膝骨關(guān)節(jié)病股骨后髁偏心距和偏心率特點及其與脛骨平臺后傾角相關(guān)性分析

曾俊杰 郭 艾

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院骨科,北京 100050)

股骨后髁偏心距(posterior condylar offset, PCO)的概念最早由Bellemans等[1]提出，并認為PCO改變是影響全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty，TKA)后膝關(guān)節(jié)屈伸功能恢復(fù)的關(guān)鍵之一，PCO減小可能限制術(shù)后屈曲功能恢復(fù)。PCO增大則可能增大膝關(guān)節(jié)后方組織張力，限制膝關(guān)節(jié)伸直[2]。但考慮到性別、種族均可能影響PCO，研究者們[3]隨后提出股骨后髁偏心率(posterior condylar offset ratio, PCOR)的概念，認為PCOR可以更好地描述不同人種、性別股骨遠端解剖學(xué)特點。目前針對膝關(guān)節(jié)正常人群PCO及PCOR特點的研究[3-5]已相對充分，但PCO及PCOR是否受到膝骨關(guān)節(jié)病的嚴重程度影響仍有待研究。筆者假設(shè)：PCO及PCOR隨膝骨關(guān)節(jié)病嚴重程度的增加而增大。

PCO與脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope, PTS)共同構(gòu)成膝關(guān)節(jié)后間室，兩者可能存在解剖學(xué)或運動學(xué)相關(guān)性。PCO及PTS的增大理論上可增加膝關(guān)節(jié)的最大屈度[1, 6-7]。但膝關(guān)節(jié)退行性改變對這種相關(guān)性是否存在影響亦有待明確，筆者假設(shè)：膝骨關(guān)節(jié)病級別越高，PCO及PCOR與PTS的相關(guān)性越小。

本研究擬通過分析不同嚴重程度膝骨關(guān)節(jié)病患者PCO及PCOR特點，探索疾病進展對PCO、PCOR與PTS相關(guān)性的影響，為臨床醫(yī)師后髁截骨量及假體型號選擇、屈伸間隙平衡的把握提供一定指導(dǎo)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院2018年2月至2018年6月就診的骨關(guān)節(jié)病患者205例，其中X線片質(zhì)量不佳者5例，共計納入患者200人，共361膝，其中男性63例，共112膝；女性137例，共249膝。入選標準：診斷為膝骨關(guān)節(jié)病，并具有標準正側(cè)位影像學(xué)資料者；排除標準：①類風濕性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎或痛風性關(guān)節(jié)炎等繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)病；②缺少影像學(xué)資料或正側(cè)位片攝片效果差，難以測量者。

1.2 數(shù)據(jù)采集

通過膝關(guān)節(jié)正位片對每一例膝進行Kellgren-Lawrence分級(K-L分級)。參考Bellemans測量PCO方法[1]，同時考慮股骨前傾角的影響，在膝關(guān)節(jié)標準側(cè)位片上距離股骨關(guān)節(jié)面10 cm處分別作股骨前后皮質(zhì)的平行切線，同時作股骨后髁頂點切線，后皮質(zhì)與后髁頂點切線間的垂直距離即為PCO，前皮質(zhì)與后髁頂點切線間的垂直距離即為股骨遠端直徑(anterior-posterior dimension，ACP)，并計算PCOR(PCO/ACP)(圖1)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

圖1 后皮質(zhì)與后髁頂點切線間的垂直距離為PCO，前皮質(zhì)切線與后髁頂點切線間的垂直距離為ACPFig.1 The PCO was defined as the distance between the tangent of the posterior cortex of the femoral and vertex of posterior condyle ACP was defined as the distance between the tangent of posterior and anterior cortex of the femoral

PCO：posterior condylar offset；ACP：anterior-posterior dimension..

2 結(jié)果

2.1 研究對象的基本特征

200例患者平均年齡為(63.56±8.6)歲，男性平均年齡為(64.12±9.6)歲，女性平均年齡為(63.30±8.2)歲(P=0.531)。男性K-L分級為Ⅱ級者38膝(33.9%，38/112)，Ⅲ級者50膝(44.6%,50/112)，Ⅳ級者24膝(21.4%,24/112)。女性K-L分級為Ⅱ級者58膝(23.2%,58/249)，Ⅲ級者94膝(37.7%,94/249)，Ⅳ級者97膝(38.9%,97/249)。

2.2 不同性別、級別PCO、PCOR特點分析

200例患者的PCO為(29.62±2.99)mm，PCOR為0.48±0.03。男性PCO為(31.04±2.93)mm，PCOR為0.47±0.03；女性PCO為(28.99±2.79)mm，PCOR為0.48±0.03。Ⅱ級PCO為(28.99±2.46)mm，PCOR為0.48±0.03；Ⅲ級PCO為(29.88±3.22)mm，PCOR為0.48±0.03；Ⅳ級PCO為(29.82±3.03)mm，PCOR為0.48±0.03。男性女性患者不同級別PCO和PCOR測量值比較結(jié)果詳見表1。

