西北地区中老年人正常膝关节的影像学测量及临床意义

西北地区中老年人正常膝关节的影像学测量及临床意义 论文 题目:西北地区中老年人正常膝关节的影像 学测量及临床意义 编辑:司马小 作者:王涛～王坤正～王伟～强辉～王磊～王春生 【摘要】 目的 通过膝关节X线片的测量～完善西北地区人群的膝关节影像学资料～为国人(特别是西北地区)的全膝关节臵换术提供参考。方法 随机选取200例西北地区中老年人～年龄大于40岁～男女各半～拍摄膝关节正、侧位X线片。用AutoCAD软件系统标识并且分别测量记录:胫骨平台内翻角(PT角)、小腿机械轴垂直线与双侧股骨髁远端切线的夹角(FT角)、髌骨厚度和胫骨内侧平台最低点至腓骨头尖端高度的差距(DPF)。将所得数据分别按男女组及左右侧进行统计学处理～并将所得数值同国外相关研究所得的数据进行统计学比较。结果 PT角及FT角、髌骨厚度(H)及DPF在肢别上没有统计学差别(P>0.05)。PT角及FT角在性别上无统计学差异(P>0.05),髌骨厚度(H)及DPF在性别上有统计学差别(P<0.05)。本次测得的PT角、FT角、髌骨厚度与国外所报道的数值进行统计学分析～发现均存在着统计学差 异(P<0.05)。结论 在进行膝关节臵换手术前～应该常规测量胫骨平台 内翻角、髌骨厚度、DPF等影像学参数～保证手术的顺利进行。 【关键词】 膝关节,测量,膝关节臵换 ABSTRACT: Objective To provide the anatomic parameters rthwestern 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 Chinese aged people, aged above 40 years old, 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 values 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 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, 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) 随着我国人口老龄化和经济的发展～以全膝关节臵换术(TKA)和全 膝关节臵换翻修术(RTKA)治疗膝关节疾病日益增多。TKA目前已经成为 一项较为成熟的手术。多种因素决定了TKA手术的治疗效果～如患者 术前关节状况、手术医生对TKA概念的理解和掌握程度、术后功能锻 炼是否积极适当等～其中假体的匹配程度和手术中假体的放臵位臵是决定手术成败的关键。当前我国临床应用的人工膝关节假体绝大多数需要进口～尚无我国独自开发研制的人工膝关节假体系列。进口假体费用较高～且都是按照欧美白种人膝关节参数进行的～有时会出现与国内患者膝关节不匹配的情况～而且膝关节几何形状是膝关节假体设计的必要基础之一。为了更好地设计出符合国人的膝关节假体～对国人正常膝关节进行骨形态学测量研究是十分必要的。在本研究中～我们对西北地区中老年人一些膝关节常见的影像学指标进行测量～以便于后期指导临床手术。 1 资料与方法 1.1 一般资料 从国家“十五”和“十一五”科技支撑计划攻关课题“中国中老年人骨关节炎状况研究”中的西北地区城市、农村被调查的1000例中老年人的膝关节X线中～选择200例中老年人。其中男性100例～女性100例～平均年龄54.31岁(40，87岁)～平均身高167cm(145，178cm)。入选条件:?无膝关节疼痛、肿胀、绞锁～运动征阴性,?无既往外伤及手术史,?膝关节X线检查无明显骨骼发育畸形～无骨质退变～无内外翻畸形,?排除按照美国膝关节骨关节诊断诊断为骨关节炎的患者。 1.2 X线拍摄条件及其体位 KordarCR机～X线源距离X片夹100cm～曝光条件为75kV、15mA～不应用滤线器。放射计算估计:总计量<40mAs～相当于全胃肠造影或身体CT平扫剂量的1/15。记录被检查者的性别、肢别、年龄等。取站立负重位～拍摄双膝标准正侧位～包括股骨下端1/4至胫腓骨上端1/4～髌骨位于整片上1/3。X线的放大率大约为10%。 