CT觀察膝骨性關節炎患者股骨遠端旋轉解剖標志的研究

張可 楊桂姣

[摘要] 目的 基于CT掃描重建研究膝骨性關節炎患者股骨遠端旋轉解剖標志的變化。 方法 62例行全膝關節置換術手術的漢族患者，行雙下肢全長X線及膝關節64排CT平掃圖像。在X線全長片上測量股骨與脛骨機械軸夾角（mFTA）；利用膝關節64排CT平掃獲取三維重建股骨遠端解剖結構，測量股骨后髁角（PCA）、髁扭轉角（CTA）、外科上髁軸線與臨床上髁軸線夾角（CSA）。對測量所得膝關節力線角度及股骨遠端旋轉角做組內不同性別及側別的統計學比較，并行膝關節力線改變與股骨遠端旋轉角變化的相關性分析。 結果 ①mFTA平均為（8.07±1.38）°，PCA平均為（2.71±0.91）°， CTA平均為（6.80±0.79）°； CSA平均為（3.78±0.39）°，所有對比在不同性別及不同側別間差異無統計學意義（P>0.05）。②mFTA與PCA（r=-0.730）、CTA（r=-0.437）、CSA（r=-0.337）均呈負相關。 結論 膝關節骨性關節炎患者的股骨遠端解剖標志發生改變；PCA的改變同膝關節骨性關節炎嚴重程度有關，與性別及側別無關。在全膝關節置換中，不能單純依靠上述某一標志作為確定股骨遠端旋轉的參考標準，應綜合考慮多條軸線來確定股骨旋轉力線。

[關鍵詞] 膝骨性關節炎；關節成形術；旋轉力線；解剖；CT；三維重建

[中圖分類號] R816.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2015）17-0017-03

隨著社會老齡化進展，骨性關節炎（osteoarthritis， OA）已成為人類常見的骨關節疾病之一。人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty， TKA）作為嚴重膝關節炎常用的終極治療手段，取得了良好的效果。TKA術中股骨假體的旋轉力線是影響術后膝關節功能恢復和假體壽命的重要因素[1]。故如何在術中準確確定股骨旋轉力線，做到個體化截骨，使植入假體真正匹配人體膝關節，是目前臨床醫師一直以來不斷追求的目標[2]。而膝關節骨性關節炎患者的股骨遠端旋轉解剖標志是否與健康人群有異，為此我們對2013年3月～2014年10月臨汾市人民醫院骨科收治的膝關節骨性關節炎患者進行了研究，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

共納入患者62例（74膝），其中男20例，女42例，年齡52～79歲，平均（66.02±6.33）歲，左側41膝，右側33膝。納入標準：①診斷為膝關節骨性關節炎，均為膝內翻，達到行TKA手術指征者；②均行下肢全長X線檢查及膝關節64排CT平掃，且數據及圖像可獲取者；③民族為漢族。排除標準：①類風濕關節炎者；②創傷性膝關節炎者；③既往患膝關節感染或既往有截骨病史者；④非漢族患者；⑤無法獲取X線及CT數據者。

1.2 研究方法

拍攝下肢全長X線片，依據Paley D[3]所定義的下肢力線的測量方法測量膝內翻角（mFTA股骨機械軸與脛骨機械軸之間的夾角）。CT掃描均采用我院磁共振室64排CT設備對膝關節掃描+三維重建，選取圖像最為完整的橫斷面圖像，確定解剖標志。見封三圖3。

1.3 統計學方法

采用SPSS19.0軟件包（SPSS公司，美國）進行統計學分析，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，各組數據采用單因素方差分析（ANOVA），兩組間比較采用t檢驗；PCA、CTA與臨床資料、冠狀面各力線角度之間的相關性采用Pearson相關性分析，P<0.05表示差異有統計學意義，P<0.01表示差異有顯著統計學意義。

2 結果

2.1 膝內翻角測量結果

膝內翻角（mFTA）總體平均為（8.07±1.38）°，其中男性平均（8.03±1.41）°，女性平均（8.09±1.45）°，女性數值高于男性，但組間差異無統計學意義（P>0.05）；左側膝平均（7.76±1.24）°，右側膝平均（8.38±1.21）°，左右膝組間差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。

表1 不同性別及不同側別間膝內翻角測量結果比較（x±s，°）

2.2 股骨遠端各旋轉角角度結果

后髁角（PCA，外科上髁軸線與股骨后髁線的夾角）總體平均為（2.71±0.91）°，其中男性平均（2.42±0.01）°，女性平均（2.85±0.84）°，男女組間差異無統計學意義（P>0.05）；左側膝平均（2.86±0.99）°，右側膝平均（2.52±0.76）°，左、右膝組間差異無統計學意義（P>0.05）。髁扭轉角（CTA，股骨臨床上髁軸線與股骨后髁線的夾角）平均為（6.80±0.79）°，其中男性平均（6.52±0.75）°，女性平均（6.93±0.78）°，男女組間差異無統計學意義（P>0.05）；左側膝為平均為（6.84±0.79）°，右側膝平均為（6.75±0.80）°，左、右膝組間差異無統計學意義（P>0.05）。外科上髁軸線與臨床上髁軸線夾角（CSA）平均為（3.78±0.39）°，其中男性平均（3.72±0.42）°，女性平均（3.92±0.28）°，男女組間差異無統計學意義（P>0.05）；左側膝為平均（3.86±0.37）°，右側膝平均（3.69±0.41）°，左、右膝組間差異無統計學意義（P>0.05）。見表2、3。