(1)PCO：男性PCO較女性更大(F=42.283，P=0.000)。且在各級別患者中均有此表現(xiàn)(Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級檢驗值分別為F=3.907，P=0.049；F=30.773，P=0.000；F=16.506，P=0.000)。分級別比較：Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級別患者PCO差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(F=42.283，P=0.000)。而女性患者PCO整體及各級別間均差異無統(tǒng)計學(xué)意義。男性患者各級別差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=6.760，P=0.001)，Ⅱ級患者較Ⅲ/Ⅳ級患者明顯偏小(P=0.004，P=0.008)，而Ⅲ級與Ⅳ級患者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

(2)PCOR：男女樣本人群整體PCOR差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=4.748P=0.030)，而在同級別患者男性女性成對比較中差異無統(tǒng)計學(xué)意義。分級別比較：Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級患者PCOR差異無統(tǒng)計學(xué)意義，且同性別患者各級別成對比較中差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

ItemK-LdegreeMale(n=112)Female(n=249)FdegreePdegreeFsexPsexPCO/mmLevelⅡ29.69±2.71(n=38)28.54±2.19(n=58)LevelⅢ31.65±2.93(n=50)28.93±2.97(n=94)7.1380.00142.2830.000LevelⅣ31.90±2.58(n=24)29.31±2.93(n=97)PCORLevelⅡ0.47±0.03(n=38)0.48±0.03(n=58)LevelⅢ0.47±0.03(n=50)0.48±0.03(n=94)0.4780.6204.7480.030LevelⅣ0.47±0.02(n=24)0.48±0.03(n=97) K-L:kellgren-lawrence;PCO:posteriorcondylaroffset;PCOR:posteriorcondylaroffsetratio.

2.3 PCO、PCOR與PTS的相關(guān)性分析

男性女性PCO及PCOR與PTS均無相關(guān)性。三個級別患者PCO與PTS均無相關(guān)性。Ⅱ級患者PCOR與PTS具有相關(guān)性(r=0.2269，P=0.02)，而Ⅲ級及Ⅳ級患者并未發(fā)現(xiàn)類似相關(guān)性。各分類及分組相關(guān)性分析結(jié)果，詳見表2。

表2 PCO、PCOR與PTS相關(guān)性分析結(jié)果Tab.2 Pearson correlation analysis between PCO/PCOR and PTS in different group

PCO：posterior condylar offset；PCOR：posterior condylar offset ratio；PTS:posterior tibial slope.

膝骨關(guān)節(jié)病的疾病進展對男性患者PCO的影響較女性更大。膝骨關(guān)節(jié)病進展所致骨質(zhì)增生與骨贅形成不影響股骨遠端的解剖學(xué)特點，但對股骨與脛骨后間室解剖結(jié)構(gòu)的相關(guān)性有一定影響，隨著疾病進展，兩者原有的相關(guān)性逐漸消失。

3 討論

3.1 分性別PCO/PCOR特點

男性患者PCO較女性更大，同時與針對我國正常人群的研究結(jié)果比較，本研究中男女PCO均更大[3]，考慮與膝骨關(guān)節(jié)病患者股骨遠端骨贅形成造成測量結(jié)果偏大有關(guān)。本研究盡管整體比較提示男性PCOR小于女性，但同級別男女間PCOR均差異無統(tǒng)計學(xué)意義，考慮與男女患者組內(nèi)各級別比例不同相關(guān)，同時與我國正常人群PCOR特點相同[3]。Kim等[8]通過相同的測量方法，發(fā)現(xiàn)同屬亞洲人種的韓國膝骨關(guān)節(jié)病人群PCO為(24.78±2.243)mm，PCOR為0.387±0.036，其PCO及PCOR均明顯小于我國正常人群及膝骨關(guān)節(jié)病患者。西方正常人群女性PCO較男性小，但PCOR同樣不受性別影響[9]。由此可見，PCO可能受性別及種族差異影響，但PCOR相對穩(wěn)定，是比較不同性別及不同人種股骨后髁解剖學(xué)特點的良好標準。

3.2 分級別PCO/PCOR特點

男性輕度膝骨關(guān)節(jié)病患者(Ⅱ級)PCO較重度(Ⅲ/Ⅳ級)患者更小(P=0.001)，但各級別PCOR差異無統(tǒng)計學(xué)意義；女性患者PCO及PCOR與膝骨關(guān)節(jié)病的嚴重程度并無明顯關(guān)系。提示膝骨關(guān)節(jié)病的進展對男性股骨遠端解剖學(xué)的影響較女性更大，對于重度骨關(guān)節(jié)病患者，關(guān)節(jié)畸形并不影響股骨后髁解剖學(xué)特征。

