中國東北地區人群踝關節X線片的形態學參數測量及應用研究

褚虹宇，薛浩文，武珂卉，楊艷艷，程凱亮，李幼瓊

(1.吉林大學 基礎醫學院,吉林 長春130021；2.吉林大學中日聯誼醫院)

踝關節骨性關節炎等疾患可導致關節運動異常、活動受限、疼痛、負重障礙等，進而影響人們生活質量。以往臨床治療應用較為廣泛的是踝關節融合術，這種術式可造成關節運動消失、術中組織結構損傷過大、臨近關節退行性改變及骨骼應力改變等[1,2]。近年來，踝關節假體置換術是關節融合術的重要替代方法，它不僅可以緩解疼痛、保持關節穩定性，還可以恢復關節的運動。目前國內踝關節假體多來源于進口，由于西方人與東方人在骨骼形態方面存在差異[3,4]，故術后常出現由于形態不符而產生對接不良的情況，進而導致下肢力線異常、過度磨損和假體無菌性松動等并發癥[5,6]。踝關節假體主要是根據解剖學參數而設計，進而保證置入后的形態學匹配良好[7]。因此根據國人踝關節參數測量結果設計更適用于中國人的踝關節假體組件十分必要且迫切。

1 資料與方法

1.1 實驗樣本選擇

吉林大學中日聯誼醫院影像科 2017年4月-2018年6月正常人踝關節X線片作為實驗樣本，實驗樣本篩選標準是：(1)年齡20-70歲；(2) X線片顯示踝關節無形態學畸形的東北地區人群；(3) 零負重下，踝關節常規正、側位X線片。在考慮納入和篩選標準后，選出符合條件的X 線片影像資料500例，并隨機抽選出其中的120例影像資料進行形態學測量分析，其中男性57例，女性63例。

1.2 X片的處理

X線片由AW-VolumeShare-4圖文分析系統進行測量分析。

1.3 測量參數

根據 StagniR[8]等人描述的方法和本文作者擬定的測量指標，制定了13個踝關節形態學參數，現測量參數名詞縮寫說明如下(表1、圖1)。

表1 測量參數名詞縮寫說明

注：APG：脛骨踝穴前后點間距；TiAL：脛骨踝穴弦長；APA：脛骨踝穴矢狀面傾斜角；MTiTh：矢狀面脛骨下段最大的前后徑；MDA：脛骨踝穴前點與MTiTh間距；MDV:脛骨踝穴頂點與MTiTh間距；TaAL：距骨滑車弦長；SRTi:脛骨遠端踝穴的矢狀半徑;SRTa:距骨滑車的矢狀半徑Th:距骨滑車矢狀頂點與TaAL的間距；TiW:踝穴左右間距；TaW：距骨滑車左右間距；MalW：內外踝間距。

圖1 a:MalW,TiW,TaW;b:Th,TaAL,SRTa; c:MTiTh,TiAL; d:APA; e:SRTi; f:MTiTh,MDA,MDV,APG

1.4 統計學方法

2 結果

測量的13個踝關節形態學參數相關數據結果見表2。

在踝關節形態學參數數據的測量結果方面，與Stagni[8]所測的意大利數據相比(表3)，中國東北地區正常成年人除MDV、MalW、MDA之外，TIW、TiAL等7個指標均存在顯著性差異(P<0.01)，其中MTiTh、TiW等5個踝關節形態參數大于意大利人群，而TaAL、TiAL等2個踝關節形態學參數小于意大利人群。

與Kown[9]所測量韓國人群的數據相比，MDV、APA、APG等3個踝關節形態學參數之間不存在顯著性差異，而TaAL TaW等7個參數差異具有顯著性，其中TiW等5個踝關節形態參數值大于韓國人群，而MDA、TaW小于韓國人群。

同時我們所測量的中國東北地區的男性與女性參數對比結果(表4)，APG等13項解剖學參數均存在顯著性差異(P<0.01)，且13項所測參數值中，女性均小于男性。

表2 踝關節X線片形態學參數測量

與表1注同

3 討論

根據文獻報道證實，中國人與西方人在膝關節[10]、髖關節[11]的形態學對比分析等領域存在顯著的差異性，但目前關于踝關節對比的相關研究報道較少。本文針對上述情況，對120例踝關節的13項形態學參數進行測量分析，并與國外相關文獻數據進行對比，得出中國人踝關節的形態學參數數值，為未來關節假體制作、術中器械開發等領域提供形態學資料。

