維吾爾族正常膝關節參數的測量結果及其意義

谷長增，朱新晨，郭書章，季明華，范相成

文獻報道［1-6］，不同人群測量的膝關節參數均存在統計學差異，目前國內外已有針對不同人群髕骨形態及膝關節參數特點進行研究的文獻，但用于維吾爾族人群乃至國人的膝關節假體多由國外進口或根據其解剖形態制作，由于西方人群的膝關節形態與國人不同，國人的各族人群之間也有不同，因此為取得良好的置換效果，制作適合于我國各族人群的膝關節假體至關重要［7］。至今未見測量維吾爾族人群脛骨平臺內翻角(PT)、小腿機械軸垂直線與雙側股骨髁遠端切線的夾角(FT)、脛骨內側平臺最低點至腓骨頭尖端高度的差距(DPF)、髕骨厚度等膝關節參數的報道，由于國內不同民族間可能存在差異，對維吾爾族進行膝關節置換，包括髕骨置換等操作時，確保操作精確性以及假體選擇等方面不能直接參考其他人群的相關數據，故此研究針對維吾爾族男性與女性膝關節參數以及總人群膝關節參數與漢族人群之間做一比較。

資料與方法

1 一般資料

從新疆地區志愿者中選取成年維吾爾族120例，男性62例，女性58例;年齡18～70歲，平均(35．1±2．7)歲;體重46～102kg，平均70．03kg;身高152～188cm，平均168．57cm。隨機選擇左側或右側膝關節進行測量，左側56例，右側64例。納入標準:非極限運動者，年齡18～70歲;膝關節局部無任何臨床癥狀，如疼痛、紅腫畸形等;膝關節專科檢查陰性;既往無膝關節外傷及手術史;膝關節CT未見特殊異常。

2 CT掃描

雙下肢伸直、中立位，使用LightSpeed 64排(美國通用電氣公司)CT掃描儀進行全下肢掃描。掃描條件:管電壓:100～150kV;管電流強度:200～500mA;持續時間:0．5～2．5s;骨掃法或標準法掃描，以＜1mm厚度密掃;掃描范圍:伸直中立位雙下肢全長片。

3 測量方法

完成CT掃描后，采用LightSpeed 64排(美國通用電氣公司)CT后臺工作處理軟件，即AW4．4(Advantage Workstation4．4)對CT影像圖片進行三維重建處理，并根據需求截圖測量髕骨厚度、PT角、FT角、DPF等膝關節參數。(1)髕骨厚度為髕骨嵴部位髕骨關節面至髕骨表面的最大距離。在橫斷面圖像中確定髕骨嵴位置，并從該部位向髕骨表面取最大距離進行測量。(2)利用Moreland法確定小腿機械軸，即取股骨髁間切跡的中點，脛骨平臺的中點，雙側股骨髁內外緣的中點，膝部軟組織連線的中點以及脛骨結節的中心，這5點的中點作為膝關節中心，距骨中點作為踝關節中心，連接上述兩個中心為小腿機械軸。然后測量FT角及PT角。FT角測量:用AW4．4對膝關節圖片進行三維重建處理，取膝關節正面觀圖像，確定小腿機械軸并取該線垂直線，取雙側股骨髁遠端切線，該切線和小腿機械軸垂直線的夾角為FT角;PT角測量:同FT角用AW4．4形成膝關節正面觀三維重建圖像，并取掉股骨側，保留脛骨側并確定小腿機械軸，取該線垂直線，取脛骨內外側最高點切線，該切線和小腿機械軸垂直線的夾角即為PT角。均用該軟件自帶測量工具進行測量。(3)同法行膝關節三維重建，取掉股骨側保留脛骨側，完全顯露腓骨頭尖及脛骨平臺面，先畫出脛骨的解剖軸線，再經過腓骨頭最高點及脛骨內側平臺最低點分別向脛骨軸線做垂直線，測量這兩條線與軸線交點之間的距離記為DPF。這些膝關節參數由不同醫師測量2次，取均值作為最終結果。

4 統計學方法

使用SPSS17．0統計軟件進行統計學處理。數據記錄結果以ˉx±s表示。分別將男女兩組髕骨厚度、PT角、FT角、DPF進行比較，同時將維吾爾族人群髕骨厚度、PT角、FT角、DPF與漢族人群相應數據進行比較。指標的比較采用成組設計的t檢驗，檢驗水準α值取雙側0．05，P＜0．05為差異有統計學意義。

結 果

維吾爾族正常膝關節髕骨厚度、PT角、FT角、DPF男性分別為(22．66±1．39)mm、4．63°±0．62°、4．85°±0．83°、(9．76±1．69)mm;女 性 分 別 為(20．71±1．40)mm、4．23°±0．56°、4．32°±0．57°、(8．14±1．79)mm;維吾爾族男性與女性之間髕骨厚度、PT角、FT角以及DPF等之間的差異均有統計學意義(P＜0．05)。

維吾爾族人群總髕骨厚度、PT角、FT角、DPF分別為(21．70±1．69)mm、4．43°±0．62°、4．57°±0．77°、(8．93±1．87)mm，與漢族不同文獻的相應數據進行比較，髕骨厚度、PT角、FT角之間的差異無明顯統計學意義(P＞0．05)，DPF之間的差異有統計學意義(P＜0．05)(表1)。

