吳鵬，郎俊哲，劉揚(yáng)波，陳雷

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 骨科，浙江 溫州 325015）

?論 著?

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)股骨遠(yuǎn)端外翻角影響因素探討

吳鵬，郎俊哲，劉揚(yáng)波，陳雷

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 骨科，浙江 溫州 325015）

目的：研究人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）股骨遠(yuǎn)端外翻角（DFVR）變化，分析其影響因素。方法：收集2012年2月1日至2014年2月1日間因骨性膝關(guān)節(jié)炎入院行初次人工TKA的患者共222例作為研究對(duì)象，測(cè)量DFVR。觀察并記錄各研究對(duì)象的一般臨床資料、股骨長(zhǎng)度、股骨頸干角（FNSA）、股骨頸長(zhǎng)度（FNL）、股骨彎曲角度（FBA）及股骨遠(yuǎn)端解剖軸外側(cè)角（mLDFA）等參數(shù)，并分析與DFVR的相關(guān)性；定義FBA＞3°為股骨彎曲，分為彎曲組和非彎曲組，比較并分析2組在不同DFVR的力線不良發(fā)生率。結(jié)果：研究對(duì)象的平均DFVR為6.66°±2.06°（2.78°～12.84°），與FBA有強(qiáng)相關(guān)性（r=0.845，P＜0.01），與年齡及mLDFA有弱相關(guān)性（r=0.377、0.446，P＜0.01），與其余參數(shù)均無相關(guān)性（P＞0.05）。明顯的股骨彎曲（FBA＞3°）的發(fā)生率為37.8%，彎曲組與非彎曲組在股骨遠(yuǎn)端外翻截骨角度為5°或6°時(shí)，力線不良的發(fā)生率（截骨誤差＞3°）差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），在股骨遠(yuǎn)端外翻截骨角度為7°時(shí)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：中國(guó)人中股骨彎曲發(fā)生率較高，且DFVR與股骨彎曲關(guān)系密切。

股骨彎曲；全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；股骨遠(yuǎn)端外翻角

人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty，TKA）的目標(biāo)是重塑下肢力線，良好的下肢力線是維持假體位置、減少假體磨損的必要條件[1]。行TKA時(shí)，臨床上廣泛應(yīng)用的冠狀面截骨角度應(yīng)該是垂直于下肢機(jī)械軸，并且誤差在3°以內(nèi)[2-3]。為了達(dá)到精確截骨角度，需要在下肢全長(zhǎng)片上測(cè)量股骨遠(yuǎn)端外翻角（distal femoral valgus resection，DFVR），但是，鑒于時(shí)間、精力以及設(shè)備的限制，臨床上往往采取5°或6°的外翻截骨角度來行股骨遠(yuǎn)端截骨。Kharwadkar等[4]研究報(bào)道對(duì)于非復(fù)雜性的初次TKA患者，5°～6°的截骨角度是安全的。但是，也有學(xué)者[5-6]持不同的意見，認(rèn)為DFVR變異較大。有研究表明，與西方人種相比，亞洲人種內(nèi)，韓國(guó)[7-9]、印度[10-11]、日本[12]以及中國(guó)[13-14]均存在明顯的股骨彎曲畸形，且影響DFVR。然而，卻很少有文獻(xiàn)綜合研究DFVR與股骨整體形態(tài)以及年齡、性別、身高等關(guān)系。Kim等[8]以及Lee等[14]的研究均未能將股骨頸長(zhǎng)度（femoral neck length，F(xiàn)NL）包括在內(nèi)，而據(jù)Howell等[6]報(bào)道，F(xiàn)NL能影響股骨的偏移距離，可能在一定程度上影響DFVR。因此，本文的研究目的是測(cè)量在需要行初次TKA的中國(guó)人的DFVR的大小，并研究其與年齡、性別、身高、體質(zhì)量以及股骨整體形態(tài)的關(guān)系，以期為臨床工作提供參考。

