髕骨形態異常與膝關節骨關節炎之間相關性

胡彬，謝興文，黃晉，秦林原，白玉茹，延凈德

膝關節骨關節炎(osteoarthritis，OA)是一種與年齡、遺傳因素、超負荷勞動、環境因素等導致關節軟骨退變、破損，關節周圍的支持結構也相應發生退變而引起膝關節腫脹、疼痛、骨擦感、活動障礙等一系列臨床癥狀[1]。膝OA有多種原因所致，可分為原發性OA和繼發性OA兩類，原發性確切原因不清，繼發性往往伴有髕骨發育性缺陷如髕骨偏厚、髕骨偏薄形態異常等。

1 資料與方法

1.1 資料來源 從河南省直第三人民醫院、甘肅省中醫院、影像科隨機提取136名健康人正常膝關節X線片，其中男55 例，女81 例。男年齡為(42.6±10.2) 歲，女年齡為(46.1±11.7) 歲。所選患者X線片顯示無關節炎等病理改變，膝關節正側位片全為標準正側位片，側位片股骨內外側髁完全重合。標準正位膝X線片，即以關節間隙為中心，正位像上腓骨小頭橫徑的1/3～2/3與脛骨重疊。標準膝關節側位X線片，取站立負重位，膝關節屈曲3°，踝關節中立位，足縱軸與X線片平行；所選患者X線顯示膝關節有退行性改變。同時選取481 例膝骨關節炎患者進行X線片測量，其中男126 例，女355 例，左膝224 例，右膝257 例。

1.2 研究方法

1.2.1 診斷標準 參考骨關節炎診治指南(2007年版)診斷標準[2]。

1.2.2 膝關節骨關節炎臨床表現 a)近一個月內膝關節反復疼痛。b)X線片(站立位或負重位)顯示關節間隙變窄，軟骨下骨硬化和/或囊性變及關節邊緣骨贅形成。c)關節液(至少2次)，清涼、黏稠，白細胞<2 000個/mL。d)中老年患者≥40 歲。e)晨僵小于30 mins。f)活動時有骨擦音(感)。具有上述的a、b或a、c、e、f或者a、d、e、f者，可以診斷為膝關節骨關節炎。

1.2.3 骨關節炎放射學病情分級標準(Kellgren和Lawrence法分為5級)[3]：a)0級：為正常；b)Ⅰ級：關節間隙可疑變窄，可能有骨贅；c)Ⅱ級：有明顯的骨贅，關節間隙可疑變窄；d)Ⅲ級：中等量骨贅，關節間隙變窄較明確，有硬化性改變；e)Ⅳ級：大量骨贅，關節間隙明顯變窄，嚴重硬化性病變及明顯畸形。一般資料調查對象均為膝OA患者，膝關節均有不同程度骨贅增生。

1.2.4 測量方法、意義及正常范圍

1.2.4.1 測量參數 股骨髁寬度(width of femoral condyle，WFC)；股骨內側髁前后徑(sagittal length of medial femoral condyle，SLMFC)；脛骨髁寬度(width of tibial platform，WTP)；脛骨平臺前后徑(sagittal length of tibial platform，SLTP)；髕骨寬度(width of patella，WP)；髕骨厚度(depth of patella，DP)；髕骨縱徑(height of patella，HP)；髕骨關節面高度(length of Patellar articular surface，LPAS)；髕骨關節面距脛骨平臺距離(articular surface of the patella distance to tibia platform，ASPDTP)；髕骨厚度/髕骨縱徑；髕骨厚度/股骨內側髁前后徑；髕骨寬度/股骨髁寬度；脛骨髁寬度/股骨髁寬度；髕骨下緣距間隙距離/股骨髁寬度；脛骨平臺前后徑/股骨內髁前后徑；髕骨關節面高度/髕骨厚度；髕骨縱徑/髕骨關節面高度。