表3a 中國人踝關節形態參數與國內外測量結果對比

表3b 中國人踝關節形態參數與國內外測量結果對比

表4 中國東北地區男性與女性對比表

1997年Fessy[12]借助X線片測量分析了50例法國正常成年人踝關節形態學參數，其中包括TiW等10組數據，得出踝穴左右間距分別與脛骨踝穴弦長、距骨滑車左右間距、距骨滑車弦長之間均存在較大相關性，且距骨滑車弦長與距骨滑車左右間距同樣存在較大相關性。然而關于性別對于踝關節形態學參數的影響，Fessy 等人并未探究。我們經過研究發現，除了Fessy發現的4組相關性外，我們還發現MTiTh和TiW，MTiTh和TaW之間存在較強相關性，且在矢狀面上SRTi和SRTa同樣存在較大相關性，而TaAL和TAW之間的相關性略小于Fessy所分析的結果，故可以據此來設計較為匹配的假體。

2005年，StagniR[8]等在Fessy的基礎上將測量方法進行改進，測量并分析了36例意大利正常成人的踝關節X線片。通過與Fessy的實驗數據進行對比，他們發現所測得的意大利人群的踝關節形態學數據更大。同時，StagniR和臨床上常用型號的踝關節假體進行比對，他們發現，某些踝關節假體的最大數值，仍然小于他們的測量結果。經過我們和臨床上應用的假體比較發現，STAR型號的假體相比其它假體更為適合國人。但本項研究測量的某些參數上仍偏大，使切除的骨質增加。故應該設計和選取更加適合國人的踝關節假體。

2014年，Kown[9]等人對踝關節形態學數據庫進行補充，他們利用 Stagni 等所描述測量方法對100例正常韓國成人進行測量，并與意大利人進行比較。他們發現，除了距骨滑車左右間距，其他測量參數均偏小，且兩者之間存在顯著性差異。

本實驗研究中，通過相關性對比，所測得中國東北部成年人的踝關節形態學數據與法國人、意大利人、韓國人之間的差異均具有統計學意義，且男性與女性之間的差異同樣具有統計學意義。經過統計學分析，TiAL與法國不存在顯著性差異，和韓國、意大利之間存在顯著性差異，且和意大利差異性更加顯著。APA和法國、意大利相比存在顯著性差異，但是和韓國相比不存在顯著性差異。說明差異性可能與地理和種族因素有關。另外，APG的測量結果顯示，中國東北地區人群顯著大于意大利人群，提示東北地區人群在踝關節置換術術后出現骨折的風險更大。同時，MDV，MDA，APG和APA值的范圍有助于骨面的切割、確定踝關節置換術中相關儀器的最佳傾斜度和最小化地截骨。并且，TiW和MTiTh顯著高于意大利和韓國地區，提示國人的脛骨遠端截骨面面積及假體尺寸可能更大。在脛骨遠端截骨時應當考慮更寬的假體同時注意保護內外踝。且中國東北人群在7個參數上和意大利人群存在顯著性差異，由此可知，目前根據外國人踝關節形態學設計的大部分假體應用于國人時，由于契合不匹配，易導致假體無菌性松動、假體下沉及松動脫位等相關并發癥。相比于韓國人，兩者的踝關節形態更接近但仍然存在差異，這可能是同屬于東亞地區的原因。由此可見，種族和地區差異對于踝關節形態學具有一定影響，因此，我們要建立中國人群踝關節形態學數據庫，為設計更加匹配的踝關節假體提供理論依據。

在Fessy[12]的研究中，其認為性別之間不存在顯著性差異，而我們通過對性別差異進行分析發現，所測量的13個踝關節形態學參數中，男女性之間均存在顯著性差異且男性均大于女性。分析其原因，作者認為或許是Fessy所測量樣本數量不夠大，導致其不能夠客觀的分析量化，而我們進行了較大樣本的統計，具有代表性。因此，在踝關節形態方面的研究，應當考慮性別產生的影響，并進行多地區、大樣本的統計，以更為全面而客觀對全踝關節置換術假體的大小和型號進行分類。

臨床上，當脛骨遠端的踝關節假體尺寸過大時，可出現軟組織分離損傷過大而導致維系關節平衡的韌帶等結構受到損害，造成關節不穩，術中相關結構損傷大易影響術后愈合，骨與關節假體之間由于應力改變而易導致松動，且由于術中截除更多的骨質，亦可能造成內外踝的損傷及骨折；尺寸過小，假體由于過多的接觸骨松質而增加了假體下沉的概率，無法與脛骨截骨面的骨皮質很好契合。而尺寸過大的距骨組件，易造成踝關節活動能力的降低；尺寸過小的距骨組件，由于來自骨皮質的支撐不足易下沉或固定不穩，導致假體松動、移位、乃至脫位[13,14]。所以，在臨床應用全踝關節置換術假體及假體設計時，我們也要考慮到其是否與脛骨和距骨面匹配。