谷長(zhǎng)增，朱新晨，郭書(shū)章，季明華，范相成

文獻(xiàn)報(bào)道［1-6］，不同人群測(cè)量的膝關(guān)節(jié)參數(shù)均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，目前國(guó)內(nèi)外已有針對(duì)不同人群髕骨形態(tài)及膝關(guān)節(jié)參數(shù)特點(diǎn)進(jìn)行研究的文獻(xiàn)，但用于維吾爾族人群乃至國(guó)人的膝關(guān)節(jié)假體多由國(guó)外進(jìn)口或根據(jù)其解剖形態(tài)制作，由于西方人群的膝關(guān)節(jié)形態(tài)與國(guó)人不同，國(guó)人的各族人群之間也有不同，因此為取得良好的置換效果，制作適合于我國(guó)各族人群的膝關(guān)節(jié)假體至關(guān)重要［7］。至今未見(jiàn)測(cè)量維吾爾族人群脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角(PT)、小腿機(jī)械軸垂直線與雙側(cè)股骨髁遠(yuǎn)端切線的夾角(FT)、脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)最低點(diǎn)至腓骨頭尖端高度的差距(DPF)、髕骨厚度等膝關(guān)節(jié)參數(shù)的報(bào)道，由于國(guó)內(nèi)不同民族間可能存在差異，對(duì)維吾爾族進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換，包括髕骨置換等操作時(shí)，確保操作精確性以及假體選擇等方面不能直接參考其他人群的相關(guān)數(shù)據(jù)，故此研究針對(duì)維吾爾族男性與女性膝關(guān)節(jié)參數(shù)以及總?cè)巳合リP(guān)節(jié)參數(shù)與漢族人群之間做一比較。

資料與方法

1 一般資料

從新疆地區(qū)志愿者中選取成年維吾爾族120例，男性62例，女性58例;年齡18～70歲，平均(35．1±2．7)歲;體重46～102kg，平均70．03kg;身高152～188cm，平均168．57cm。隨機(jī)選擇左側(cè)或右側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行測(cè)量，左側(cè)56例，右側(cè)64例。納入標(biāo)準(zhǔn):非極限運(yùn)動(dòng)者，年齡18～70歲;膝關(guān)節(jié)局部無(wú)任何臨床癥狀，如疼痛、紅腫畸形等;膝關(guān)節(jié)?？茩z查陰性;既往無(wú)膝關(guān)節(jié)外傷及手術(shù)史;膝關(guān)節(jié)CT未見(jiàn)特殊異常。

2 CT掃描

雙下肢伸直、中立位，使用LightSpeed 64排(美國(guó)通用電氣公司)CT掃描儀進(jìn)行全下肢掃描。掃描條件:管電壓:100～150kV;管電流強(qiáng)度:200～500mA;持續(xù)時(shí)間:0．5～2．5s;骨掃法或標(biāo)準(zhǔn)法掃描，以＜1mm厚度密掃;掃描范圍:伸直中立位雙下肢全長(zhǎng)片。