1 資料和方法

1.1 一般資料 2012年2月1日至2014年2月1日期間在我院因膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎入院，計(jì)劃行初次人工TKA患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)發(fā)育不良、解剖結(jié)構(gòu)異常等引起的繼發(fā)性膝骨性關(guān)節(jié)炎；②嚴(yán)重的基礎(chǔ)疾病患者；③術(shù)前全長(zhǎng)片非旋轉(zhuǎn)中立位，即髕骨未朝前，且未能同時(shí)暴露小粗隆及腓骨頭者[11]；④既往有嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)、手術(shù)側(cè)股骨外傷或手術(shù)史者；⑤術(shù)前存在嚴(yán)重屈曲攣縮畸形＞10°，可能影響影像測(cè)量者[8]。

1.2 觀察項(xiàng)目和方法 詳細(xì)記錄患者的年齡、性別、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）。在PACS系統(tǒng)患者全長(zhǎng)片上，通過Image-Pro Plus軟件測(cè)量患者股骨長(zhǎng)度、DFVR、FNL、股骨彎曲角度（femoral bowing angle，F(xiàn)BA）、股骨遠(yuǎn)端解剖軸外側(cè)角（mechanical lateral distal femoral angle，mLDFA）及股骨頸干角（femoral shaft-neck angle，F(xiàn)NSA）。FNL及FNSA代表股骨近端形態(tài)，F(xiàn)BA代表股骨中段形態(tài)，mLDFA代表股骨遠(yuǎn)端形態(tài)。

定義股骨小粗隆下方0 cm水平線中點(diǎn)與小粗隆下方5 cm水平線中點(diǎn)連線為股骨近端解剖軸；股骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面上方5 cm水平線中點(diǎn)與遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面水平線上方10 cm中點(diǎn)連線為股骨遠(yuǎn)端解剖軸；股骨頭中心與膝關(guān)節(jié)中點(diǎn)連線為股骨機(jī)械軸；股骨頸中點(diǎn)與股骨頭中點(diǎn)連線為股骨頸軸線[8]。DFVR為股骨機(jī)械軸，與股骨遠(yuǎn)端1/3骨干中點(diǎn)與膝關(guān)節(jié)中心連線的夾角[14]；股骨的長(zhǎng)度為冠狀面股骨頭最高點(diǎn)至股骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)髁最低位的距離；FNL為股骨頸軸線與股骨近端解剖軸交點(diǎn)到股骨頭中點(diǎn)的距離；FNSA為股骨頸軸線與股骨近端軸線夾角；股骨彎曲為股骨近端軸線與股骨遠(yuǎn)端軸線夾角，往外側(cè)為+，往內(nèi)側(cè)為-；股骨遠(yuǎn)端解剖軸外側(cè)角為股骨機(jī)械軸與膝關(guān)節(jié)線外側(cè)。具體測(cè)量圖示見圖1。

圖1 DFVR、股骨長(zhǎng)度、FNL、FNSA、FBA及mLDFA的測(cè)量方法

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用IBM SPSS Statistics 19統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)以±s表示。將計(jì)數(shù)資料進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，結(jié)果符合正態(tài)分布，故采用pearson相關(guān)分析法檢驗(yàn)DFVR與其余計(jì)量資料的相關(guān)性，采用spearman相關(guān)分析法檢驗(yàn)DFVR與性別的相關(guān)性，數(shù)據(jù)分析采用卡方檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)性：0.9＜r＜1.0為極強(qiáng)，0.7＜r＜0.89為強(qiáng)，0.5＜r＜0.69為中等，0.25＜r＜0.49為弱，0＜r＜0.24為差。

2 結(jié)果

所有研究對(duì)象的平均DFVR為6.66°±2.06°，平均股骨長(zhǎng)度為（425.60±296.10）mm，平均FNL為（3.89±0.37）mm，平均FNSA為131.98°±6.12°，平均FBA為3.29°±4.34°，平均mLDFA為89.56°± 2.72°。具體見表1。