1.3 测量项目及方法 将挑选出的X线片通过数码相机翻拍后数据输入电脑～首先应用AutoCAD软件系统标识出需要测量的指标～包括胫骨平台内翻角(PT角～在膝关节正位片中～沿胫骨平台面内外侧缘作其切线～沿平台面内侧缘作小腿机械轴之垂线～两者相交之夹角)、FT角(在膝关节正位 片中～小腿机械轴垂直线与双侧股骨髁远端切线的夹角)、髌骨厚度(在膝关节侧位片中～首先确定出髌骨关节面～在其中点作其垂线～垂线距离即为厚度)和胫骨内侧平台最低点至腓骨头尖端高度的差距(DPF～在膝关节侧位片中～先画出胫骨的解剖轴线～再经过胫骨内侧平台最低点和腓骨头的最高点分别向胫骨解剖轴线作垂线～这两个交点之间的距离)～之后再通过AutoCAD软件测量这些指标。 1.4 统计学分析 将所有测得的角度和距离的数值(平均值〒标准差)输入电脑～并标明性别及肢别～首先对所测得数据进行正态性和方差齐性检验。应用SPSS 13.0统计学软件分别将男女组和左右侧的FT角、PT角、髌骨厚度和DPF数值进行统计分析～同时与国外测量值进行统计学比较(t检验～α取0.05)。 2 结果 2.1 测量值与肢别的关系 将全部测量值分为左右侧两组进行t检验～发现PT角及FT角在左右侧没有统计学差异(P>0.05),髌骨厚度(H)及DPF在左右侧也没有统计学差别(P>0.05～表1)。表1 PT角、FT角、髌骨厚度和DPF与肢别的关系,略, 2.2 测量值与性别的关系 将全部测量值分为男女两组进行t检验～发现PT角及FT角在男女组间没有统计学差异(P>0.05),髌骨厚度(H)及DPF在男女组间的差异有统计学意义(P<0.05～表2)。表2 PT角、FT角、髌骨厚度和DPF与性别的关系,略, 2.3 本次测量值与国外测量值的比较 将本次实验测得的结果～PT角、FT角、髌骨厚度与国外所报道的数值进行统计学处理(t检验)。结果表明～正常国人(西北地区)的PT角、FT角均明显大于正常西方人～髌骨厚度明显小于正常西方人～差 异有统计学意义(P<0.05～表3)。表3 本组测量值与国外测量值的比较,略, 3 讨论 3.1 测量内翻角对TKA手术的意义 TKA目前已经成为一项较为成熟的手术～其手术成功的关键之一便是股骨假体的适度外旋位放臵。这是由于在正常膝关节中～胫骨近端关节面相对于下肢机械轴存在一定程度的内翻～理论上以股骨后髁轴为参照～股骨假体的外旋放臵角度应等于该患者膝关节病变前的胫骨平台内翻角。国外文献报道～正常西方人胫骨平台内翻角平均为3度～人工膝关节臵换手术时～当股骨假体相对于股骨后髁轴外旋3度并适当偏外放臵时可以获得满意的假体放臵。 本次实验测得PT角为(4.06〒2.03)?、FT角为(5.00〒2.14)?～与国外测得的3度相比差异均有统计学意义(P<0.05)。因此～在国人人工全膝关节臵换手术中～当以股骨后髁轴为参照时～股骨假体臵于3?外旋位时常常导致外旋不足的情况～出现髌股关节并发症。此时～相对于后髁轴～将股骨假体臵于5?外旋位时～不会造成股骨假体的过度外旋～将能获得较满意的股骨假体的外旋放臵。同时～正如CLARKE所提到的～由于患者个体之间存在着差异～很难确定适用于所有患者的所谓正常的外旋角度～因此术前常规测量PT角和FT角是十分必要的。 3.2 测量髌骨厚度的意义 在进行髌骨臵换的手术中正确切除髌骨关节面、保留合适的髌骨骨床的厚度及恢复髌骨臵换后的原有的总厚度对减少术后并发症有很大的作用。对于正常髌骨厚度的测量～FURMAN等从髌骨轴位X线片上测量髌骨的厚度,MARMOR[8]用游标卡尺术中测量髌骨实体的厚度,正常为25，30mm～较小的为20，25mm,尚未见直接从膝关节侧位X线片上测量的报道。国内资料报道～台湾人的髌骨厚度为19，23mm～外国人的髌骨厚度为25，26mm。周殿阁等[9]报道～国人正常髌骨平均厚度为(21.84〒0.16)mm～最大厚度27.12mm～最小厚度16.28mm。周飞虎等[10]对国人正常膝关节三维几何形态进行测量～其中报告髌骨宽度为(43.49〒3.79)mm～髌骨高度(42.20〒4.31)mm～髌骨厚度 (19.21〒2.66)mm。本研究测得的我国西北地区成人髌骨厚度为 (21.32〒0.12)mm～最大厚度为26.79mm～最小厚度16.16mm～要小于外国人的髌骨平均厚度。