3 測(cè)量方法

完成CT掃描后，采用LightSpeed 64排(美國(guó)通用電氣公司)CT后臺(tái)工作處理軟件，即AW4．4(Advantage Workstation4．4)對(duì)CT影像圖片進(jìn)行三維重建處理，并根據(jù)需求截圖測(cè)量髕骨厚度、PT角、FT角、DPF等膝關(guān)節(jié)參數(shù)。(1)髕骨厚度為髕骨嵴部位髕骨關(guān)節(jié)面至髕骨表面的最大距離。在橫斷面圖像中確定髕骨嵴位置，并從該部位向髕骨表面取最大距離進(jìn)行測(cè)量。(2)利用Moreland法確定小腿機(jī)械軸，即取股骨髁間切跡的中點(diǎn)，脛骨平臺(tái)的中點(diǎn)，雙側(cè)股骨髁內(nèi)外緣的中點(diǎn)，膝部軟組織連線的中點(diǎn)以及脛骨結(jié)節(jié)的中心，這5點(diǎn)的中點(diǎn)作為膝關(guān)節(jié)中心，距骨中點(diǎn)作為踝關(guān)節(jié)中心，連接上述兩個(gè)中心為小腿機(jī)械軸。然后測(cè)量FT角及PT角。FT角測(cè)量:用AW4．4對(duì)膝關(guān)節(jié)圖片進(jìn)行三維重建處理，取膝關(guān)節(jié)正面觀圖像，確定小腿機(jī)械軸并取該線垂直線，取雙側(cè)股骨髁遠(yuǎn)端切線，該切線和小腿機(jī)械軸垂直線的夾角為FT角;PT角測(cè)量:同F(xiàn)T角用AW4．4形成膝關(guān)節(jié)正面觀三維重建圖像，并取掉股骨側(cè)，保留脛骨側(cè)并確定小腿機(jī)械軸，取該線垂直線，取脛骨內(nèi)外側(cè)最高點(diǎn)切線，該切線和小腿機(jī)械軸垂直線的夾角即為PT角。均用該軟件自帶測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。(3)同法行膝關(guān)節(jié)三維重建，取掉股骨側(cè)保留脛骨側(cè)，完全顯露腓骨頭尖及脛骨平臺(tái)面，先畫(huà)出脛骨的解剖軸線，再經(jīng)過(guò)腓骨頭最高點(diǎn)及脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)最低點(diǎn)分別向脛骨軸線做垂直線，測(cè)量這兩條線與軸線交點(diǎn)之間的距離記為DPF。這些膝關(guān)節(jié)參數(shù)由不同醫(yī)師測(cè)量2次，取均值作為最終結(jié)果。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS17．0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。數(shù)據(jù)記錄結(jié)果以ˉx±s表示。分別將男女兩組髕骨厚度、PT角、FT角、DPF進(jìn)行比較，同時(shí)將維吾爾族人群髕骨厚度、PT角、FT角、DPF與漢族人群相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。指標(biāo)的比較采用成組設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α值取雙側(cè)0．05，P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

維吾爾族正常膝關(guān)節(jié)髕骨厚度、PT角、FT角、DPF男性分別為(22．66±1．39)mm、4．63°±0．62°、4．85°±0．83°、(9．76±1．69)mm;女 性 分 別 為(20．71±1．40)mm、4．23°±0．56°、4．32°±0．57°、(8．14±1．79)mm;維吾爾族男性與女性之間髕骨厚度、PT角、FT角以及DPF等之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)。

維吾爾族人群總髕骨厚度、PT角、FT角、DPF分別為(21．70±1．69)mm、4．43°±0．62°、4．57°±0．77°、(8．93±1．87)mm，與漢族不同文獻(xiàn)的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，髕骨厚度、PT角、FT角之間的差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0．05)，DPF之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)(表1)。

表1 維吾爾族和漢族膝關(guān)節(jié)參數(shù)的比較(ˉx±s)

討 論

膝關(guān)節(jié)作為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、活動(dòng)要求較高且全身最大的關(guān)節(jié)，手術(shù)精度要求也極高(較其它部位的關(guān)節(jié)置換)，要求術(shù)后膝關(guān)節(jié)負(fù)重、屈伸、旋轉(zhuǎn)活動(dòng)且穩(wěn)定性高等，因此對(duì)膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)方面也提出了很高的要求，如假體的幾何形態(tài)要與人體膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)相匹配，才能使人工膝關(guān)節(jié)假體和周圍保留的原有軟組織協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，減少膝關(guān)節(jié)各種并發(fā)癥，同時(shí)可減少膝關(guān)節(jié)翻修率。