表 2 不同性別間股骨遠端各旋轉角度測量結果比較（x±s，°）

2.3膝關節力線與股骨遠端旋轉角的相關性分析

膝內翻角（mFTA）與后髁角（PCA）、髁扭轉角（CTA）、外科上髁軸線與臨床上髁軸線夾角（CSA）均呈負相關，相關系數分別為-0.730、-0.437、-0.337。PCA、CTA、CSA均隨mFTA的增加而減小，見表4、5。

表4 mFTA與PCA、CTA、CSA相關性分析

表5 內翻組不同mFTA角度范圍PCA、CTA、CSA情況（x±s，°）

3討論

眾所周知，膝關節置換術中股骨假體旋轉對位不良的直接后果將會導致髕骨處于脫位或者半脫位狀態，這勢必會使假體磨損加劇，應力遮蔽幾率增加，久而久之會導致關節屈伸間隙不平衡或股脛對位的股骨遠端旋轉解剖標志[9-15]，以求為TKA術中精確截骨提供解剖證據支持。但以上所開展的研究均是選取健康人群做研究對象，有關不同程度的骨性關節炎患者的股骨遠端旋轉解剖標志是否改變，以及能否作為TKA術中截骨的參考標志，目前尚未見廣泛報道。

關于膝關節骨性關節炎患者不良，或并發假體松動或假體周圍骨折，最終導致手術的失敗[4，5]。當前常用于確定股骨旋轉力線的方法有外科上髁軸線、臨床上髁軸線、后髁線和前后軸線，結合脛骨機械軸線采用張力法根據膝關節屈曲間隙定位股骨旋轉角度[6]。

目前臨床上常用的TKA置換系統均提供股骨側旋定位導板，參考后髁軸線平均外旋3°進行截骨，這主要基于兩點考慮：一是由于脛骨平臺正常有-3°的內傾角，二是由于西方人股骨后髁角平均值在3°～4°之間[7]，我們知道不同人種骨骼解剖形態數據是存在差異的。目前國內使用的進口假體大多是依據西方人的膝關節骨骼解剖形態進行設計的，國人在選擇假體時往往要選擇減號的假體，截骨不當將會造成假體安裝的不匹配[8]。故國內相繼開展了很多研究來評測國人甚至不同生活區域人群股骨遠端旋轉解剖標志的變化，國外日本學者Yoshino等[16]給出的48例骨性關節炎患者后髁角平均值為（3.0±1.6）°，并認為測量結果同骨性關節炎的嚴重程度無關；Matsuda等[17]報道的膝內翻骨性關節患者髁扭轉角與正常人無異，而膝外翻畸形患者髁扭轉角則明顯增大，因此他認為髁扭轉角的增加與股骨后外側髁的變異有關。

本研究結果表明本研究所測得的內翻膝中，PCA、CTA、CSA與mFTA呈負相關，提示膝內翻畸形主要來自脛骨側，隨著膝內翻的增大，PCA越小。膝關節骨性關節炎患者股骨遠端解剖結構的改變，特別是股骨的磨損，導致了上述角度的改變，分析其原因，可能是屈曲過程中，股骨髁特別是兼具屈伸和展收、旋轉功能的股骨內側髁，受到了嚴重的磨損，外側髁僅承擔屈伸活動，磨損相對較輕，這也是膝骨性關節炎患者膝內翻多于膝外翻的原因之一。目前全膝關節置換術中，習慣采用廠家推薦的基于西方人的參考后髁軸線外旋3°的截骨模型進行截骨，就此研究而言，在膝內翻患者中，大多數PCA分布在2°～4°，約占80.6%，雖然在臨床上認為PCA在（3±1）°（2°～4°）的膝關節均可以依照股骨后髁軸線外旋3°的方法進行截骨，但如果依次進行操作，在本試驗的膝內翻患者中仍有近20%的患者將會得不到合理截骨。

綜上，PCA、CTA及CSA在骨性關節炎患者中均發生不同程度變化，且與膝內翻角的大小即骨性關節炎的嚴重程度有關，股骨遠端旋轉角度的改變同膝關節骨性關節炎嚴重程度有關，與性別及側別無關；在全膝關節置換中，不能單純依靠上述某一解剖標志或某一軸線作為確定截骨參數的唯一參考標準，應綜合考慮多條參考軸線來確定股骨旋轉力線。

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（收稿日期：2015-03-31）