女性下肢力線旋轉與髕股關節疼痛的臨床研究＊

凡廷旭，黃 偉，胡 寧，陳 誠

（重慶醫科大學附屬第一醫院骨科 400016）

髕股關節疼痛綜合征（patellofemoral pain syndrome，PFPS）是通常被用于描述髕股關節疼痛（PFP）或膝前痛，常常于下蹲、上下樓梯、久坐、奔跑等活動后加重，占下肢損傷性疾病的10%～20%，女性多于男性[1-2]。荷蘭大學全科醫師指南將其定義為髕骨或髕骨周圍的疼痛[3]。因其病因可能與遺傳、解剖異常、肌肉萎縮、運動學變異等有關，故在診治方面仍存在爭議[4-6]。本研究通過超薄CT測量髕骨與整個下肢結構參數，以探討女性下肢力線旋轉與PFP關系，為其診斷提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究經過醫院臨床倫理委員會批準，所有患者被告知CT掃描存在的潛在危險，在知情同意的情況下進行相關檢查。門診或收治的年齡在18～55歲診斷為PFP的非運動員女性患者21例，以健康女性志愿者22例作對照。納入標準：（1）至少以下3種活動中會出現髕股關節疼痛，病程在3周以上（上下樓梯、跳躍、慢跑、下蹲、久坐、跪立）；（2）內外側髕骨關節面或股骨髁觸痛；（3）髕骨研磨試驗或恐懼試驗陽性。排除標準：（1）明確診斷為膝關節其他病變如韌帶斷裂、半月板損傷者；（2）既往有外傷性髕骨脫位、手術史者；（3）嚴重的類風濕性關節炎、痛風性關節炎者；（4）脛股關節面骨關節炎者；（5）患有影響步態的神經系統疾病者；（6）膝關節明顯內外翻者（＞30°）；（7）影像學明確有髕股關節骨性關節炎者。兩組在年齡、體質量指數比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 儀器與方法 患者仰臥在水平檢查床面上，雙下肢置中立位，股四頭肌完全放松，踝關節置功能位，雙足并攏，足尖朝上，以髕骨為中心，用美國GE公司16排螺旋CT進行斷層掃描，掃描范圍自髂棘最高點至腳底，層厚及間隔均為0.625 mm，以獲取膝關節橫斷面的精確圖像，再用GE Advantage workstation圖像測量軟件進行相關參數測量。

1.3 測量指標 所有的測量均由同一人完成，觀測值取3次測量的平均值，2次測量的間隔時間不少于2周。

1.3.1 股骨頸前傾角（femoral neck anteversion，FNA） 本試驗采用Murphy法[7]測量，即將股骨頭、頸和股骨內外髁最大層面的CT圖像疊加，測頭頸軸（股骨頭中心和股骨頸基底部中心連線）與后髁線（股骨內外髁最后緣連線）所夾的角，見圖1A。

1.3.2 股骨頸干角（femoral neck shaft angle，NSA） NSA為股骨干軸線與股骨頸軸線相交所成的向內的角[8]，即大轉子、股骨頸結合處和股骨干中點的連線與股骨頭頸軸所夾的角，見圖1B。

1.3.3 股骨后髁角（posterior condylar angle，PCA） 生物力學研究證明股骨通髁線（股骨外上髁最凸點與內上髁溝最凹點的連線）接近平行于膝關節的屈伸軸線，且位置較為恒定，是最可靠的確定股骨遠端旋轉定位的標準[9]。PCA是通髁線與后髁線的夾角，是測量股骨遠端旋轉較為準確且術中容易掌握的參照，見圖1C。

1.3.4 股骨相對脛骨旋轉角（femoral rotation relative to tibia，FRRT） 股骨的旋轉可通過測量股骨后髁線與水平線的夾角得到，脛骨的旋轉可通過測量脛骨平臺后緣與水平面的夾角得到，兩者作差即為FRRT，規定內旋為正，外旋為負[10]。