本研究結(jié)果顯示正常維吾爾族男性髕骨明顯厚于女性髕骨;正常成年維吾爾族人群總體髕骨厚度為(21．70±1．69)mm，與漢族比較差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1);但維吾爾族女性髕骨(20．71mm)與漢族女性髕骨(19．88mm)［1］比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05)，較漢族女性髕骨厚。與國(guó)外研究中的髕骨厚度測(cè)量結(jié)果(男性23．9mm，女性21．9mm)［1］相比，維吾爾族男、女均明顯薄于國(guó)外人群髕骨厚度，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Kim等［5］的研究顯示，髕骨置換后的總厚度不超過(guò)髕骨原厚度±3mm范圍，均不增加術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。而國(guó)內(nèi)學(xué)者張斌和呂厚山［12］認(rèn)為厚度相差不應(yīng)大于2mm。如今臨床上較為常用的髕骨假體有嵌人式和覆蓋式髕骨假體［9-10］，髕骨假體的厚度一般為8～10mm［11-12］，根據(jù)髕骨厚度留至15mm的原則進(jìn)行髕骨置換術(shù)，加上常用髕骨假體厚度，若術(shù)后髕骨根據(jù)國(guó)外原則保留15mm，那么術(shù)后髕骨總厚度達(dá)23～25mm。此厚度根據(jù)置換后總髕骨厚度等于術(shù)前原厚度±3mm范圍的原則考慮，對(duì)維吾爾族男性來(lái)說(shuō)，術(shù)后總髕骨厚度尚可接受，但對(duì)于大多數(shù)維吾爾族女性和部分男性，術(shù)后總髕骨厚度可能增加過(guò)多，而導(dǎo)致局部應(yīng)力增加，髕骨假體磨損及膝前疼痛等并發(fā)癥發(fā)生率增多［13］。根據(jù)Kim等［5］對(duì)髕骨置換的全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后病人進(jìn)行1年隨訪，結(jié)果顯示髕骨骨床厚度留至12mm以上和10～12mm并發(fā)癥發(fā)生率相當(dāng)，故作者認(rèn)為對(duì)維吾爾族女性或身材矮小、髕骨本來(lái)薄或髕骨損害嚴(yán)重的患者行髕骨置換術(shù)時(shí)切骨后的髕骨骨床厚度可考慮留至12mm左右，甚至10～12mm，以減少髕骨術(shù)后總厚度增加引起相關(guān)并發(fā)癥。同時(shí)應(yīng)考慮髕骨術(shù)后的力學(xué)性能，過(guò)薄的置換后的髕骨總厚度不但增加髕骨骨折等并發(fā)癥的發(fā)生率，同時(shí)影響伸膝裝置，具體遠(yuǎn)期效果待進(jìn)一步臨床研究和觀察。

本研究結(jié)果顯示正常維吾爾族DPF與漢族相比存在顯著差異(P＜0．001)，明顯大于漢族［3］;DPF在男女之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。值得注意的是維吾爾族女性DPF與漢族女性相比測(cè)量結(jié)果較接近［2］。上述人群測(cè)量結(jié)果之間的差異可能與選擇人群平均身高不同(測(cè)量漢族平均身高為167cm［2］)以及不同人群之間的生長(zhǎng)環(huán)境和飲食習(xí)慣不同密切相關(guān)。正常維吾爾族PT角、FT角與漢族PT角、FT角之間的差距無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1);維吾爾族男性與女性PT角、FT角大小有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示男性大于女性。維吾爾人群FT角(4．57°±0．77°)PT角(4．43°±0．62°)與西方人群FT角(3°左右)［14-16］、PT角(3．3°±2．2°)［17］相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，維吾爾族人群大于西方人群。本課題研究的維吾爾族正常PT角與國(guó)外數(shù)據(jù)［17］及常數(shù)3°比較均存在較大差異，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此結(jié)果表明，膝關(guān)節(jié)形態(tài)在人種之間存在較大差異，維吾爾族明顯大于西方3°的常數(shù)，如果參照西方國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行股骨后髁線外旋3°角截骨，并植入股骨髁假體，將會(huì)影響患者功能恢復(fù)情況，可出現(xiàn)股骨髁假體外旋欠缺等情況，可能引起髁假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良、膝關(guān)節(jié)間隙不對(duì)稱及內(nèi)外側(cè)韌帶不平衡，并增加出現(xiàn)髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的可能。因此對(duì)維吾爾族人群行股骨髁外旋截骨時(shí)截骨角度加大至4°左右是否更適合該人群需進(jìn)一步臨床證實(shí)。

