1、西北地區中老年人正常膝關節的影像學測量及臨床意義 作者：王濤，王坤正，王偉，強輝，王磊，王春生【摘要】 目的 通過膝關節X線片的測量，完善西北地區人群的膝關節影像學資料，為國人(特別是西北地區)的全膝關節置換術提供參考。方法 隨機選取200例西北地區中老年人，年齡大于40歲，男女各半，拍攝膝關節正、側位X線片。用AutoCAD軟件系統標識并且分別測量記錄：脛骨平臺內翻角(PT角)、小腿機械軸垂直線與雙側股骨髁遠端切線的夾角(FT角)、髕骨厚度和脛骨內側平臺最低點至腓骨頭尖端高度的差距(DPF)。將所得數據分別按男女組及左右側進行統計學處理，并將所得數值同國外相關研究所得的數據進行統計學比較。結

2、果 PT角及FT角、髕骨厚度(H)及DPF在肢別上沒有統計學差別(P>0.05)。PT角及FT角在性別上無統計學差異(P>0.05)；髕骨厚度(H)及DPF在性別上有統計學差別(P<0.05)。本次測得的PT角、FT角、髕骨厚度與國外所報道的數值進行統計學分析，發現均存在著統計學差異(P<0.05)。結論 在進行膝關節置換手術前，應該常規測量脛骨平臺內翻角、髕骨厚度、DPF等影像學參數，保證手術的順利進行。 【關鍵詞】 膝關節；測量；膝關節置換ABSTRACT: Objective To provide the anatomic para

3、meters and Xray data of adult knee joint for the Northwestern Chinese people through measuring the knee joint of Northwestern aged people; at the same time, to provide reference for total knee arthroplasty (TKA) prosthesis design, selection and skills of surgery. Methods Totally 200 Northwestern Chi

4、nese aged people, aged above 40 years old, 100 males and 100 females, were selected randomly. Xray films of knee were shot in the anterioposterior view and lateral position. Measurement and recording: angle PT, angle FT, patellar thickness, tibial plateau to fibular head distance (DPF). When the val

5、ues were obtained, they were statistically analyzed based on gender and side. And we compared them with foreign data. Results Angle PT, angle FT, H and DPF did not differ significantly between the two sides (P>0.05). The differences in patellar thickness and DPF between patients of different

6、gender was obvious (P<0.05), but there was no significant difference in angle PT and angle FT between the two genders (P>0.05). The differences in patellar thickness, DPF, angle PT and angle FT between the Chinese people and foreigners were obvious (P<0.05). Conclusion Angle PT,

7、 Angle FT, DPF and patellar thickness should be measured routinely before TKA in order to ensure successful operations.KEY WORDS: knee joint; measurement; total knee arthroplasty (TKA)隨著我國人口老齡化和經濟的發展，以全膝關節置換術(TKA)和全膝關節置換翻修術(RTKA)治療膝關節疾病日益增多。TKA目前已經成為一項較為成熟的手術。多種因素決定了TKA手術的治療效果，如患者術前關節狀況、手術醫生對TKA概念的理

8、解和掌握程度、術后功能鍛煉是否積極適當等，其中假體的匹配程度和手術中假體的放置位置是決定手術成敗的關鍵。當前我國臨床應用的人工膝關節假體絕大多數需要進口，尚無我國獨自開發研制的人工膝關節假體系列。進口假體費用較高，且都是按照歐美白種人膝關節參數進行設計的，有時會出現與國內患者膝關節不匹配的情況，而且膝關節幾何形狀是膝關節假體設計的必要基礎之一。為了更好地設計出符合國人的膝關節假體，對國人正常膝關節進行骨形態學測量研究是十分必要的。在本研究中，我們對西北地區中老年人一些膝關節常見的影像學指標進行測量，以便于后期指導臨床手術。1 資料與方法1.1 一般資料從國家“十五”和“十一五”科技支撐計劃攻關

9、課題“中國中老年人骨關節炎狀況研究”中的西北地區城市、農村被調查的1000例中老年人的膝關節X線中，選擇200例中老年人。其中男性100例，女性100例，平均年齡54.31歲(4087歲)，平均身高167cm(145178cm)。入選條件：無膝關節疼痛、腫脹、絞鎖，運動征陰性；無既往外傷及手術史；膝關節X線檢查無明顯骨骼發育畸形，無骨質退變，無內外翻畸形；排除按照美國膝關節骨關節診斷標準診斷為骨關節炎的患者。1.2 X線拍攝條件及其體位KordarCR機，X線源距離X片夾100cm，曝光條件為75kV、15mA，不應用濾線器。放射計算估計：總計量<40mAs，相當于全胃腸造影或身

