脛骨扭轉角及其臨床間接測量法的研究進展

齊欣，譚洪波，徐永清，張建勛，孫睿，朱躍良*

1.聯(lián)勤保障部隊第九二〇醫(yī)院，昆明 650100；2.昆明理工大學城市學院，昆明 650051

目前骨科及矯形外科醫(yī)生對下肢力線已充分重視，但常忽略下肢不良旋轉引起的各類傷病。脛骨扭轉角，也稱脛骨旋轉角，為脛骨遠端踝關節(jié)旋轉軸相對于近端膝關節(jié)旋轉軸在橫截面上繞脛骨縱軸的生理性扭轉程度[1,2]，最早由LeDamany 提出，定義為脛骨近端關節(jié)面的橫軸線與脛骨遠端關節(jié)面的橫軸線在冠狀面上的夾角[3]。正常人的脛骨具有一定的生理性角度，它的異常往往與兒童的生長發(fā)育異常、先天性腦癱、脛骨骨折、膝關節(jié)內外翻畸形高位截骨矯形、小腿先天性或創(chuàng)傷性短縮畸形、馬蹄內翻足畸形、脛骨骨髓炎截骨搬移監(jiān)管、膝關節(jié)韌帶及半月板損傷修復、膝關節(jié)不穩(wěn)定甚至膝踝關節(jié)置換等疾病的診治密切相關[4～11]。如何正確測量脛骨扭轉角并充分糾正旋轉異常，是治療的關鍵。近年國外學者研制出針對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎造成下肢旋轉異常的機械矯形器[12]，但研究處于初步階段，許多問題有待解決[3,13]，究其原因在于脛骨不良旋轉易漏診，脛骨不良旋轉的形成機制及其與臨床傷病的關系一直少人問津。目前臨床診斷脛骨旋轉異常主要通過測量脛骨扭轉角[14]，首先需要明確脛骨扭轉角的正常范圍，準確、簡便、有效地測量出脛骨扭轉角，才能診斷脛骨旋轉異常，從而進一步治療。測量方法主要包括尸體解剖、影像學及臨床間接測量，前兩者精確但不簡易，后者簡便但因體表標志不清及體位影響而缺乏準確性。本文從脛骨扭轉形成、脛骨旋轉異常、各測量方法比較、臨床間接測量法現(xiàn)狀以及展望幾個方面做一綜述，期為脛骨扭轉角臨床間接測量儀器的創(chuàng)新改進及不良旋轉的診治提供參考。

1 生理性脛骨扭轉角

人體脛骨正常范圍內的的旋轉在胚胎發(fā)育期、出生后胎兒期、嬰兒期、幼兒期、甚至兒童期前后相當長的時期是一個不間斷的生理過程，隨著年齡增大從內旋改為外旋。相關研究表明，除10%男孩、8.5%女孩及家族病患者在發(fā)育成熟后仍存在脛骨內旋以外[15]，成年人小腿下端對于上端來說存在生理性外旋。研究者指出胎兒期脛骨呈內旋狀態(tài)，出生后第1個月開始外旋發(fā)育，4～10 歲外旋發(fā)育逐步停止，脛骨外旋程度可達成年人水平[2,3]。也有報道表明須到14 歲，兒童的骨骺發(fā)育接近成年，下肢的旋轉發(fā)育基本停止[16]，外旋范圍達到20～25°（平均23°）[2,17,18]，在兒童快速生長期，脛骨外旋平均可達15°[19,20]。因此，確定正常脛骨扭轉角范圍應選擇測量15 歲以上正常成年人。而15 歲以前脛骨一定范圍內的旋轉視為正?，F(xiàn)象，無需矯正，可定期隨訪，若發(fā)現(xiàn)超出正常范圍，應及時采取矯形措施，恢復下肢旋轉解剖軸線，預防成年后出現(xiàn)鄰近關節(jié)疼痛甚至早期骨性關節(jié)炎[21]。矯形手術應保留生理性的外旋角度，避免矯枉過正出現(xiàn)內旋；小于25°的脛骨外旋畸形，雙側對稱且不影響步態(tài)的，可無需矯正[18]。