表1 維吾爾族和漢族膝關節參數的比較(ˉx±s)

討 論

膝關節作為結構復雜、活動要求較高且全身最大的關節，手術精度要求也極高(較其它部位的關節置換)，要求術后膝關節負重、屈伸、旋轉活動且穩定性高等，因此對膝關節假體設計方面也提出了很高的要求，如假體的幾何形態要與人體膝關節解剖形態相匹配，才能使人工膝關節假體和周圍保留的原有軟組織協調運動，減少膝關節各種并發癥，同時可減少膝關節翻修率。

本研究結果顯示正常維吾爾族男性髕骨明顯厚于女性髕骨;正常成年維吾爾族人群總體髕骨厚度為(21．70±1．69)mm，與漢族比較差異無明顯統計學意義(表1);但維吾爾族女性髕骨(20．71mm)與漢族女性髕骨(19．88mm)［1］比較差異有統計學意義(P＜0．05)，較漢族女性髕骨厚。與國外研究中的髕骨厚度測量結果(男性23．9mm，女性21．9mm)［1］相比，維吾爾族男、女均明顯薄于國外人群髕骨厚度，差異有統計學意義。Kim等［5］的研究顯示，髕骨置換后的總厚度不超過髕骨原厚度±3mm范圍，均不增加術后并發癥的發生率。而國內學者張斌和呂厚山［12］認為厚度相差不應大于2mm。如今臨床上較為常用的髕骨假體有嵌人式和覆蓋式髕骨假體［9-10］，髕骨假體的厚度一般為8～10mm［11-12］，根據髕骨厚度留至15mm的原則進行髕骨置換術，加上常用髕骨假體厚度，若術后髕骨根據國外原則保留15mm，那么術后髕骨總厚度達23～25mm。此厚度根據置換后總髕骨厚度等于術前原厚度±3mm范圍的原則考慮，對維吾爾族男性來說，術后總髕骨厚度尚可接受，但對于大多數維吾爾族女性和部分男性，術后總髕骨厚度可能增加過多，而導致局部應力增加，髕骨假體磨損及膝前疼痛等并發癥發生率增多［13］。根據Kim等［5］對髕骨置換的全膝關節置換術后病人進行1年隨訪，結果顯示髕骨骨床厚度留至12mm以上和10～12mm并發癥發生率相當，故作者認為對維吾爾族女性或身材矮小、髕骨本來薄或髕骨損害嚴重的患者行髕骨置換術時切骨后的髕骨骨床厚度可考慮留至12mm左右，甚至10～12mm，以減少髕骨術后總厚度增加引起相關并發癥。同時應考慮髕骨術后的力學性能，過薄的置換后的髕骨總厚度不但增加髕骨骨折等并發癥的發生率，同時影響伸膝裝置，具體遠期效果待進一步臨床研究和觀察。

本研究結果顯示正常維吾爾族DPF與漢族相比存在顯著差異(P＜0．001)，明顯大于漢族［3］;DPF在男女之間差異有統計學意義。值得注意的是維吾爾族女性DPF與漢族女性相比測量結果較接近［2］。上述人群測量結果之間的差異可能與選擇人群平均身高不同(測量漢族平均身高為167cm［2］)以及不同人群之間的生長環境和飲食習慣不同密切相關。正常維吾爾族PT角、FT角與漢族PT角、FT角之間的差距無統計學意義(表1);維吾爾族男性與女性PT角、FT角大小有統計學差異，提示男性大于女性。維吾爾人群FT角(4．57°±0．77°)PT角(4．43°±0．62°)與西方人群FT角(3°左右)［14-16］、PT角(3．3°±2．2°)［17］相比差異有統計學意義，維吾爾族人群大于西方人群。本課題研究的維吾爾族正常PT角與國外數據［17］及常數3°比較均存在較大差異，且差異有統計學意義。此結果表明，膝關節形態在人種之間存在較大差異，維吾爾族明顯大于西方3°的常數，如果參照西方國家標準行股骨后髁線外旋3°角截骨，并植入股骨髁假體，將會影響患者功能恢復情況，可出現股骨髁假體外旋欠缺等情況，可能引起髁假體的旋轉對線不良、膝關節間隙不對稱及內外側韌帶不平衡，并增加出現髕股關節并發癥的可能。因此對維吾爾族人群行股骨髁外旋截骨時截骨角度加大至4°左右是否更適合該人群需進一步臨床證實。

本研究初步通過CT三維重建測量獲得了維吾爾族髕骨厚度、PT角、FT角、DFP等膝關節參數，并探討了其特點及臨床價值。雖研究納入病例有限，要將數據按年齡、體重、身高等指標細分化進行統計學分析較為困難，但本研究病例均來自新疆維吾爾族人群，對該人群行膝關節置換和設計并制造更適合該人群的膝關節假體具有一定的臨床意義。綜上所述，對維吾爾族患者行全膝關節置換術、髕骨置換術等操作時，不能直接參考其他人群相關數據;為確保操作的精確性及手術的療效，設計國人膝關節假體時應考慮到性別及不同族別人群間的差異，開發更適合于各人群的假體組件。

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