10、體CT平掃劑量的1/15。記錄被檢查者的性別、肢別、年齡等。取站立負重位，拍攝雙膝標準正側位，包括股骨下端1/4至脛腓骨上端1/4，髕骨位于整片上1/3。X線的放大率大約為10%。1.3 測量項目及方法將挑選出的X線片通過數碼相機翻拍后數據輸入電腦，首先應用AutoCAD軟件系統標識出需要測量的指標，包括脛骨平臺內翻角1(PT角，在膝關節正位片中，沿脛骨平臺面內外側緣作其切線，沿平臺面內側緣作小腿機械軸之垂線，兩者相交之夾角)、FT角2(在膝關節正位片中，小腿機械軸垂直線與雙側股骨髁遠端切線的夾角)、髕骨厚度3(在膝關節側位片中，首先確定出髕骨關節面，在其中點作其垂線，垂線距離即為厚度)和脛骨

11、內側平臺最低點至腓骨頭尖端高度的差距4(DPF，在膝關節側位片中，先畫出脛骨的解剖軸線，再經過脛骨內側平臺最低點和腓骨頭的最高點分別向脛骨解剖軸線作垂線，這兩個交點之間的距離)，之后再通過AutoCAD軟件測量這些指標。1.4 統計學分析將所有測得的角度和距離的數值(平均值±標準差)輸入電腦，并標明性別及肢別，首先對所測得數據進行正態性和方差齊性檢驗。應用SPSS 13.0統計學軟件分別將男女組和左右側的FT角、PT角、髕骨厚度和DPF數值進行統計分析，同時與國外測量值進行統計學比較(t檢驗，取0.05)。2 結果2.1 測量值與肢別的關系將全部測量值分為左右側兩組進行t檢驗，發現P

12、T角及FT角在左右側沒有統計學差異(P>0.05)；髕骨厚度(H)及DPF在左右側也沒有統計學差別(P>0.05，表1)。表1 PT角、FT角、髕骨厚度和DPF與肢別的關系（略）2.2 測量值與性別的關系將全部測量值分為男女兩組進行t檢驗，發現PT角及FT角在男女組間沒有統計學差異(P>0.05)；髕骨厚度(H)及DPF在男女組間的差異有統計學意義(P<0.05，表2)。表2 PT角、FT角、髕骨厚度和DPF與性別的關系（略）2.3 本次測量值與國外測量值的比較將本次實驗測得的結果，PT角、FT角、髕骨厚度與國外所報道的數值進行統計學處理

13、(t檢驗)。結果表明，正常國人(西北地區)的PT角、FT角均明顯大于正常西方人，髕骨厚度明顯小于正常西方人，差異有統計學意義(P<0.05，表3)。表3 本組測量值與國外測量值的比較（略）3 討論3.1 測量內翻角對TKA手術的意義TKA目前已經成為一項較為成熟的手術，其手術成功的關鍵之一便是股骨假體的適度外旋位放置。這是由于在正常膝關節中，脛骨近端關節面相對于下肢機械軸存在一定程度的內翻，理論上以股骨后髁軸為參照，股骨假體的外旋放置角度應等于該患者膝關節病變前的脛骨平臺內翻角。國外文獻報道5，正常西方人脛骨平臺內翻角平均為3度，人工膝關節置換手術時，當股骨假體相對于股骨后髁軸外

14、旋3度并適當偏外放置時可以獲得滿意的假體放置。 本次實驗測得PT角為(4.06±2.03)°、FT角為(5.00±2.14)°，與國外測得的3度相比差異均有統計學意義(P<0.05)。因此，在國人人工全膝關節置換手術中，當以股骨后髁軸為參照時，股骨假體置于3°外旋位時常常導致外旋不足的情況，出現髕股關節并發癥。此時，相對于后髁軸，將股骨假體置于5°外旋位時，不會造成股骨假體的過度外旋，將能獲得較滿意的股骨假體的外旋放置。同時，正如CLARKE6所提到的，由于患者個體之間存在著差異，很難確定適用于所有患者的所謂正常的外旋角

15、度，因此術前常規測量PT角和FT角是十分必要的。3.2 測量髕骨厚度的意義在進行髕骨置換的手術中正確切除髕骨關節面、保留合適的髕骨骨床的厚度及恢復髕骨置換后的原有的總厚度對減少術后并發癥有很大的作用。對于正常髕骨厚度的測量，FURMAN7等從髕骨軸位X線片上測量髕骨的厚度；MARMOR8用游標卡尺術中測量髕骨實體的厚度,正常為2530mm，較小的為2025mm；尚未見直接從膝關節側位X線片上測量的報道。國內資料報道，臺灣人的髕骨厚度為1923mm，外國人的髕骨厚度為2526mm。周殿閣等9報道，國人正常髕骨平均厚度為(21.84±0.16)mm，最大厚度27.12mm，最小厚度16.

