年齡相關脛骨平臺后傾角變化規律及與前交叉韌帶損傷的關系

孫英華，任金亭，王 莉，于永杰，苑廣科，焦兆德，方 軍，李建民

(1. 濰坊醫學院附屬益都中心醫院 骨科，山東 濰坊 262500；2.青州市紅十字會，山東 濰坊 262500； 3. 山東大學齊魯醫院 骨科，山東 濟南 250012)

脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope，PTS)是指脛骨平臺相對于脛骨縱軸的后傾角度，它與非接觸性前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷相關關系的研究較多，但結論并不一致[1-10]。人體骨骼發育、退變具有一定規律性， PTS的大小是否在不同年齡段人群會有變化，它與非接觸性ACL損傷之間的關系是否也隨年齡增長出現變化趨勢，目前國內外鮮見報道。本研究把年齡作為主導因素對上述問題進行回顧性研究。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

數據來自濰坊市益都中心醫院放射科數據庫中2016年1月至2019年1月期間骨科住院患者漢族人群下肢X線片。納入標準：(1)膝標準側位片，脛骨干可顯示長度至少20 cm；(2)脛股角(femoro-tibial angle，FTA)范圍170°～175°。排除標準：(1)有外科矯形手術史；(2)有ACL接觸性外傷史、患肢骨折史；(3)有先天發育畸形。

本研究經濰坊市益都中心醫院倫理委員會批準，共1 431例納入，按每10歲間隔分組，共分0～<10歲到≥80歲9組。再根據每組性別、側別及ACL損傷情況進一步分組，得到全體樣本分布。見表 1。

表1 1 431例PTS值分布情況(n)

1.2 PTS測量方法

攝片焦片距為90 cm，技術參數為57 kV、21 mA，均由數字化X線攝片(digital radiography，DR)系統(Philips Medical Systems DMC GmbH，Hamburg，Germany)完成。PTS值通過膝標準側位X線片上脛骨近端解剖軸線與脛骨平臺前后緣切線夾角的補角測量。由兩名均有10年以上肌骨骼系統讀片經驗的研究者分別獨立盲法測量。測量工具采用醫療影像儲傳系統中的工具軟件(Centricity Enterprise PACS，GE Medical Systems Co. Ltd.，Jiangsu，China)。

1.3 統計學方法

2 結 果

2.1 各年齡組不同性別、側別間PTS值比較

0～<10歲、30～<40歲組男性大于女性(P<0.05)，40～<50歲、60～<70歲、70～<80歲、≥80歲組男性小于女性(P<0.05)。0～<10歲、10～<20歲、50～<60歲、60～<70歲、≥80歲組左側大于右側(P<0.05)。見表 2。

表2 各年齡組不同性別、側別間PTS值比較

2.2 男性、女性9個年齡組PTS值比較

男性0～<10歲、10～<20歲、70～<80歲組PTS值左側大于右側(P<0.05)。女性50～<60歲，60～<70歲組PTS值左側大于右側(P<0.05)。見表3。

表3 男性、女性的各年齡組PTS值比較

2.3 PTS值年齡相關變化趨勢

男性與女性混合、單獨男性、單獨女性樣本線圖均隨年齡增長先降后升，擬合曲線也均呈現隨年齡增長先降后升的變化趨勢。擬合曲線波谷在男性與女性混合樣本出現在40～60歲年齡段中部，在單獨女性樣本出現在40～60歲年齡段前部，在單獨男性樣本出現在40～60歲年齡段后部。見圖1。

2.4 PTS值與非接觸性ACL損傷的關系

根據非接觸性ACL損傷情況將損傷膝15例以上的20～<30歲、30～<40歲、40～<50歲、50～<60歲4組PTS值與這4組相對應無損傷膝PTS值進行比較，結果顯示，20～<30歲、30～<40歲、40～<50歲組ACL損傷膝者的PTS值大于無ACL損傷膝者(P<0.05)。見表4。

