利浦公司Gyroscan Intera 1.5T。掃描時(shí)在踝關(guān)節(jié)下方放置沙袋，使髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)處于伸直位。使用韓國(guó)INFINITT公司的STARPACS醫(yī)學(xué)圖像管理系統(tǒng)進(jìn)行骨性標(biāo)志定位和角度測(cè)量。

在橫斷面定位的標(biāo)志包括：①臨床經(jīng)股骨通髁軸（clinical transepicondylar axis，CTEA）：股骨遠(yuǎn)端上髁內(nèi)側(cè)最尖端和外側(cè)最尖端的連線。②外科經(jīng)股骨通髁軸（surgical transepicondylar axis，STEA）：股骨遠(yuǎn)端上髁內(nèi)側(cè)凹陷最低點(diǎn)和外側(cè)最尖端的連線。③股骨后髁軸（posterior condylar line，PCL）：股骨遠(yuǎn)端兩側(cè)后髁最突出點(diǎn)的切線。④Whiteside's線（Whiteside's anterior posterior line，APL）：股骨遠(yuǎn)端上髁部位髁間窩最高點(diǎn)與滑車溝的最低點(diǎn)的連線。利用STARPACS系統(tǒng)將這些標(biāo)志和軸線投射到同一平面（圖1）。在冠狀面上定位的標(biāo)志包括：①脛骨近端解剖軸：選取脛骨干最粗的層面，連接兩處骨干中心的軸線。②脛骨平臺(tái)切線：選取STEA通過的層面，此層面上的脛骨平臺(tái)切線。利用STARPACS系統(tǒng)將這些標(biāo)志和軸線投射到同一平面（圖2）。

1.3 觀察指標(biāo)

利用STARPACS醫(yī)學(xué)圖像管理系統(tǒng)在橫斷面上測(cè)量：①股骨后髁角（posterior condylar angle，PCA）：股骨后髁軸相對(duì)于外科經(jīng)股骨通髁軸旋轉(zhuǎn)的角度。②Whiteside's線的垂線相對(duì)于外科經(jīng)股骨通髁軸旋轉(zhuǎn)的角度（angle between the perpendicular of Whiteside's APL and STEA，ASA）。③臨床經(jīng)股骨通髁軸相對(duì)于外科經(jīng)股骨通髁軸旋轉(zhuǎn)的角度（angle between CTEA and STEA，CSA）。在冠狀面上測(cè)量脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角（脛骨平臺(tái)切線相對(duì)于脛骨近端解剖軸的垂線內(nèi)外翻的角度）（圖2）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究測(cè)得的數(shù)據(jù)均為計(jì)量資料，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）形式表示，采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行處理。使用單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)測(cè)得角度數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布。如果服從正態(tài)分布，則在PCA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角、ASA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角以及CSA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間行配對(duì)t檢驗(yàn)，在股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間行單樣本t檢驗(yàn)。如果數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，則在PCA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角、ASA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角以及CSA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間行Wilcoxon檢驗(yàn)，在股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間行Mann-Whitney檢驗(yàn)。α=0.05。

2結(jié)果

2008年7～9月，共掃描78側(cè)正常膝關(guān)節(jié)。其中男35例，女43例，左膝43例，右膝35例，年齡21～55歲。

單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)提示PCA（Z=0.630，P=0.200）、ASA（Z=0.560，P=0.200）和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角（Z=0.480，P=0.200）均服從正態(tài)分布，而CSA（Z=0.106，P=0.029）不服從正態(tài)分布。結(jié)果見表1。在橫斷面上測(cè)得PCA為（-4.22±2.07）°（范圍從-0.37°～-9.06°），ASA為（3.97±2.19）°（范圍從10.63°～-0.68°），CSA為（3.66±0.76）°（范圍從6.10°～2.40°）。在冠狀面上測(cè)得的脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角為（-4.34±1.62）°（范圍從-0.57°～ -8.44°）。配對(duì)t檢驗(yàn)提示PCA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.385，P=0.702），ASA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=27.062，P<0.001）。單樣本t檢驗(yàn)提示股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-7.317，P<0.001）。Wilcoxon檢驗(yàn)提示CSA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=-5.185，P<0.001）。