1.2.4.2 測量方法 將標準體位正常膝關節及膝OA患者的X線片影像，導入裝有Image proplus軟件中的電腦中，利用Image proplus軟件測量工具進行膝關節測量。鑒于各個膝關節大小不等，拍片時投照距離不同造成的放大率也各不相同，本實驗運用X線片比值法來描述膝關節各結構大小，排除了性別、身高等個體因素對測量結果的影響，便于在不同個體間比較，較以往直接用長度單位進行測量更加精確。便于對X線片放大進行定點標記，減少測量中的誤差，各參數測量方法見圖1～4。

1.3 統計方法 采用SPSS 17.0統計軟件，將136個正常膝關節測量各數據進行相關比值，以90%醫學參考范圍p5～p95之間為正常參考范圍，通過與診斷膝OA的481個膝關節X線片進行測量的比值對比，得出髕骨發育畸形在膝OA中的發病率。

2 結 果

2.1 總體對136 例正常樣本X線片測量結果 因為各項指標為比值，總體不服從正態分布，故采用90%(p5～p95)醫學參考范圍為正常參考范圍描述，見表1。

2.2 將各指標離散趨勢賦值 低于最小正常值為1，高于最大正常值為2，在正常范圍值內位0，見表2。

2.3 髕骨厚度/股骨內髁前后徑分類 90%醫學參考范圍為0.162 362～0.335 135，481個膝OA片中正常450 例(占94.6%)，男117 例(占24.4%)，女333 例(占69.2%)；小于正常16 例(占3.3%)，男5 例(占1%)，女11 例(占2.3%)；大于正常15 例(占3.1%)，男4 例(占0.8%)，女11 例(占2.3%)。

圖1 髕骨橫徑、股骨髁橫徑、髕骨下緣距關節間隙距離、脛骨髁橫徑測量示意

圖2 髕骨縱徑、髕韌帶長度、股骨內側髁前后徑、 髕韌帶長度脛骨平臺前后徑測量示意

圖3 髕骨關節面長度、髕骨關節面下緣距脛骨平臺距離測量示意

圖4 髕骨厚度測量示意

指 標P5P25P50P75P95髕骨厚度/股骨內髁前后徑0.162 361 60.204 433 8 0.227 925 40.259 750 60.335 315 1髕骨縱徑/髕骨關節面高1.217 105 31.323 943 71.401 104 51.512 3731.643 90

表2 各指標離散趨勢賦值

2.4 髕骨縱徑/髕骨關節面高度分類 90%醫學參考范圍1.217 105～1.643 902，在1.2～1.5之間為368 例(占76.5%)，男89 例(占18.5%)，女279 例(占58%)；<1.2共22 例(占4.6%)，男2 例(占0.4%)，女20 例(占4.2%)；>1.5共91 例(占18.9%)，其中男35 例(占7.3%)，女56 例(占11.6%)。

