全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量方法的研究進(jìn)展

丁 川 鄧 江

遵義醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，貴州遵義 563000

終末期膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（KOA）是一種退行性關(guān)節(jié)病，也是導(dǎo)致中老年人下肢殘疾的主要原因，但目前尚無(wú)有效的方法阻止其發(fā)展[1]。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）是目前公認(rèn)的治療終末期KOA 最快速有效的方法[2]，但仍有多達(dá)20%的患者對(duì)TKA 的效果不滿[3]。而假體的旋轉(zhuǎn)角度已被認(rèn)為是影響TKA 效果的重要因素[4]。研究顯示[5]，脛骨假體旋轉(zhuǎn)異常的程度更嚴(yán)重，發(fā)生率更高，目前已被確定為T(mén)KA 翻修的主要原因之一。因此，脛骨假體的正確旋轉(zhuǎn)是TKA 成功的關(guān)鍵。但脛骨假體旋轉(zhuǎn)的評(píng)估相當(dāng)復(fù)雜，且目前對(duì)于脛骨假體的最佳旋轉(zhuǎn)角度及TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的最佳測(cè)量方法仍沒(méi)有一致意見(jiàn)[6]。本文基于臨床常用影像學(xué)技術(shù)，就TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量方法進(jìn)行綜述，旨在為臨床醫(yī)生在選擇TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量方法及進(jìn)一步研究脛骨假體旋轉(zhuǎn)的最佳角度上提供參考。

1 基于2D-CT 的TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)評(píng)估

早在1993 年，Berger 等[7]就參考脛骨近端平臺(tái)的幾何中心、脛骨結(jié)節(jié)、脛骨假體軸等解剖標(biāo)志，證明了2D-CT 評(píng)估脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的可靠性，但他們是在未對(duì)準(zhǔn)CT 掃描的2D 軸向片上進(jìn)行的，需要3 個(gè)軸向CT 切片的換位，這可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。Jazrawi 等[8]在中性和5°外旋或內(nèi)旋時(shí)將脛骨假體插入人尸體標(biāo)本中，并參考脛骨假體的后緣與沿脛骨標(biāo)本的后髁的關(guān)節(jié)線下方2 cm 處形成的角度，測(cè)得的脛骨假體旋轉(zhuǎn)的均值、內(nèi)旋、外旋角度分別為0.29°、4.36°和6.24°，再次證實(shí)了2D-CT 掃描確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的能力，并支持和擴(kuò)展了Berger 等[7]研究。接著，Bédard 等[9]分析了34 例TKA 翻修前的2D-CT掃描，并參考股骨上髁軸、脛骨結(jié)節(jié)、脛骨平臺(tái)頂部和脛骨假體4 個(gè)解剖標(biāo)志測(cè)得脛骨假體的平均旋轉(zhuǎn)角度為內(nèi)旋13.7°。而Saffi 等[10]提出以脛骨盤(pán)的前后（AP）軸到脛骨結(jié)節(jié)尖端的解剖（CTTT）距離來(lái)描述脛骨假體的旋轉(zhuǎn)，并在69 次TKA 后的2D-CT 掃描中比較了CTTT 距離、Beger 方案及Mayo 方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mayo方案的群內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）最高（0.96），Beger 方案和CTTT 距離ICC 均為0.85，且CTTT 距離和Mayo 方案之間有很強(qiáng)的相關(guān)性（r=0.73）：在CTTT≤6 mm 時(shí)，92%的脛骨組件內(nèi)旋＜9°，而在CTTT≥10 mm 時(shí)，93%脛骨組件內(nèi)旋≥9°。值得注意的是，CTTT 距離無(wú)需專(zhuān)門(mén)軟件就能快速完成測(cè)量，這可能會(huì)使它成為臨床評(píng)估TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)的有用工具。最近，Mahmood等[11]提出以脛骨外側(cè)皮質(zhì)位于脛骨假體下方的平坦區(qū)域作為解剖標(biāo)志來(lái)評(píng)估TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的新方案。他們分析了211 例TKA 后的2D-CT 掃描，發(fā)現(xiàn)在所有的掃描中新標(biāo)志均被識(shí)別出來(lái)，參考該標(biāo)志測(cè)得的脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度中值為（0.0±5.4）°，且該方案的觀察者內(nèi)及觀察者間的可靠性極好，ICC 分別為0.899、0.734。但該標(biāo)志與其他解剖結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系和用該方案確定的脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度與臨床療效之間的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究。