3 討論

全膝關(guān)節(jié)置換是治療晚期膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的有效方法，手術(shù)中股骨遠(yuǎn)端需進(jìn)行兩個(gè)平面的截骨。股骨遠(yuǎn)端在前后冠狀面的截骨將會(huì)影響股骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)位。全膝置換術(shù)后股骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線不佳會(huì)導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)力學(xué)環(huán)境不平衡[1-3]，引起髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥，有作者報(bào)道這是術(shù)后翻修的最常見的原因[4，5]。并且旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良也會(huì)引起全膝置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲時(shí)內(nèi)外側(cè)應(yīng)力不平衡，加速脛骨假體磨損和松動(dòng)[6]。術(shù)中可以參照數(shù)種解剖標(biāo)志來決定股骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)位[7-14]。國(guó)外學(xué)者利用很多方法對(duì)股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線標(biāo)志進(jìn)行了研究，而國(guó)內(nèi)研究較少。外科經(jīng)股骨通髁軸被認(rèn)為是全膝置換股骨假體旋轉(zhuǎn)力線最可靠的標(biāo)志[7-10，15]，但因?yàn)椴荒苤币?，術(shù)中準(zhǔn)確定位非常困難。歐美國(guó)家的普遍做法是將股骨假體外旋3°（以PCL作為旋轉(zhuǎn)中立位）。本次研究在國(guó)人正常膝關(guān)節(jié)磁共振圖像上對(duì)股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)位標(biāo)志進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果提示如果機(jī)械的按照股骨后髁軸外旋3°截骨，將不能獲得矩形的屈膝間隙。PCA的大小可以提示外旋度數(shù)，有數(shù)項(xiàng)研究提示中國(guó)人的股骨后髁角要大于3°[16-18]。

配對(duì)t檢驗(yàn)提示PCA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角的均數(shù)間沒有顯著差異，而ASA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間以及CSA和脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角之間存在顯著性差異。這表明，相對(duì)于Whiteside's前后軸和臨床經(jīng)股骨上髁軸，股骨假體依照PCL外旋4.22°截骨可以獲得矩形的屈膝間隙和良好的軟組織平衡，且與Whiteside's前后軸和臨床經(jīng)股骨上髁軸相比，在術(shù)中更容易定位PCL。但是本文測(cè)得PCA的標(biāo)準(zhǔn)差為2.07°，范圍從-0.37°～-9.06°，PCL相對(duì)于經(jīng)股骨上髁軸的變異范圍達(dá)到10°左右，如果完全機(jī)械的按照外翻4.22°截骨，在部分患者中會(huì)造成不平衡的屈膝間隙。雖然本文尚不清楚過度內(nèi)旋或外旋多少度是可以接受的，但從理論上講旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良造成的應(yīng)力不平衡最終會(huì)導(dǎo)致假體的磨損或松動(dòng)。有作者建議如果全膝置換術(shù)中要使用PCL作為股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線標(biāo)志，術(shù)前需評(píng)估每個(gè)患者的PCA[19]，也有作者建議術(shù)前行CT掃描決定假體旋轉(zhuǎn)[20]，而且CT檢查無法顯示關(guān)節(jié)軟骨，勢(shì)必會(huì)造成一定誤差。而磁共振可以顯示關(guān)節(jié)軟骨，且沒有放射性。在個(gè)體化治療中，如果術(shù)前可以進(jìn)行磁共振掃描，評(píng)估每位患者的PCA，應(yīng)該可以減少旋轉(zhuǎn)對(duì)線誤差。

本研究的不足點(diǎn)包括：①掃描的為正常膝關(guān)節(jié)磁共振圖像，對(duì)于需全膝置換的患者，股骨后髁軟骨可能會(huì)有磨損缺失；②冠狀位上掃描的脛骨近端長(zhǎng)度較短，對(duì)于脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角的測(cè)量可能會(huì)造成一定誤差；③研究例數(shù)較少，不能作為國(guó)人普查數(shù)據(jù)。

綜上所述，我們?cè)诖殴舱駫呙鑸D像上測(cè)量所得的結(jié)果提示：①利用股骨后髁軸作為全膝置換術(shù)中旋轉(zhuǎn)力線參考標(biāo)志，外旋4.22°進(jìn)行屈膝間隙截骨，比Whiteside's前后軸和臨床經(jīng)股骨上髁軸更可靠，且術(shù)中容易定位；②股骨后髁角的變異范圍大，術(shù)前需行磁共振掃面，進(jìn)行個(gè)體化醫(yī)療；③傳統(tǒng)的沿股骨后髁軸外旋3°的截骨方式可靠性差。

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（收稿日期：2016-07-24）