膝骨關節病股骨后髁偏心距和偏心率特點及其與脛骨平臺后傾角相關性分析

曾俊杰 郭 艾

(首都醫科大學附屬北京友誼醫院骨科,北京 100050)

股骨后髁偏心距(posterior condylar offset, PCO)的概念最早由Bellemans等[1]提出，并認為PCO改變是影響全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)后膝關節屈伸功能恢復的關鍵之一，PCO減小可能限制術后屈曲功能恢復。PCO增大則可能增大膝關節后方組織張力，限制膝關節伸直[2]。但考慮到性別、種族均可能影響PCO，研究者們[3]隨后提出股骨后髁偏心率(posterior condylar offset ratio, PCOR)的概念，認為PCOR可以更好地描述不同人種、性別股骨遠端解剖學特點。目前針對膝關節正常人群PCO及PCOR特點的研究[3-5]已相對充分，但PCO及PCOR是否受到膝骨關節病的嚴重程度影響仍有待研究。筆者假設：PCO及PCOR隨膝骨關節病嚴重程度的增加而增大。

PCO與脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope, PTS)共同構成膝關節后間室，兩者可能存在解剖學或運動學相關性。PCO及PTS的增大理論上可增加膝關節的最大屈度[1, 6-7]。但膝關節退行性改變對這種相關性是否存在影響亦有待明確，筆者假設：膝骨關節病級別越高，PCO及PCOR與PTS的相關性越小。

本研究擬通過分析不同嚴重程度膝骨關節病患者PCO及PCOR特點，探索疾病進展對PCO、PCOR與PTS相關性的影響，為臨床醫師后髁截骨量及假體型號選擇、屈伸間隙平衡的把握提供一定指導。

1 對象與方法

1.1 研究對象

首都醫科大學附屬北京友誼醫院2018年2月至2018年6月就診的骨關節病患者205例，其中X線片質量不佳者5例，共計納入患者200人，共361膝，其中男性63例，共112膝；女性137例，共249膝。入選標準：診斷為膝骨關節病，并具有標準正側位影像學資料者；排除標準：①類風濕性關節炎、創傷性關節炎或痛風性關節炎等繼發性骨關節病；②缺少影像學資料或正側位片攝片效果差，難以測量者。

1.2 數據采集

通過膝關節正位片對每一例膝進行Kellgren-Lawrence分級(K-L分級)。參考Bellemans測量PCO方法[1]，同時考慮股骨前傾角的影響，在膝關節標準側位片上距離股骨關節面10 cm處分別作股骨前后皮質的平行切線，同時作股骨后髁頂點切線，后皮質與后髁頂點切線間的垂直距離即為PCO，前皮質與后髁頂點切線間的垂直距離即為股骨遠端直徑(anterior-posterior dimension，ACP)，并計算PCOR(PCO/ACP)(圖1)。

1.3 統計學方法

圖1 后皮質與后髁頂點切線間的垂直距離為PCO，前皮質切線與后髁頂點切線間的垂直距離為ACPFig.1 The PCO was defined as the distance between the tangent of the posterior cortex of the femoral and vertex of posterior condyle ACP was defined as the distance between the tangent of posterior and anterior cortex of the femoral

PCO：posterior condylar offset；ACP：anterior-posterior dimension..

2 結果

2.1 研究對象的基本特征

200例患者平均年齡為(63.56±8.6)歲，男性平均年齡為(64.12±9.6)歲，女性平均年齡為(63.30±8.2)歲(P=0.531)。男性K-L分級為Ⅱ級者38膝(33.9%，38/112)，Ⅲ級者50膝(44.6%,50/112)，Ⅳ級者24膝(21.4%,24/112)。女性K-L分級為Ⅱ級者58膝(23.2%,58/249)，Ⅲ級者94膝(37.7%,94/249)，Ⅳ級者97膝(38.9%,97/249)。