3 討 論

髕骨是全身最大的籽骨，居于股四頭肌腱中，略呈三角形，上緣圓平而厚，稱為髕底，下端尖起，稱為髕尖。髕骨的關節面居髕尖粗面的上方，略呈卵圓形，以中央嵴分成內、中、外三個關節面區。Wiberg[4]按照它們的比例分為三型：第一型即內側面和外側面幾乎相等同，兩個關節面均呈凹形，約占10%；第二型內側面較小，呈輕度凸形，外側面則呈凹形，此型最多見，約占65%；第三型內側面小而呈凸形，占25%，外側面明顯大于內側面，內側面幾乎呈垂直。Wiberg認為髕骨軟骨軟化癥大多見于第三類。Ficat[5]介紹了另外一種髕骨形狀的分類法，該分類是以髕骨兩個面相互形成的角度(正常為120°～140°)為標準。第一類是髕骨呈卵石型，其角度大于140°；第二類為Wiberg Ⅲ型髕骨，角度為90°～100°；第三類是具有一個關節面的半髕骨(高山式獵人帽樣畸形)，該角為90°；第四類為髕骨呈半月形，小于90°，這種類型最常見于持續性髕骨脫位。正常膝關節側位像上髕骨背面由兩條線組成：最后方的線為髕骨嵴，稍前方的線為髕骨外側面。髕骨輕度傾斜的情況下上述兩線相互重合，髕骨明顯傾斜的情況下，髕骨外側面線移至髕骨嵴線的后方，且髕骨前后徑顯著增大。正常髕骨厚度/股骨內髁前后徑90%醫學參考范圍為0.162 362～0.335 135，481 例膝OA患者中正常450 例占94.6%，男117 例占24.4%，女333 例占69.2%，小于正常16 例占3.3%，男5 例占1%，女11 例占2.3%，大于正常15 例占3.1%。男4 例占0.8%，女11 例占2.3%。有學者研究認為髕骨高度與髕骨關節面高度的關系并不恒定，也就是髕骨遠端非關節面部分的高度并不恒定[6]。研究得出髕骨縱徑與髕骨關節面高度的比值為1.4±0.1。基于上述研究結果，如果形態學比例在1.2～1.5范圍內，則將髕骨定義為Ⅰ型髕骨；如果形態學比例較上述范圍大于1.5，則將此種髕骨定義為Ⅱ型髕骨，此型髕骨下極較長或稱為長鼻子觀；Ⅲ型髕骨為髕骨中形態學比例小于1.2，此型髕骨下極較短(見圖5～7)。在沒有明顯髕股關節癥狀的人群中，Ⅰ型髕骨占94%，Ⅱ、Ⅲ型各占4%和2%。在有髕股癥狀的人群中，Ⅰ型髕骨占76%，Ⅱ、Ⅲ型各占17%和7%，Ⅱ型與Ⅲ型髕骨的比例明顯較無髕骨關節癥狀者要高，其髕骨下級過長或過短。據此我們研究得出髕骨縱徑與髕骨關節面高度的比值90%醫學參考范圍為1.217 105～1.643 902，小于此范圍為髕骨偏薄，大于此范圍為髕骨偏厚(見圖8～9)；481 例膝OA患者中Ⅰ型髕骨為368 例占76.5%，男89 例占18.5%，女279 例占58%。Ⅱ型髕骨共91 例占18.9%，其中男35 例占7.3%，女56 例占11.6%；Ⅲ型髕骨共22 例占4.6%，男2 例占0.4%，女20 例占4.2%，與Grelsamer的研究結果基本相符。由此可見，盡管目前尚不清楚其機理，髕骨的形態對膝前痛的確有影響。綜上所述，髕骨偏厚、髕骨偏薄等形態異常在膝關節骨關節炎的患者中占有一定的比例且女性發病率高于男性。

圖5 Ⅰ型髕骨示意圖

圖6 Ⅱ型髕骨示意圖

圖7 Ⅲ型髕骨示意圖

參考文獻：

[1]陳為堅，靳安民，陳奕雄，等.關節鏡下清理與鉆孔減壓術治療膝關節骨性關節炎[J].中國矯形外科雜志，2011，19(3)：195-198.

[2]中華醫學會骨科學分會.骨關節炎診治指南(2007年版)[J].中華骨科雜志，2007，27(10)：793-796.

[3]Kellgren JH，Lawrenee JS.Radiological assessment of osteoarthritis[J].Ann Rheum Dis，1957，16(4)：494-501.

[4]Wiberg G.Roentgenographic and anatomic studies on the patellofemoral joint with special reference to chondromalacia patella[J].Acta Orthop Scand，1941(12)：319-410.

[5]Ficat RP，Hungerford S.Disorders of the Patello-femoral joint[M].Baltimor：Williams and Wilkins，1977：37-38.

[6]Grelsamer RP，Proctor CS，Bazos AN.Evaluation of patellar shape in the sagittal plane：A clinical analysis[J].AM J Sports Med，1994，22(1)：61-66.

圖8 髕骨偏薄示意圖

圖9 髕骨偏厚示意圖