1.3.5 脛骨扭轉角（tibial torsion angle，TTA） TTA是人體脛骨生理解剖的固有角度，定義為脛骨近遠端關節面的橫軸線之間的夾角。本研究通過圖像重疊，測量脛骨近端后髁軸線與內外踝橫軸線之間所夾的角即為TTA[11]，見圖1D。

1.3.6 髕骨傾斜角（patella tilt angle，PTA） Lin等[10]比較了股骨旋轉、脛骨旋轉、股骨相對脛骨旋轉對PTA不同測量方法的影響，發現Sasaki法[12]可以作為髕骨獨立于股骨、脛骨旋轉的對線參數，即連接髕骨內外側緣的直線與股骨內外髁最前緣連線所夾的角，見圖1E。

1.4 統計學處理 采用SPSS17.0統計軟件進行分析。計量資料以±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，然后用多元線性回歸分析所測參數對視覺模擬評分法（VAS）評分、骨性關節炎指數評分表（WOMAC）功能評分的影響程度，將對影響最大的參數與年齡進行相關性分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

圖1 各關節角的X線片圖

2 結 果

2.1 兩組間FRRT、TTA、PTA、FNA、PCA、NSA比較 與對照組比較，PFP組FRRT、TTA及PTA顯著增大（P＜0.01），FNA、PCA增大亦有統計學意義（P＜0.05），而NSA差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 多元線性回歸分析結果 將上述參數分別與VAS評分進行多元線性回歸分析，結果顯示PTA對VAS評分影響最明顯，其次是FNA，再次是TTA，見表2。將參數與WOMAC功能評分進行多元線性回歸分析，結果顯示PTA對WOMAC功能評分影響最明顯，其次是TTA，見表3。

2.3 PTA與年齡進行Pearson相關性分析 從PFP組年齡分布上可以看出18～30歲和40～50歲各占42.9%，將對VAS評分和WOMAC功能評分影響最大的參數PTA與年齡進行Pearson相關性分析，結果顯示兩者呈負相關（r＝-0.548，P＜0.05），見圖2。

表1 兩組間下肢旋轉力線的比較±s，°）

表1 兩組間下肢旋轉力線的比較±s，°）

79 26.94±6.23 17.40±4.95對照組 22 14.90±4.52 138.85±26.06 2.80±1.32 3.55±3.61 21.79±4.42 12.13±5.93 t 2.160 -0.106 2.110 3.127 3.139 3.155 P FNA NSA PCA FRRT TTA PTA PFP組 21 18.32±5.81 138.23±6.74 3.74±1.61 6.64±2.組別 n 0.037 0.916 0.041 0.003 0.003 0.003

表2 多元線性回歸系數估計及檢驗結果（VAS評分）

表3 多元線性回歸系數估計及檢驗結果（WOMAC功能評分）

圖2 PTA與年齡散點圖（曲線為95%CI）

3 討 論

因髕骨的排列紊亂及過度使用而引起的髕骨不正常運動軌跡曾被認為是導致髕股關節疼痛的重要因素，但該觀點仍未達到統一[10]。VAS評分能夠反映小樣本PFP患者疼痛的顯著變化[13]，方法簡便易行，相對比較客觀、敏感，在臨床上廣泛應用。WOMAC功能評分是根據患者癥狀和體征評估骨關節炎的嚴重程度及治療療效，分為疼痛、僵硬和關節功能3部分，本文僅采用功能評分。目前尚未見下肢力線旋轉角度與VAS評分、WOMAC功能評分相關關系的文獻報道，本文通過統計分析發現PTA對上述兩種評分影響最顯著，可以作為PFP患者髕股關節解剖測量的較敏感指標。