表1 患者一般資料（n=222）

2.1 DFVR與各個(gè)參數(shù)的相關(guān)性 DFVR與股骨彎曲有強(qiáng)相關(guān)性（r=0.845，P＜0.01），與年齡及mLDFA有弱相關(guān)性（r=0.377、0.446，P＜0.01），與其余參數(shù)均無相關(guān)性（P＞0.05）。具體見表2。

2.2 DFVR的頻數(shù)分布圖 所有研究對(duì)象的平均DFVR為6.66°±2.06°（范圍：2.78°～12.84°），具體分布見圖2。

表3 2組間在不同股骨遠(yuǎn)端截骨角度下的對(duì)比[n（%）]

表2 股骨遠(yuǎn)端外翻截骨角與各個(gè)參數(shù)的相關(guān)性

圖2 DFVR的頻數(shù)分布圖

2.3 2組力線不良發(fā)生率的比較 所有研究對(duì)象中，總共有84例有明顯的股骨彎曲，總體發(fā)生率為37.8%。在股骨遠(yuǎn)端截骨角度為5°或6°時(shí)，股骨彎曲組和非彎曲組力線不良發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；在截骨角度為7°時(shí)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。具體見表3。

3 討論

本研究最重要的發(fā)現(xiàn)是在國(guó)內(nèi)需要行人工TKA的骨性關(guān)節(jié)炎患者中，DFVR較大且變化范圍遠(yuǎn)超西方人[2]，并且與國(guó)人中普遍存在的股骨彎曲關(guān)系密切，這與之前的研究[8，14]相符。

3.1 人工TKA術(shù)前下肢全長(zhǎng)片的必要性 為了達(dá)到最精確的截骨角度，需要在全長(zhǎng)片上準(zhǔn)確測(cè)量DFVR[6，12，15]。然而，由于全長(zhǎng)片的攝影需要特殊的影像設(shè)備及更多的醫(yī)療花費(fèi)，因此，臨床上往往更普遍采用固定的股骨遠(yuǎn)端截骨角度（5°或6°）。Kharwadkar等[4]和Mcgrory等[15]研究發(fā)現(xiàn)，與術(shù)前全長(zhǎng)片測(cè)量DFVR相比，采用5°～6°的固定截骨角度術(shù)后力線并無明顯差別，因此，他們認(rèn)為在西方人中，采用固定的截骨角度是安全的。但是，與西方人相比，亞洲人往往存在更明顯的股骨形態(tài)畸形，DFVR明顯偏大且變化范圍更大[8-14]。我們發(fā)現(xiàn)需行TKA的國(guó)人DFVR為6.66°±2.06°（2.78°～12.84°），這與Kim等[8]報(bào)道的韓國(guó)人6.5°±1.3°（4°～13°），Lee 等[14]報(bào)道的我國(guó)臺(tái)灣人7°±2°（4°～14°），Mullaji 等[10]報(bào)道的印度人7.3°±1.6°以及Nagamine等[12]報(bào)道的日本人7.7°±1.9°（4°～13°）相近，明顯異于文獻(xiàn)中報(bào)道的西方人。因此，我們有理由相信，相對(duì)于更適用于西方人的5°～6°截骨角度，亞洲人術(shù)前的下肢全長(zhǎng)片是必要的，能更準(zhǔn)確地指導(dǎo)術(shù)中截骨。