2 基于3D-CT 的TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)評(píng)估

Mayo 診所的Roper 等[12]利用3D-CT 掃描重建TKA 后的脛骨近端，通過(guò)將脛骨假體覆蓋在單一圖像上來(lái)評(píng)估假體相對(duì)于脛骨盤(pán)中心至脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)和中間1/3 交界處所定義的軸的旋轉(zhuǎn)。該方案降低了與多個(gè)CT 切片換位相關(guān)的復(fù)雜性，但需要專(zhuān)業(yè)軟件來(lái)重建3D 圖像，且其準(zhǔn)確性依賴于軟件識(shí)別橢圓形幾何中心的能力。而Hirschmann 等[13]報(bào)告了在3D-CT掃描中參考后髁軸和脛骨假體的后緣，脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量均值為1°（范圍0°～4°），這與Roper 等[12]研究結(jié)果一致。接著，Rossi 等[14]提出的后外側(cè)角鎖定（PLCL）技術(shù)描述了在脛骨切割面的后外側(cè)角形成一個(gè)大小合適的脛骨試縫，并向外旋轉(zhuǎn)，直到其前內(nèi)側(cè)邊界與前內(nèi)側(cè)脛骨皮層完全一致。他們用PLCL 和ROM 技術(shù)測(cè)得脛骨假體的平均旋轉(zhuǎn)角度分別為內(nèi)旋（0.34±3.00）°和外旋（0.35±4.20）°，兩種技術(shù)沒(méi)有顯著差異。但PLCL 技術(shù)評(píng)估的是脛骨假體關(guān)節(jié)軸和Akagi之間的角度，并非脛骨假體關(guān)節(jié)軸之間的角度，因此無(wú)法評(píng)估脛骨假體旋轉(zhuǎn)的實(shí)際程度。最近，F(xiàn)ang 等[15]通過(guò)招募40 名中國(guó)志愿者在計(jì)算機(jī)斷層掃描數(shù)據(jù)重建的三維模型中，使用模擬標(biāo)準(zhǔn)脛骨截骨術(shù)，經(jīng)皮髁軸（TEA）、Akagi 線和連接脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3（MTTT）和后交叉韌帶（PCL）中點(diǎn)的線投射到脛骨橫截面并做標(biāo)記，測(cè)得TEA 與Akagi 線之間以及TEA 與MTTT 與PCL 中點(diǎn)之間的夾角分別為（96.90±5.57）°和（107.31±5.95）°；在使用對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)脛骨托檢查PLCL技術(shù)對(duì)不同脛骨假體形狀的適用性后，測(cè)得它們與關(guān)節(jié)軸之間的角度分別為（94.01±4.21）°和（96.65±4.70）°。證明了基于3D-CT 掃描計(jì)算模擬模型的PLCL 技術(shù)可以在TKA 期間在中國(guó)人群中獲得脛骨盤(pán)的有效旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)，但仍需要在更多的臨床研究中驗(yàn)證這些結(jié)果。

3 基于X 線的TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)評(píng)估

Takai 等[16]對(duì)9 例KOA 患者和19 名正常人膝關(guān)節(jié)后前跪視的X 線研究發(fā)現(xiàn)，X 線只能在測(cè)量股骨遠(yuǎn)端的旋轉(zhuǎn)角度時(shí)作為CT 的替代物。接著，Kanekasu等[17]對(duì)Takai 等[16]所描述方法進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)32 例TKA 后患者進(jìn)行90°屈膝的前后軸向X 線攝影，結(jié)果顯示X 線在TKA 后仍只能評(píng)估股骨假體旋轉(zhuǎn)。而Pedraza 等[18]通過(guò)對(duì)63 例TKA 術(shù)后局部負(fù)重20 kg 患者進(jìn)行改良平軸位X 線檢查，建立了一種新的可靠的無(wú)線電圖形技術(shù)，能夠顯示TKA 后最相關(guān)的解剖標(biāo)志和假體軸，可用以評(píng)估脛骨假體假體旋轉(zhuǎn)角度，但該研究顯示股骨-脛骨的位置關(guān)系具有很高的可變性，目前還沒(méi)有得出有效的解釋結(jié)論。最近，Hirschmann等[19]通過(guò)比較常規(guī)X 線掃描、2D-CT 及3D-CT 對(duì)TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量的可靠性后發(fā)現(xiàn)，X 線掃描用于脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量是相當(dāng)困難的，且測(cè)量結(jié)果并不可靠，這可能是因?yàn)榧袤w的后邊緣邊界與股骨部件重疊，在X 線上難以識(shí)別。