本研究初步通過(guò)CT三維重建測(cè)量獲得了維吾爾族髕骨厚度、PT角、FT角、DFP等膝關(guān)節(jié)參數(shù)，并探討了其特點(diǎn)及臨床價(jià)值。雖研究納入病例有限，要將數(shù)據(jù)按年齡、體重、身高等指標(biāo)細(xì)分化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析較為困難，但本研究病例均來(lái)自新疆維吾爾族人群，對(duì)該人群行膝關(guān)節(jié)置換和設(shè)計(jì)并制造更適合該人群的膝關(guān)節(jié)假體具有一定的臨床意義。綜上所述，對(duì)維吾爾族患者行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)、髕骨置換術(shù)等操作時(shí)，不能直接參考其他人群相關(guān)數(shù)據(jù);為確保操作的精確性及手術(shù)的療效，設(shè)計(jì)國(guó)人膝關(guān)節(jié)假體時(shí)應(yīng)考慮到性別及不同族別人群間的差異，開(kāi)發(fā)更適合于各人群的假體組件。

［1］郭勝杰，周一新，邵宏翊，等．正常髕骨解剖形態(tài)學(xué)的CT研究［J］．中華骨科雜志，2013，33(3):273-277．

［2］王濤，王坤正，王偉，等．西北地區(qū)中老年人正常膝關(guān)節(jié)影像學(xué)測(cè)量及臨床意義［J］．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，31(2):224-226．

［3］張博，潘江，林源，等．國(guó)人正常脛骨近端幾何形態(tài)學(xué)的初步研究［J］．中華關(guān)節(jié)外科雜志(電子版)，2009，3(1):64-70．

［4］Baldwin JL，House CK．Anatomic dimensions of the patella measured during total knee arthroplasty［J］．JArthroplasty，2005，20(2):250-257．

［5］Kim TK，Chung BJ，Kang YG，et al．Clinical implications of anthropometric patellar dimensions for TKA in Asians［J］．Clin Orthop Relat Res，2009，467(4):1007-1014．

［6］向湘松，李峰，蒲丹，等．采用三維圖像測(cè)量脛骨平臺(tái)內(nèi)翻角度的應(yīng)用［J］．國(guó)際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報(bào)，2009，15(23):15-23．

［7］趙斌修，王坤正，王春生，等．中國(guó)西北地區(qū)漢族人群脛骨近端截面線性參數(shù)的測(cè)量與分析［J］．中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2011，15(22):4006-4010．

［8］李鈺軍，余斌，羅彪，等．基于三維重建技術(shù)對(duì)國(guó)人脛骨近端截面的形態(tài)學(xué)測(cè)量［J］．中國(guó)矯形外科雜志，2009，17(11):850-853．

［9］Rosenstein AD，Postak PD，Greenwald AS．Fixation strength comparison of onlay and inset patellar implants［J］．Knee，2007，14(3):194-197．

［10］Lachiewicz PF．Implant design and techniques for patellar resurfacing in total knee arthroplasty［J］．Instr Coarse Lect，2004，53:187-191．

［11］胡巖君，余斌，羅吉偉，等．脛骨近端截骨面與脛骨假體的數(shù)字化形態(tài)學(xué)研究［J］．中華創(chuàng)傷骨科雜志，2010，12(4):369-373．

［12］張斌，呂厚山．髕骨表面置換術(shù)中髕骨骨床保留厚度的探討［J］．中華骨科雜志，2002，22(5):280-283．

［13］Bengs BC，Scott RD．The effect of patellar thickness on intraoperative knee flexion and patellar tracking in total knee arthroplasty［J］．JArthroplasty，2006，21(5):650-655．

［14］Moreland JR．Mechanisms of failure in total knee arthroplasty［J］．Clin Orthop，1988，(226):49-64．

［15］Cooke TDV，Bryant JT，Scudamore RA．Biomechanical factors in alignment and arthritic disorders of the knee//Fu FH，Hamer CD，Vince KG．Knee surgery［M］．Baltimore:Williams and Wilkins，1994:1061-1078．

［16］Cooke TD，Li J，Scudamore A．Radiographic assessment of bony contributions to knee deformity［J］．Orthop Clin North(Am)，1994，25(3):387-393．

［17］Cooke TD，Pichora D，Siu D，et al．Surgical implications of varus deforminity of the knee with obliquity of joint surfaces［J］．JBone Joint Surg(Br)，1989，71(4):560-565．