3.2 DFVR的影響因素分析 我們研究發(fā)現(xiàn)，在DFVR的各個(gè)影響因素中，股骨彎曲有最強(qiáng)的相關(guān)性。從文獻(xiàn)來看，Yau等[13]最早報(bào)道中國(guó)人中普遍存在股骨彎曲，且發(fā)生率高達(dá)62%?，F(xiàn)在，大多數(shù)研究[1，6-14，16-21]認(rèn)為，在患骨性膝關(guān)節(jié)炎需行TKA的亞洲人中股骨彎曲的形態(tài)畸形發(fā)生率較高，且股骨彎曲的患者中DFVR也顯著增大。Kim等[8]和Lee等[14]均報(bào)道DFVR與股骨彎曲存在最大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.501和0.720，與本文中相關(guān)系數(shù)0.845接近，均為強(qiáng)相關(guān)性。在對(duì)股骨彎曲組和非彎曲組分組后，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)不同的股骨遠(yuǎn)端外翻截骨角而言，2組間術(shù)后力線存在明顯的差異，尤其在5°或6°截骨時(shí)最明顯，更加驗(yàn)證了先前的假設(shè)，即股骨彎曲的增大會(huì)導(dǎo)致DFVR的增大，這與Yau等[13]的結(jié)論一致。同時(shí)，年齡的增大可能會(huì)促使股骨彎曲的發(fā)生，而股骨彎曲增大會(huì)導(dǎo)致mLDFA的增大[20]，Kim 等[8]也證實(shí)了股骨彎曲和mLDFA存在弱相關(guān)性，因此，我們認(rèn)為可能是這些因素導(dǎo)致了DFVR與年齡、mLDFA存在弱相關(guān)性。其余參數(shù)包括身高、體質(zhì)量、股骨近端形態(tài)與DFVR并無相關(guān)，與先前文獻(xiàn)[8，14]報(bào)道類似。

3.3 股骨遠(yuǎn)端截骨角度一定需要垂直股骨機(jī)械軸嗎？ 行TKA時(shí)，維持下肢的正常力線是術(shù)者的目標(biāo)。在行股骨遠(yuǎn)端截骨時(shí)，采取的是垂直股骨機(jī)械軸的所謂下肢力線的截骨方式。但是，最近Bellemans等[19]在文獻(xiàn)中提出了“結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻”的概念，他們認(rèn)為32%的正常男性和17%的正常女性有結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻，即下肢的機(jī)械軸存在3°以上的內(nèi)翻。如果對(duì)原本存在結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻的患者，施行TKA將下肢機(jī)械軸矯正經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心，反而是不正常的。他們發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性膝內(nèi)翻患者往往同時(shí)有股骨彎曲及增大的DFVR。Nagamine等[22]在研究中也提到，對(duì)于存在膝內(nèi)翻畸形的患者，使用導(dǎo)航技術(shù)可能反而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)屈曲位的不穩(wěn)，而導(dǎo)航技術(shù)能更加精確地使截骨垂直于股骨機(jī)械軸[23]。因此，對(duì)于存在股骨彎曲的患者，如何才能達(dá)到更好的術(shù)后效果可能還需進(jìn)一步研究。

本研究為回顧性研究，且無對(duì)照，研究效力無法跟前瞻性研究相比；且采用的是站立位全長(zhǎng)片攝影，未能消除股骨旋轉(zhuǎn)的影響，會(huì)對(duì)結(jié)果的可靠性有影響，雖然有研究[24]表明誤差在可接受范圍內(nèi)；本研究只是提供了模擬的理想情況下的手術(shù)截骨效果，而真實(shí)手術(shù)存在的截骨誤差及假體植入的位置可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致誤差的增大。

綜上所述，國(guó)人的DFVR較西方人大，且變化范圍大，與股骨彎曲關(guān)系密切，因此，術(shù)前有必要采用全長(zhǎng)片測(cè)量具體的DFVR，指導(dǎo)術(shù)中截骨。

[1]HUANG T W, LEE C Y, LIN S J, et al.The influence of alignment on midterm outcome after total knee arthroplasty in patients with marked coronal femoral bowing[J].J Arthroplasty, 2015, 30(9): 1531-1536.

[2]JEFFERY R S, MORRIS R W, DENHAM R A.Coronal alignment after total knee replacement[J].J Bone Joint Surg Br, 1991, 73(5): 709-714.

[3]RITTER M A, FARIS P M, KEATING E M, et al.Postoperative alignment of total knee replacement.Its effect on survival[J].Clin Orthop Relat Res, 1994(299): 153-156

[4]KHARWADKAR N, KENT R E, SHARARA K H, et al.5 degrees to 6 degrees of distal femoral cut for uncomplicated primary total knee arthroplasty: is it safe?[J].Knee, 2006, 13(1): 57-60.