2 脛骨旋轉異常

正常人脛骨存在一定范圍的扭轉角度，發(fā)育成熟后呈生理性外旋，而當發(fā)育中出現(xiàn)異常或脛骨發(fā)生傷病導致脛骨旋轉角度超過扭轉角正常范圍時，即為脛骨旋轉異常[22]。最常見而易忽視的脛骨旋轉異常的原因為脛骨骨折復位時，術者忽視旋轉的復位及矯正，造成術后骨折延遲愈合、畸形愈合甚至不愈合。研究表明脛腓骨骨折內固定后旋轉異常發(fā)生率達22%～50%[23～26]，并與骨折的復雜程度呈正比[27]，可見在脛骨骨折切開復位內固定治療中，嚴謹糾正脛骨的旋轉異常是非常重要的，國內學者通過CT 三維掃描重建及3D 打印技術輔助經皮微創(chuàng)接骨內固定術（minimally invasive plate oseoynthesis，MIPO）治療，術后脛骨旋轉異常發(fā)生率降低[28,29]，但在增加測量精確度、降低使用成本以及提高治療效果方面需進一步研究證實。脛骨旋轉異常如未及時矯正，會引起髕股關節(jié)不穩(wěn)、髕前疼痛綜合征、髕骨壓迫綜合征、膝關節(jié)和踝關節(jié)骨性或創(chuàng)傷性關節(jié)炎等傷病[30～36]。反之，上述脛骨傷病也會使脛骨旋轉異常加重。脛骨旋轉異常已然成為全膝關節(jié)置換術（total knee arthroplasty，TKA）臨床療效的重要影響因素，會導致髕骨軌跡不良、膝關節(jié)屈曲不穩(wěn)定及活動受限、假體磨損及步態(tài)異常等并發(fā)癥[37～42]。在矯形外科領域中，應特別重視先天發(fā)育不良性或后天創(chuàng)傷性的馬蹄內翻足、小腿旋轉畸形、短縮畸形以及脛骨骨髓炎截骨搬移術后等疾病，因其大多合并不同程度的旋轉異常，術中需要矯正，術后隨訪更要重視旋轉管理與監(jiān)測，這是矯形與重建骨質成功的重要基礎。

3 脛骨扭轉角傳統(tǒng)測量方法及創(chuàng)新

傳統(tǒng)的脛骨扭轉角測量方法有人體解剖測量法、影像學測量法及臨床間接測量法[31,32,43,44]。人體解剖測量法即尸檢，直觀準確，主要用于正常人體解剖數(shù)據(jù)庫的建立而有數(shù)據(jù)指導意義；影像學測量法包括X 線、MRI 及CT 掃描測量，X 線僅能提供重疊平面像，測量繁瑣且不準確，MRI 骨質顯示不清，受軟組織偽影影響較大，CT 掃描為測量脛骨扭轉角的金標準，測量準確度高但存在耗時、費用高、術中無法使用及放射性傷害等缺點[3,23,33]，測量選擇的軸線及骨性參考標志點也多而繁雜[17,28,45～50]；臨床間接測量法又叫臨床體檢法，可以反復測量，方便快捷且低成本無傷害，缺點是術前不容易確定合適的體表定位標志而增加誤差、降低準確性，測量主觀性較明顯，術中測量則被測者體位因素影響較大，需要患者采取俯臥跪姿，常常影響手術操作而無法完成測量[51]。

單濤等[52]利用人體解剖法對國內不同地區(qū)男女的干燥脛骨進行測量，顯示脛骨扭轉角均值男性16.1°，女性17.5°。黃煌淵等[53]通過測量后認為國人脛骨扭轉角平均為23.5°，這與Yagi[54]測量日本正常成年人脛骨扭轉角的結果一致，正常范圍在13.5～33.5°之間，超過這個范圍均為旋轉異常，需要進行矯正。利用CT 掃描測量法，國外學者SeberS等[16]測得脛骨平均扭轉角為左側29.1°，右側30.9°，Strecke 測得成人下肢扭轉角度為脛骨間內扭轉（24.1±17.4）°，脛骨向外扭轉（34.9±15.9）°[13]。由此可知：人體解剖法與CT 掃描測量法所測正常范圍存在差異；CT 測量結果尚未取得正常范圍值共識；同時，雙側脛骨扭轉角的差異存在顯著性意義。尚缺少臨床間接或直接的大樣本、多中心測量以確定正常范圍。

