股骨后髁角作為全膝置換旋轉力線標志的可靠性研究

吳劍彬　王逸揚　周飛亞　湯駿　馮永增　潘俊

[摘要] 目的 通過定位和測量膝關節磁共振圖像上全膝置換股骨遠端旋轉對位標志，評價股骨后髁角做為旋轉力線標志的可靠性。 方法 對正常膝關節進行磁共振掃描。在橫斷位圖像上測量股骨后髁軸，以及臨床經股骨通髁軸、Whiteside's線相對于外科經股骨通髁軸旋轉的角度。在冠狀面上測量脛骨平臺內翻角。 結果 共測量78例正常膝關節。配對t檢驗提示股骨后髁角和脛骨平臺內翻角之間差異無統計學意義（P>0.05），Whiteside's線的垂線相對于外科經股骨通髁軸旋轉的角度和脛骨平臺內翻角之間差異有統計學意義（P<0.05），臨床經股骨通髁軸相對于外科經股骨通髁軸旋轉的角度和脛骨平臺內翻角之間差異有統計學意義（P<0.05），單樣本t檢驗提示股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺內翻角之間差異有統計學意義（P<0.05）。 結論 利用股骨后髁軸作為全膝置換術中旋轉力線參考標志，較Whiteside's線和臨床經股骨通髁軸更可靠。傳統沿股骨后髁軸外旋3°截骨的可靠性差。股骨后髁角的變異范圍大，需進行個體化醫療。

[關鍵詞] 全膝關節成形術；全膝置換；股骨；旋轉；磁共振成像

[中圖分類號] R816.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2016）31-0005-04

全膝置換術中股骨假體旋轉對線不良常常會導致髕股關節并發癥，引起術后疼痛。而且股骨假體旋轉對線不良也可能會導致屈膝時脛骨假體應力不平衡，加速脛骨假體磨損和松動。重建股骨假體旋轉力線至關重要的因素是股骨遠端旋轉對線標志的準確測量。國外學者對這些標志做了大量研究，而國內研究較少。在屈膝間隙截骨時，股骨側最常用的截骨方式是沿股骨后髁軸外旋3°截骨，本研究利用MRI技術對股骨遠端旋轉對線標志進行定位測量，探討國人股骨后髁軸（posterior condylar line，PCL）與臨床經股骨通髁軸（clinical transepicondylar axis，CTEA）和Whiteside's線（Whiteside's anterior posterior line，APL）相比，作為全膝置換旋轉力線標志的可靠性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取在我院行膝關節磁共振掃描的患者。納入標準：①年齡≥18周歲；②既往沒有發生過同側下肢骨折；③既往沒有接受過同側下肢肌肉骨骼系統矯形手術。排除標準：①年齡<18周歲；②同側下肢關節有腫瘤、骨性關節炎、類風濕性關節炎等疾病；③同側下肢接受過骨骼系統矯形手術；④磁共振檢查發現有膝關節半月板、內外側副韌帶、前后交叉韌帶等損傷。

1.2 方法

本研究使用的磁共振掃描，設備為荷蘭飛利浦公司Gyroscan Intera 1.5T。掃描時在踝關節下方放置沙袋，使髖關節和膝關節處于伸直位。使用韓國INFINITT公司的STARPACS醫學圖像管理系統進行骨性標志定位和角度測量。

在橫斷面定位的標志包括：①臨床經股骨通髁軸（clinical transepicondylar axis，CTEA）：股骨遠端上髁內側最尖端和外側最尖端的連線。②外科經股骨通髁軸（surgical transepicondylar axis，STEA）：股骨遠端上髁內側凹陷最低點和外側最尖端的連線。③股骨后髁軸（posterior condylar line，PCL）：股骨遠端兩側后髁最突出點的切線。④Whiteside's線（Whiteside's anterior posterior line，APL）：股骨遠端上髁部位髁間窩最高點與滑車溝的最低點的連線。利用STARPACS系統將這些標志和軸線投射到同一平面（圖1）。在冠狀面上定位的標志包括：①脛骨近端解剖軸：選取脛骨干最粗的層面，連接兩處骨干中心的軸線。②脛骨平臺切線：選取STEA通過的層面，此層面上的脛骨平臺切線。利用STARPACS系統將這些標志和軸線投射到同一平面（圖2）。

1.3 觀察指標

利用STARPACS醫學圖像管理系統在橫斷面上測量：①股骨后髁角（posterior condylar angle，PCA）：股骨后髁軸相對于外科經股骨通髁軸旋轉的角度。②Whiteside's線的垂線相對于外科經股骨通髁軸旋轉的角度（angle between the perpendicular of Whiteside's APL and STEA，ASA）。③臨床經股骨通髁軸相對于外科經股骨通髁軸旋轉的角度（angle between CTEA and STEA，CSA）。在冠狀面上測量脛骨平臺內翻角（脛骨平臺切線相對于脛骨近端解剖軸的垂線內外翻的角度）（圖2）。