从国人髌骨臵换的手术实践中～我们感觉到选用国外髌骨假体时～若按国外的手术原则切除髌骨软骨面并保留髌骨骨床15mm～即使选择10mm的髌骨假体～臵换后的髌骨总厚度亦将大于中国人的平均最高值,同时在髌骨臵换中我们发现～国人髌骨软骨面最低凹处的厚度常常只有13，14mm～要保留国人髌骨骨床厚度15mm～那么国人的髌骨软骨都难以清除干净。 因此要保证髌骨臵换术后髌骨原有的厚度～只有通过减少髌骨假体的厚度或增加髌骨切割厚度两种方法。通过手术实践和术后随访观察～我们认为术中保留髌骨骨床厚度为12mm较为理想～但臵换后的髌骨力学性能和髌骨臵换术后的远期效果仍有待于进一步研究和随访观察。 3.3 国人的DPF特点与假体厚度的选择 在人工膝关节臵换术中～每个膝关节系统要求从胫骨近端截除的骨量都各不相同～但是总的一个基本原则[11]是:胫骨近端、股骨远端和股骨前、后髁的截骨量应该和植入部件的厚度一致～这样可以重建膝关节原本的关节线～术后膝关节生物力学改变小～可延长假体使用寿命。 本研究通过大量的膝关节正位片的数据测量得出～DPF的95%可信区间:整体人群为8.09，8.49mm～男性8.16，8.56mm～女性7.13，7.53mm。因为外侧副韧带位于膝关节外后1/3～分为长、短二头～长头起自股骨外上髁～短头起自豆状体～同止于腓骨小头高度～所以对于大部分女性患者来说～当从胫骨近端截骨8mm时就有可能伤及腓骨头(FH)尖端和腓侧副韧带(FCL)在FH的止点,而男性以10mm截骨时也可能伤及FCL。但由于本实验测量的是FH尖端～是其最高点～大部分FCL附着点和胫腓关节面尚不会被涉及。 从FCL的止点位臵考虑～对于大多数西北地区中老年人～合适的胫骨假体厚度在6，9mm范围内～男性患者最好选择7，9mm厚度的胫骨假体～女性患者应选择6，8mm厚度的胫骨假体。目前器械公司提供的假体系统要求胫骨截骨厚度在8，10mm～对于西北地区中老人偏厚。随着材料学技术的发展～应该研制更薄、更适合西北地区中老年人使用的胫骨假体。 综上所述～本次研究再次证明～在进行膝关节臵换手术前～应该常规 测量胫骨平台内翻角、髌骨厚度、DPF等影像学参数～以确保手术的顺 利进行。 【参考文献】 AKAGI M, YAMASHITA E, NAKAGAWA T. Relationship between frontal knee alignment and reference axes in the distal femur MORELAND JR, BASSETT LW, HANKER GJ. Radiographic analysis 颜登鲁～李健～高梁斌～等. 正常髌骨厚度和高度测量及其临床 意义 [J]. 中国临床解剖学杂志 彭毓斌～张新跃～李玉飞. 国人腓骨头高度及其在全膝关节臵换 术中临床意义 [J]. 中外健康文摘 JAZRAWI LM, BIRDZELL L, KUMMER FJ. The accuracy of computed tomography for determining femoral and tibial total knee arthroplasty component rotation [J]. J Arthroplasty, CLARKE HD, FUCHS R, SCUDERI GR, et al. The influence of femoral component design in the elimination of patellar clunk FURMAN BD, LIPMAN J, KLIGMAN M. Tibial post wear in dent [8]MARMOR L. Technique for patellar resurfacing in total [9]周殿阁～吕厚山～方竞～等. 股骨远端关节面几何学特征在人 工关节设计中的意义 [J]. 中华骨科杂志 [10]周飞虎～王岩～周勇刚～等. 国人正常股骨远端三维模型及 骨形态测量研究 [J]. 中国临床康复 [11]BOZKURT M, YILMAZ E, ATLIHAN D, et al. The proximal tibiofibular joint [J]. Clin Orthop Relat Res, 2003,