16、28mm。周飛虎等10對國人正常膝關節三維幾何形態進行測量，其中報告髕骨寬度為(43.49±3.79)mm，髕骨高度(42.20±4.31)mm，髕骨厚度(19.21±2.66)mm。本研究測得的我國西北地區成人髕骨厚度為(21.32±0.12)mm，最大厚度為26.79mm，最小厚度16.16mm，要小于外國人的髕骨平均厚度。從國人髕骨置換的手術實踐中，我們感覺到選用國外髕骨假體時，若按國外的手術原則切除髕骨軟骨面并保留髕骨骨床15mm，即使選擇10mm的髕骨假體，置換后的髕骨總厚度亦將大于中國人的平均最高值；同時在髕骨置換中我們發現，國人髕骨軟骨面最

17、低凹處的厚度常常只有1314mm，要保留國人髕骨骨床厚度15mm，那么國人的髕骨軟骨都難以清除干凈。 因此要保證髕骨置換術后髕骨原有的厚度，只有通過減少髕骨假體的厚度或增加髕骨切割厚度兩種方法。通過手術實踐和術后隨訪觀察，我們認為術中保留髕骨骨床厚度為12mm較為理想，但置換后的髕骨力學性能和髕骨置換術后的遠期效果仍有待于進一步研究和隨訪觀察。3.3 國人的DPF特點與假體厚度的選擇在人工膝關節置換術中，每個膝關節系統要求從脛骨近端截除的骨量都各不相同，但是總的一個基本原則11是：脛骨近端、股骨遠端和股骨前、后髁的截骨量應該和植入部件的厚度一致，這樣可以重建膝關節原本的關節線，術后膝關節生物力

18、學改變小，可延長假體使用壽命。 本研究通過大量的膝關節正位片的數據測量得出，DPF的95%可信區間：整體人群為8.098.49mm，男性8.168.56mm，女性7.137.53mm。因為外側副韌帶位于膝關節外后1/3，分為長、短二頭，長頭起自股骨外上髁，短頭起自豆狀體，同止于腓骨小頭高度，所以對于大部分女性患者來說，當從脛骨近端截骨8mm時就有可能傷及腓骨頭(FH)尖端和腓側副韌帶(FCL)在FH的止點；而男性以10mm截骨時也可能傷及FCL。但由于本實驗測量的是FH尖端，是其最高點，大部分FCL附著點和脛腓關節面尚不會被涉及。 從FCL的止點位置考慮，對于大多數西北地區中老年人，合適的脛骨

19、假體厚度在69mm范圍內，男性患者最好選擇79mm厚度的脛骨假體，女性患者應選擇68mm厚度的脛骨假體。目前器械公司提供的假體系統要求脛骨截骨厚度在810mm，對于西北地區中老人偏厚。隨著材料學技術的發展，應該研制更薄、更適合西北地區中老年人使用的脛骨假體。 綜上所述，本次研究再次證明，在進行膝關節置換手術前，應該常規測量脛骨平臺內翻角、髕骨厚度、DPF等影像學參數，以確保手術的順利進行。【參考文獻】 1AKAGI M, YAMASHITA E, NAKAGAWA T. Relationship between frontal knee alignment and reference axes

20、 in the distal femur J. Clin Orthop Relat Res, 2001, 388:147156.2MORELAND JR, BASSETT LW, HANKER GJ. Radiographic analysis of the axial alignment of the lowerextremity J. J Bone Joint Surgery, 1987, 69A:745749.3顏登魯，李健，高梁斌，等. 正常髕骨厚度和高度測量及其臨床意義 J. 中國臨床解剖學雜志, 2005, 23(5):50450.4彭毓斌，張新躍，李玉飛. 國人腓骨頭高度及其在全膝關節置換術中臨床意義 J. 中外健康文摘, 2007, 4(6):632633.5JAZRAWI LM, BIRDZELL L, KUMMER FJ. The accuracy of computed tomography for determining femoral and tibial total knee arthroplasty component rotation J. J Arthroplasty, 2000, 6(15):761766.6CLARKE HD, FUCHS R, SCU