2.2 不同性別、級別PCO、PCOR特點分析

200例患者的PCO為(29.62±2.99)mm，PCOR為0.48±0.03。男性PCO為(31.04±2.93)mm，PCOR為0.47±0.03；女性PCO為(28.99±2.79)mm，PCOR為0.48±0.03。Ⅱ級PCO為(28.99±2.46)mm，PCOR為0.48±0.03；Ⅲ級PCO為(29.88±3.22)mm，PCOR為0.48±0.03；Ⅳ級PCO為(29.82±3.03)mm，PCOR為0.48±0.03。男性女性患者不同級別PCO和PCOR測量值比較結果詳見表1。

(1)PCO：男性PCO較女性更大(F=42.283，P=0.000)。且在各級別患者中均有此表現(Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級檢驗值分別為F=3.907，P=0.049；F=30.773，P=0.000；F=16.506，P=0.000)。分級別比較：Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級別患者PCO差異具有統計學意義(F=42.283，P=0.000)。而女性患者PCO整體及各級別間均差異無統計學意義。男性患者各級別差異有統計學意義(F=6.760，P=0.001)，Ⅱ級患者較Ⅲ/Ⅳ級患者明顯偏小(P=0.004，P=0.008)，而Ⅲ級與Ⅳ級患者間差異無統計學意義。

(2)PCOR：男女樣本人群整體PCOR差異有統計學意義(F=4.748P=0.030)，而在同級別患者男性女性成對比較中差異無統計學意義。分級別比較：Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ級患者PCOR差異無統計學意義，且同性別患者各級別成對比較中差異均無統計學意義。

ItemK-LdegreeMale(n=112)Female(n=249)FdegreePdegreeFsexPsexPCO/mmLevelⅡ29.69±2.71(n=38)28.54±2.19(n=58)LevelⅢ31.65±2.93(n=50)28.93±2.97(n=94)7.1380.00142.2830.000LevelⅣ31.90±2.58(n=24)29.31±2.93(n=97)PCORLevelⅡ0.47±0.03(n=38)0.48±0.03(n=58)LevelⅢ0.47±0.03(n=50)0.48±0.03(n=94)0.4780.6204.7480.030LevelⅣ0.47±0.02(n=24)0.48±0.03(n=97) K-L:kellgren-lawrence;PCO:posteriorcondylaroffset;PCOR:posteriorcondylaroffsetratio.

2.3 PCO、PCOR與PTS的相關性分析

男性女性PCO及PCOR與PTS均無相關性。三個級別患者PCO與PTS均無相關性。Ⅱ級患者PCOR與PTS具有相關性(r=0.2269，P=0.02)，而Ⅲ級及Ⅳ級患者并未發現類似相關性。各分類及分組相關性分析結果，詳見表2。

表2 PCO、PCOR與PTS相關性分析結果Tab.2 Pearson correlation analysis between PCO/PCOR and PTS in different group

PCO：posterior condylar offset；PCOR：posterior condylar offset ratio；PTS:posterior tibial slope.

膝骨關節病的疾病進展對男性患者PCO的影響較女性更大。膝骨關節病進展所致骨質增生與骨贅形成不影響股骨遠端的解剖學特點，但對股骨與脛骨后間室解剖結構的相關性有一定影響，隨著疾病進展，兩者原有的相關性逐漸消失。

3 討論

3.1 分性別PCO/PCOR特點

男性患者PCO較女性更大，同時與針對我國正常人群的研究結果比較，本研究中男女PCO均更大[3]，考慮與膝骨關節病患者股骨遠端骨贅形成造成測量結果偏大有關。本研究盡管整體比較提示男性PCOR小于女性，但同級別男女間PCOR均差異無統計學意義，考慮與男女患者組內各級別比例不同相關，同時與我國正常人群PCOR特點相同[3]。Kim等[8]通過相同的測量方法，發現同屬亞洲人種的韓國膝骨關節病人群PCO為(24.78±2.243)mm，PCOR為0.387±0.036，其PCO及PCOR均明顯小于我國正常人群及膝骨關節病患者。西方正常人群女性PCO較男性小，但PCOR同樣不受性別影響[9]。由此可見，PCO可能受性別及種族差異影響，但PCOR相對穩定，是比較不同性別及不同人種股骨后髁解剖學特點的良好標準。