膝關節屈曲時，髕骨外側支持帶向外牽引髕骨，若髕骨內側穩定結構弱于外側，則將發生髕骨傾斜或半脫位。髕骨傾斜可衡量股四頭肌發育程度，髕骨外傾增加提示其與外側支持帶力量失衡，髕骨不穩更易發生。Haim等[14]認為髕骨傾斜對PFPS的診斷有92%特異性和43%敏感性。PTA作為評估髕骨傾斜的常用指標，測量方法較多，本文采用Sasaki法用超薄CT測量，避免了髕骨臨近骨性結構的空間位置影響[10]。有文獻報道，將PFP患者與髕股關節完好、無PFP癥狀的單純半月板損傷患者作對照，采用 MRI測量PTA，所測值分別為（6.89±7.58）°和（4.11±4.02）°，二者比較差異有統計學意義（P＜0.05）[15]。另有研究表明，髕骨不穩組髕骨外傾較對照組明顯增加（P＜0.01），股四頭肌收縮時，前者髕骨傾斜增加6°，而后者僅增加1.5°；股四頭肌放松時，前者有83%髕骨傾斜大于20°，而后者僅有3%[16]。無論是髕骨傾斜的程度還是髕骨外移的程度，髕股關節半脫位組都顯著高于正常對照組，股四頭肌收縮時上述差異更顯著。本試驗測得PFP組PTA值接近文獻報道[17]（16.39±5.79）°，顯著大于健康對照組，其大小明顯影響患者VAS評分和WOMAC功能評分，且與發病年齡呈負相關，發病較早者的PTA更大，提示髕骨本身的傾斜在PFPS發病中起著主要作用，是衡量PFPS患者VAS評分和WOMAC功能評分的敏感指標。

目前研究發現：下肢的旋轉包括股骨、脛骨的旋轉都對髕股關節力學起著重要影響，可造成髕股對合異常、髕骨支持帶的緊張，導致髕股關節接觸面積和壓力的改變，引起PFP[18-19]。股骨旋轉被描述為股骨近端相對遠端的旋轉，其內旋增加時，髕骨和股骨滑車外側面的接觸壓力增加，引起軟骨下骨應力增加，進而出現PFP[20]。FNA作為股骨近端旋轉指標，文獻報 道[21]PFP 組 和 對 照組的 FNA 分 別為 （24.4±10.5）°和（17.9±10.6）°，二者比較差異有統計學意義（P＜0.05），本文測得PFP組明顯高于對照組，且顯著影響患者VAS評分。PCA作為股骨遠端旋轉指標，本試驗測得PFP組較對照組明顯增大（P＜0.05），但有文獻報道髕骨脫位組PCA較PFP組和健康對照組明顯增大（P＜0.05），而PFP組和健康對照組比較差異無統計學意義（P＞0.05）[21]。比較FNA及PCA結果可推測股骨旋轉增加在PFPS發病中起著一定作用。脛骨旋轉定義為脛骨近端相對遠端的解剖扭轉，可用TTA衡量，CT被認為是檢測其大小的金標準[22]。脛骨扭轉異常可能與PFPS和髕股關節不穩的發生密切相關，當脛骨固定在外旋15°，髕骨外側面上的壓力和接觸面積增加，膝關節屈曲過程中髕股關節接觸壓力的平均值和最高值均明顯增加[23-24]。有文 獻 報 道[21]，PFP 組 和 對 照 組 的 TTA 分 別 為（25.2±8.8）°和（21.8±9.0）°，二者比較差異有統計學意義（P＜0.05），本研究與其結果相似，且TTA增加程度明顯影響患者VAS評分和WOMAC功能評分（P＜0.05），提示脛骨外旋過大與PFP密切相關。

綜上所述，下肢特別是髕股關節的生物力學是復雜的，了解下肢力線的影響因素及其對髕骨運動軌跡的影響，有助于髕股關節疾病的診治。本試驗對下肢旋轉參數進行影像學測量，探討了下肢力線的旋轉與PFP之間的關系，但PFP是否與骨性關節炎存在因果關系仍存在爭議；本研究限于樣本量偏小，缺乏髕股關節結構的動態觀察以及不同髕周組織和肌力的對照等，仍需要進一步地研究。

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