4 基于MRI 的TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)評(píng)估

Murakami 等[20]回顧了50 例TKA 后疼痛患者的MRI 并將其與16 例無(wú)癥狀患者對(duì)照，參考股骨經(jīng)皮髁軸和脛骨結(jié)節(jié)測(cè)量脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度，他們觀察到的脛骨假體平均旋轉(zhuǎn)角度為內(nèi)旋2.5°，而對(duì)照組為外旋1.4°，結(jié)果顯示MRI 用以測(cè)量TKA 后脛骨假體的旋轉(zhuǎn)角度是可再現(xiàn)的。而Heyse 等[21]對(duì)94 例TKA 患者在應(yīng)用針對(duì)抑制金屬磁化率偽影的MRI 方案再次證明了MRI 用于評(píng)估脛骨假體旋轉(zhuǎn)的可靠性。接著，Heyse 等[22]參考脛骨后邊緣的切線、脛骨上髁軸和脛骨結(jié)節(jié)，在55 例TKA 后的MRI 中評(píng)估脛骨假體的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果顯示MRI 是評(píng)估TKA后脛骨假體旋轉(zhuǎn)的有效替代方案，但他們認(rèn)為參考脛骨結(jié)節(jié)的評(píng)估不太可靠，并建議將上述三個(gè)參考標(biāo)志結(jié)合用于評(píng)估TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)，以便做出明智的決策。此外，Sgroi 等[23]使用Berger 方案對(duì)14 例TKA 翻修前的膝關(guān)節(jié)螺旋CT 和MRI 進(jìn)行了橫向平面內(nèi)脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量，結(jié)果顯示CT 和MRI 測(cè)量之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，平均差為（0.47±1.30）°。最近，Heyse 等[24]發(fā)現(xiàn)MRI可以評(píng)估膝關(guān)節(jié)的各種問(wèn)題，包括TKA 后的脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的評(píng)估，且他們表示參考脛骨后緣和脛骨上髁軸的切線是最可信的。值得注意的是，雖然目前多項(xiàng)研究顯示[20-24]，MRI 用以測(cè)量TKA 后脛骨假體的旋轉(zhuǎn)角度具有較好可靠性和精確性，但仍沒(méi)有得到金標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證[25]。

5 基于其他影像學(xué)技術(shù)的TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)評(píng)估

Rasch 等[26]前瞻性分析了100 例TKA 后的膝關(guān)節(jié)聯(lián)合定量三維容積單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT），并對(duì)先前驗(yàn)證的定位方案所代表的解剖區(qū)域進(jìn)行三維體積分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)合三維容積標(biāo)準(zhǔn)化方法分析SPECT/CT 示蹤劑攝取區(qū)域（“熱點(diǎn)”）的位置、大小和強(qiáng)度以及確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度是高度可靠的，并且代表了一種新的生物力學(xué)方法[27]。另外，Nardi 等[28]通過(guò)使用錐形束斷層掃描（CBCT）對(duì)20 例TKA 后效果不佳的患者進(jìn)行檢查。測(cè)量股骨和脛骨組件相對(duì)于股骨凸緣、經(jīng)皮髁軸和脛骨結(jié)節(jié)的髕骨傾斜角和旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)。從“許多金屬偽影”到“沒(méi)有金屬偽影”，四分制被用來(lái)判斷每個(gè)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)CBCT 允許在旋轉(zhuǎn)軸平面上進(jìn)行簡(jiǎn)單而精確的測(cè)量，且不受金屬偽影造成的圖像質(zhì)量損害的影響。

6 小結(jié)

由于脛骨盤(pán)中心的識(shí)別、橢圓形幾何中心的真實(shí)性及其軸向移動(dòng)、脛骨結(jié)節(jié)的解剖可變性等因素加劇了測(cè)量脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的困難，目前仍沒(méi)有一種方法被認(rèn)為是確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的金標(biāo)準(zhǔn)[29]。雖然參考脛骨假體后緣與幾何中心和脛骨結(jié)節(jié)的關(guān)系的CT 測(cè)量目前被認(rèn)為是評(píng)估TKA 后假體旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的最佳選擇[5]，并且有CTTT 距離、Mahmood 方案及PLCL技術(shù)等多種測(cè)量TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度的新方法，但仍需進(jìn)一步的臨床研究來(lái)明確它們與其他解剖結(jié)構(gòu)和脛骨假體旋轉(zhuǎn)異常癥狀的關(guān)系，以在更多的人群中驗(yàn)證這些結(jié)果。值得注意的是，對(duì)于TKA 后脛骨假體旋轉(zhuǎn)異常的評(píng)估，不管基于何種影像學(xué)技術(shù)或采取何種解剖標(biāo)志，通常需要結(jié)合臨床療效進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。