3.2 分級別PCO/PCOR特點

男性輕度膝骨關節病患者(Ⅱ級)PCO較重度(Ⅲ/Ⅳ級)患者更小(P=0.001)，但各級別PCOR差異無統計學意義；女性患者PCO及PCOR與膝骨關節病的嚴重程度并無明顯關系。提示膝骨關節病的進展對男性股骨遠端解剖學的影響較女性更大，對于重度骨關節病患者，關節畸形并不影響股骨后髁解剖學特征。

了解重度膝骨關節病PCO及PCOR的特點可能影響TKA術中后髁截骨量的把握及假體型號的選擇。TKA術后PCO的增大或減小均可能影響術后膝關節屈伸功能的恢復[1-2]。對于后交叉韌帶保留型TKA，Song等[10]認為PCO的改變并不影響術后最大屈度，后交叉韌帶功能不良是影響術后膝關節屈曲功能的因素[11]。但更多研究[1，12]顯示PCO減小是造成術后最大屈度減小的重要因素。Bellemans等[1]發現術后PCO每減小1mm，術后最大屈度減小6.1°。Massin等[12]得出相似結論：術后PCO每減小3mm，術后最大屈度減小10°。對于后穩定型TKA，有研究[8,13-14]顯示PCO與術后最大屈度無關。后穩定型假體自身存在部分后滾，可能是減小PCO影響的原因[14]。但有研究[13，15]證實術后PCO的減小將造成TKA術后最大屈度減小，并且PCO的減小可能引起術后髕骨彈響綜合征，造成術后滿意度不佳。因此TKA術中保留或恢復PCO可能使患者獲益更多。就本研究結果分析，男性重度膝骨關節病患者TKA術中即使后髁截骨量稍大或選擇較小型號假體，術后PCO減小小于2 mm(Ⅲ級及Ⅳ級PCO平均值與Ⅱ級PCO平均值的差值)，并不會造成實際PCO的減小。而對女性患者若要恢復PCO則須保證后髁等量截骨。

3.3 PCO/PCOR與PTS相關性

正常膝關節屈曲時，股骨后髁向后方滑動(Roll-back)，伴隨脛骨平臺一定程度的后傾，這種運動學及解剖學特點可協同延遲脛骨后緣與股骨后皮質的撞擊，保證膝關節的深度屈曲。Massin等[12]發現TKA術后不僅PCO減小可影響術后最大屈度，PTS的減小也有類似效應，PTS減小5°最大屈度隨之減小5°。這提示兩者在維持膝關節良好屈曲功能中可能具有協同作用。Weinberg等[16]也證實了內外側PCO與對應PTS的相關性。Cinotti等[7]通過膝關節MRI分別測量內外側PCO與PTS，發現僅內側PCO與PTS存在相關性。膝關節內軸型運動模式以及內側脛股關節更加緊張可能是造成內外側差異的原因。本研究僅發現PCOR與PTS具有相關性，且與疾病影像學嚴重程度有關。考慮到PCOR并不受疾病嚴重程度影響，因此膝骨關節病的進展對脛骨側的解剖學影響大于股骨側，也部分驗證了筆者的假設：關節病的進展可能逐漸造成PCOR與PTS相關性的缺失。而這與重度骨關節病患者膝關節功能受限是否有關還有待進一步說明。

本研究同樣存在限制性：①本研究樣本量理論上足夠，但缺少分級為0或Ⅰ級的患者，同時女性患者中各級別占比分布以重度骨關節病患者為多，可能造成誤差。②從測量方法來講，本研究參考Bellemans的測量方法，將內外側髁重合通過X線平片進行測量，但由于內外側髁及內外側脛骨平臺解剖學上并不完全相同，內外側髁重合必定造成股骨存在旋轉，通過X線側位片測量時可能受到股骨旋轉的影響。同時本研究未能計算后髁軟骨厚度，PCO的測量值較真實值偏小。

男性重度膝骨關節病者可能具有更大的PCO，男性患者TKA術中后髁截骨稍大或選擇較小型號假體并不一定減小PCO。PCOR不受性別及疾病嚴重程度的影響，膝骨關節病的進展并不影響股骨遠端后間室解剖特性，但可能造成股骨與脛骨后間室解剖學及運動學聯系缺失。