1.4 統計學方法

本研究測得的數據均為計量資料，以均數±標準差（x±s）形式表示，采用SPSS 22.0統計學軟件進行處理。使用單個樣本K-S檢驗方法檢驗測得角度數據是否服從正態分布。如果服從正態分布，則在PCA和脛骨平臺內翻角、ASA和脛骨平臺內翻角以及CSA和脛骨平臺內翻角之間行配對t檢驗，在股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺內翻角之間行單樣本t檢驗。如果數據不服從正態分布，則在PCA和脛骨平臺內翻角、ASA和脛骨平臺內翻角以及CSA和脛骨平臺內翻角之間行Wilcoxon檢驗，在股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺內翻角之間行Mann-Whitney檢驗。α=0.05。

2結果

2008年7～9月，共掃描78側正常膝關節。其中男35例，女43例，左膝43例，右膝35例，年齡21～55歲。

單個樣本K-S檢驗提示PCA（Z=0.630，P=0.200）、ASA（Z=0.560，P=0.200）和脛骨平臺內翻角（Z=0.480，P=0.200）均服從正態分布，而CSA（Z=0.106，P=0.029）不服從正態分布。結果見表1。在橫斷面上測得PCA為（-4.22±2.07）°（范圍從-0.37°～-9.06°），ASA為（3.97±2.19）°（范圍從10.63°～-0.68°），CSA為（3.66±0.76）°（范圍從6.10°～2.40°）。在冠狀面上測得的脛骨平臺內翻角為（-4.34±1.62）°（范圍從-0.57°～ -8.44°）。配對t檢驗提示PCA和脛骨平臺內翻角之間差異無統計學意義（t=0.385，P=0.702），ASA和脛骨平臺內翻角之間差異有統計學意義（t=27.062，P<0.001）。單樣本t檢驗提示股骨后髁軸外旋3°和脛骨平臺內翻角之間差異有統計學意義（t=-7.317，P<0.001）。Wilcoxon檢驗提示CSA和脛骨平臺內翻角之間差異有統計學意義（Z=-5.185，P<0.001）。

3 討論

全膝關節置換是治療晚期膝關節骨性關節炎的有效方法，手術中股骨遠端需進行兩個平面的截骨。股骨遠端在前后冠狀面的截骨將會影響股骨假體的旋轉對位。全膝置換術后股骨假體的旋轉對線不佳會導致髕股關節力學環境不平衡[1-3]，引起髕股關節并發癥，有作者報道這是術后翻修的最常見的原因[4，5]。并且旋轉對線不良也會引起全膝置換術后膝關節屈曲時內外側應力不平衡，加速脛骨假體磨損和松動[6]。術中可以參照數種解剖標志來決定股骨假體的旋轉對位[7-14]。國外學者利用很多方法對股骨假體旋轉對線標志進行了研究，而國內研究較少。外科經股骨通髁軸被認為是全膝置換股骨假體旋轉力線最可靠的標志[7-10，15]，但因為不能直視，術中準確定位非常困難。歐美國家的普遍做法是將股骨假體外旋3°（以PCL作為旋轉中立位）。本次研究在國人正常膝關節磁共振圖像上對股骨遠端旋轉對位標志進行了測量，結果提示如果機械的按照股骨后髁軸外旋3°截骨，將不能獲得矩形的屈膝間隙。PCA的大小可以提示外旋度數，有數項研究提示中國人的股骨后髁角要大于3°[16-18]。

配對t檢驗提示PCA和脛骨平臺內翻角的均數間沒有顯著差異，而ASA和脛骨平臺內翻角之間以及CSA和脛骨平臺內翻角之間存在顯著性差異。這表明，相對于Whiteside's前后軸和臨床經股骨上髁軸，股骨假體依照PCL外旋4.22°截骨可以獲得矩形的屈膝間隙和良好的軟組織平衡，且與Whiteside's前后軸和臨床經股骨上髁軸相比，在術中更容易定位PCL。但是本文測得PCA的標準差為2.07°，范圍從-0.37°～-9.06°，PCL相對于經股骨上髁軸的變異范圍達到10°左右，如果完全機械的按照外翻4.22°截骨，在部分患者中會造成不平衡的屈膝間隙。雖然本文尚不清楚過度內旋或外旋多少度是可以接受的，但從理論上講旋轉對線不良造成的應力不平衡最終會導致假體的磨損或松動。有作者建議如果全膝置換術中要使用PCL作為股骨假體旋轉對線標志，術前需評估每個患者的PCA[19]，也有作者建議術前行CT掃描決定假體旋轉[20]，而且CT檢查無法顯示關節軟骨，勢必會造成一定誤差。而磁共振可以顯示關節軟骨，且沒有放射性。在個體化治療中，如果術前可以進行磁共振掃描，評估每位患者的PCA，應該可以減少旋轉對線誤差。

本研究的不足點包括：①掃描的為正常膝關節磁共振圖像，對于需全膝置換的患者，股骨后髁軟骨可能會有磨損缺失；②冠狀位上掃描的脛骨近端長度較短，對于脛骨平臺內翻角的測量可能會造成一定誤差；③研究例數較少，不能作為國人普查數據。

綜上所述，我們在磁共振掃描圖像上測量所得的結果提示：①利用股骨后髁軸作為全膝置換術中旋轉力線參考標志，外旋4.22°進行屈膝間隙截骨，比Whiteside's前后軸和臨床經股骨上髁軸更可靠，且術中容易定位；②股骨后髁角的變異范圍大，術前需行磁共振掃面，進行個體化醫療；③傳統的沿股骨后髁軸外旋3°的截骨方式可靠性差。

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（收稿日期：2016-07-24）