表4 運動活躍年齡段非接觸性ACL損傷膝與無損傷膝PTS值比較

a,b：男性與女性混合樣本線圖、散點圖擬合曲線；c,d： 男性樣本線圖、散點圖擬合曲線；e,f：女性樣本線圖、散點圖擬合曲線圖1 PTS值年齡相關變化趨勢Fig.1 Trend of PTS data and curve fitting with increasing age

3 討 論

男性與女性PTS值之間的差異可能與骨骼發育規律有關，通常男性骨骼發育晚于女性，但隨年齡增加女性膝關節退變速度大于男性。Zhang等[11]研究證實，北京60歲以上膝骨性關節炎(osteoarthritis，OA)人群中女性42.8%出現影像學改變，而男性僅21.5%。Hashemi等[12]和Han等[13]的研究均指出隨著膝OA的進展PTS值會增大。女性以骨骼發育早、膝OA退變重為特點，故40歲以后可能比男性擁有更大PTS值。本研究顯示，PTS值擬合曲線波谷在女性出現時間早于男性可進一步印證男性與女性骨骼發育、退變差異。Sernert等[14]通過一項前瞻性研究證實正常右膝絕對前向松弛度及整體松弛度均大于左膝。Seniik等[4]研究證實ACL損傷足球運動員群體中優勢腿PTS值較非優勢腿明顯大，可能與足球運動中優勢腿與非優勢腿的不同負重和相適應的運動模式有關。本研究0～<10歲、10～<20歲、50～<60歲、60～<70歲組，左側與右側PTS值差異可能與年齡相關骨骼發育規律及優勢腿相關負重和運動模式所致骨骼退變規律有關。

PTS與非接觸性ACL損傷相關關系研究中部分作者指出PTS增加與ACL損傷無相關性[7-10]，但更多研究支持它們之間呈正相關關系[1-6]。Hohmann等[15]認為ACL主動肌群牽張反射產生時長隨PTS增大而降低，電機械反射延時出現幾率增加，導致ACL保護肌群反應滯后，從而增大ACL損傷風險。Giffin等[16]指出較大PTS在脛骨靜止和動態位置時都可能導致脛骨過度前移，從而增大ACL負荷。Brandon等[1]與Voos等[17]的研究均發現PTS與軸移試驗分級程度呈正相關關系，較大PTS可能是膝關節旋轉不穩定增加因素之一。Shao等[18]建立生物力學模型數據分析同樣支持ACL張力與PTS之間的正相關關系。以上各種試驗均證實了PTS增大將導致ACL張力增加，從而增加ACL損傷風險，尤其在膝關節處于不穩定狀態時ACL損傷風險更大。Meister等[7]研究同年齡組非接觸性ACL損傷和僅髕股關節疼痛膝關節各50例，發現兩組間PTS值無顯著性差異。有研究認為PTS增加是因脛骨外旋增加導致膝關節休息位脛骨相對前移，實際脛骨并未整體前移，此時ACL張力反而減小[8]。Kostogiannis等[10]對ACL損傷保守治療患者病例隨訪研究證實膝關節不穩分級與PTS沒有正相關關系。分析本研究PTS值隨年齡增長的擬合曲線，可見波谷出現在運動活躍年齡段末期，可知PTS與非接觸性ACL損傷之間關系隨年齡增長而變化，雖然在運動活躍年齡段PTS值增加會增加非接觸性ACL損傷的風險，但此年齡段人群隨年齡增長其PTS值呈下降趨勢，致非接觸性ACL損傷風險逐漸降低。而運動活躍年齡段之后，因運動量明顯減少，故雖然此年齡段人群隨年齡增長PTS再呈逐漸上升趨勢，但PTS值與非接觸性ACL損傷之間不再具有相關性。

總之，PTS值隨年齡增長呈現先降后升的變化趨勢，在運動活躍年齡段PTS值增加會增加非接觸性ACL損傷的風險，但隨年齡增長風險逐漸降低。該研究對運動愛好人群膝關節的保護具有一定參考價值。