了解重度膝骨關(guān)節(jié)病PCO及PCOR的特點可能影響TKA術(shù)中后髁截骨量的把握及假體型號的選擇。TKA術(shù)后PCO的增大或減小均可能影響術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸功能的恢復(fù)[1-2]。對于后交叉韌帶保留型TKA，Song等[10]認為PCO的改變并不影響術(shù)后最大屈度，后交叉韌帶功能不良是影響術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲功能的因素[11]。但更多研究[1，12]顯示PCO減小是造成術(shù)后最大屈度減小的重要因素。Bellemans等[1]發(fā)現(xiàn)術(shù)后PCO每減小1mm，術(shù)后最大屈度減小6.1°。Massin等[12]得出相似結(jié)論：術(shù)后PCO每減小3mm，術(shù)后最大屈度減小10°。對于后穩(wěn)定型TKA，有研究[8,13-14]顯示PCO與術(shù)后最大屈度無關(guān)。后穩(wěn)定型假體自身存在部分后滾，可能是減小PCO影響的原因[14]。但有研究[13，15]證實術(shù)后PCO的減小將造成TKA術(shù)后最大屈度減小，并且PCO的減小可能引起術(shù)后髕骨彈響綜合征，造成術(shù)后滿意度不佳。因此TKA術(shù)中保留或恢復(fù)PCO可能使患者獲益更多。就本研究結(jié)果分析，男性重度膝骨關(guān)節(jié)病患者TKA術(shù)中即使后髁截骨量稍大或選擇較小型號假體，術(shù)后PCO減小小于2 mm(Ⅲ級及Ⅳ級PCO平均值與Ⅱ級PCO平均值的差值)，并不會造成實際PCO的減小。而對女性患者若要恢復(fù)PCO則須保證后髁等量截骨。

3.3 PCO/PCOR與PTS相關(guān)性

正常膝關(guān)節(jié)屈曲時，股骨后髁向后方滑動(Roll-back)，伴隨脛骨平臺一定程度的后傾，這種運動學(xué)及解剖學(xué)特點可協(xié)同延遲脛骨后緣與股骨后皮質(zhì)的撞擊，保證膝關(guān)節(jié)的深度屈曲。Massin等[12]發(fā)現(xiàn)TKA術(shù)后不僅PCO減小可影響術(shù)后最大屈度，PTS的減小也有類似效應(yīng)，PTS減小5°最大屈度隨之減小5°。這提示兩者在維持膝關(guān)節(jié)良好屈曲功能中可能具有協(xié)同作用。Weinberg等[16]也證實了內(nèi)外側(cè)PCO與對應(yīng)PTS的相關(guān)性。Cinotti等[7]通過膝關(guān)節(jié)MRI分別測量內(nèi)外側(cè)PCO與PTS，發(fā)現(xiàn)僅內(nèi)側(cè)PCO與PTS存在相關(guān)性。膝關(guān)節(jié)內(nèi)軸型運動模式以及內(nèi)側(cè)脛股關(guān)節(jié)更加緊張可能是造成內(nèi)外側(cè)差異的原因。本研究僅發(fā)現(xiàn)PCOR與PTS具有相關(guān)性，且與疾病影像學(xué)嚴重程度有關(guān)?？紤]到PCOR并不受疾病嚴重程度影響，因此膝骨關(guān)節(jié)病的進展對脛骨側(cè)的解剖學(xué)影響大于股骨側(cè)，也部分驗證了筆者的假設(shè)：關(guān)節(jié)病的進展可能逐漸造成PCOR與PTS相關(guān)性的缺失。而這與重度骨關(guān)節(jié)病患者膝關(guān)節(jié)功能受限是否有關(guān)還有待進一步說明。

本研究同樣存在限制性：①本研究樣本量理論上足夠，但缺少分級為0或Ⅰ級的患者，同時女性患者中各級別占比分布以重度骨關(guān)節(jié)病患者為多，可能造成誤差。②從測量方法來講，本研究參考Bellemans的測量方法，將內(nèi)外側(cè)髁重合通過X線平片進行測量，但由于內(nèi)外側(cè)髁及內(nèi)外側(cè)脛骨平臺解剖學(xué)上并不完全相同，內(nèi)外側(cè)髁重合必定造成股骨存在旋轉(zhuǎn)，通過X線側(cè)位片測量時可能受到股骨旋轉(zhuǎn)的影響。同時本研究未能計算后髁軟骨厚度，PCO的測量值較真實值偏小。

男性重度膝骨關(guān)節(jié)病者可能具有更大的PCO，男性患者TKA術(shù)中后髁截骨稍大或選擇較小型號假體并不一定減小PCO。PCOR不受性別及疾病嚴重程度的影響，膝骨關(guān)節(jié)病的進展并不影響股骨遠端后間室解剖特性，但可能造成股骨與脛骨后間室解剖學(xué)及運動學(xué)聯(lián)系缺失。