在醫(yī)學發(fā)展的不同歷史時期，基于脛骨扭轉角的定義，出現(xiàn)了多種臨床間接測量方法。較早地，Staheli等[55]設計并應用了4 種臨床間接測量法：足向角（the foot progression angle，F(xiàn)P 角）、髖內旋度數(shù)（degree of internal rotation，HIR）及外旋度數(shù)（degree of external rotation，HER）、股足角法（thigh-foot angle，TFA）、髁間軸角法（angle of the transmalleolar axis，TMA）。而后相繼出現(xiàn)術中測量脛骨扭轉角的方法：Clementz等[1]X 線透視法和Krettek等[56]術中透視解剖標志形態(tài)觀察法。還有表盤測量法和力線測量法，前者為膝關節(jié)伸直髕骨向上為0°位，雙側等長弧形夾持觸手分別觸及內外踝最高點，測量連接弧形觸手連線垂直標志線背離表盤重力線旋轉角度，后者則是正常的下肢力線在前面正位相中髂前上棘、髕骨中點及第1、2 趾間三點在一條直線上，測量足縱軸和棘髕線的夾角，即可得旋轉角度。上述方法經臨床應用均準確性較差，不利于術中測量，僅能粗略評估。

馮明光等[57]研制脛骨術中旋轉控制測量儀的裝置rotation control measuring instrument，簡稱RCM 測量儀，主要用于脛骨骨折術中脛骨旋轉的監(jiān)測，經精確度評估，所測值與臨床間接測量法、CT 掃描測量法進行統(tǒng)計學比較，結果提示RCM 測量儀所測值與TFA、TMA 兩種臨床間接測量法，尤其是與后者的測量均值最為接近，高于CT 掃描測量法與臨床間接測量法的一致性。因此也提示CT 掃描測量法與RCM 測量儀所測值是具有差異性的，均值前者高于后者。雖然CT 掃描測量被公認為目前脛骨扭轉角測量的金標準，但普遍認為臨床間接測量法與CT 掃描等影像學測量法存在可以接受的差異，約15°[56]，且相關研究表明臨床間接測量法與CT 掃描測量法在評估同一個體脛骨扭轉角方面并無明顯差異[58]。因此文中認為RCM 測量儀所產生的誤差可以接受，與CT 測量的差異亦可以接受，且能夠替代傳統(tǒng)臨床間接測量法。

RCM 測量儀結構較簡單，測量較為簡便、快速、易行，可為近年來脛骨扭轉角臨床間接測量法的創(chuàng)新之舉，解決了傳統(tǒng)臨床間接測量及影像學測量無法在術中有效使用的難題，一定程度避免了被測者體位的影響，但筆者認為可以在此基礎上進一步完善。

4 結論

綜上所述，脛骨的旋轉異常在臨床中不能忽視，而作為其診斷基礎的脛骨扭轉角及其正常值范圍確定、測量方法的選擇更加顯得舉足輕重。這需要臨床醫(yī)生更充分地認識并利用它，了解脛骨旋轉多少度需要外科矯正，旋轉異常的脛骨矯正量，保留生理性脛骨扭轉角等等。同時術前、術中及術后應該嚴謹準確地監(jiān)測與管理，以達到脛骨診治的最佳療效。目前脛骨扭轉角的測量方法中，尸檢及CT 掃描雖然準確甚至可作為金標準，但前者局限于脫離人體和臨床，后者則有費用高及放射性傷害之弊，且測量不易行，不方便，適應征不廣泛，而現(xiàn)有的臨床間接測量法簡便易行傷害小，但受體位、傷情等因素影響，測量誤差難消除，與公認的金標準所測數(shù)據(jù)有差異。因此需在前人研究基礎上，結合機械學原理，克服目前測量方法的缺陷，將臨床間接測量向直接測量推進，并依據(jù)脛骨扭轉角定義進行改進，研發(fā)一種更加清晰化、體表化骨性解剖標志點，使測量更加簡易方便且準確，經濟實惠無傷害，且術前診斷、術中監(jiān)測及術后隨訪觀察均適用的新型脛骨扭轉角體表直接測量器，以作為精細監(jiān)測脛骨發(fā)育及診治脛骨傷病的有效手段及保證。