[5]HINMAN R S, MAY R L, CROSSLEY K M.Is there an alternative to the full-leg radiograph for determining knee joint alignment in osteoarthritis?[J].Arthritis Rheum, 2006, 55(2): 306-313.

[6]HOWELL S M, KUZNIK K, HULL M L, et al.Longitudinal shapes of the tibia and femur are unrelated and variable [J].Clin Orthop Relat Res, 2010, 468(4): 1142-1148.

[7]LASAM M P, LEE K J, CHANG C B, et al.Femoral lateral bowing and varus condylar orientation are prevalent and af-fect axial alignment of TKA in Koreans[J].Clin Orthop Relat Res, 2013, 471(5): 1472-1483.

[8]KIM J M, HONG S H, KIM J M, et al.Femoral shaft bowing in the coronal plane has more signifi cant effect on the coronal alignment of TKA than proximal or distal variations of femoral shape[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2015, 23 (7): 1936-1942.

[9]SHETTY G M, MULLAJI A, BHAYDE S, et al.Factors contributing to inherent varus alignment of lower limb in normal Asian adults: role of tibial plateau inclination[J].Knee, 2014, 21(2): 544-548.

[10]MULLAJI A B, SHETTY G M, LINGARAJU A P, et al.Which factors increase risk of malalignment of the hip-kneeankle axis in TKA?[J].Clin Orthop Relat Res, 2013, 471(1): 134-141.

[11]MULLAJI A B, MARAWAR S V, MITTAL V.A comparison of coronal plane axial femoral relationships in Asian patients with varus osteoarthritic knees and healthy knees[J].J Arthroplasty, 2009, 24(6): 861-867.

[12]NAGAMINE R, MIURA H, BRAVO C V, et al.Anatomic variations should be considered in total knee arthroplasty[J].J Orthop Sci, 2000, 5(3): 232-237.

[13]YAU W P, CHIU K Y, TANG W M, et al.Coronal bowing of the femur and tibia in Chinese: its incidence and effects on total knee arthroplasty planning[J].J Orthop Surg (Hong Kong), 2007, 15(1): 32-36.

[14]LEE C Y, HUANG T W, PENG K T, et al.Variability of distal femoral valgus resection angle in patients with end-stage osteoarthritis and genu varum deformity: Radiographic study in an ethnic Asian population[J].Biomed J, 2015, 38(4): 350-355.

[15]MCGRORY J E, TROUSDALE R T, PAGNANO M W, et al.Preoperative hip to ankle radiographs in total knee arthroplasty[J].Clin Orthop Relat Res, 2002(404): 196-202.

[16]MATSUMOTO T, HASHIMURA M, TAKAYAMA K, et al.A radiographic analysis of alignment of the lower extremities—initiation and progression of varus-type knee osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage, 2015, 23(2): 217-223.

[17]NIKI Y, MATSUMOTO H, OTANI T, et al.Accuracy of implant positioning for minimally invasive total knee arthroplasty in patients with severe varus deformity[J].J Arthroplasty, 2010, 25(3): 381-386.

[18]HUANG T W, HSU W H, PENG K T, et al.Total knee replacement in patients with signifi cant femoral bowing in the coronal plane: a comparison of conventional and computerassisted surgery in an Asian population[J].J Bone Joint Surg Br, 2011, 93(3): 345-350.

[19]BELLEMANS J, COLYN W, VANDENNEUCKER H, et al.The Chitranjan Ranawat award: is neutral mechanical alignment normal for all patients? The concept of constitutional varus[J].Clin Orthop Relat Res, 2012, 470(1): 45-53.

[20]CHANG C B, CHOI J Y, KOH I J, et al.What should be considered in using standard knee radiographs to estimate mechanical alignment of the knee?[J].Osteoarthritis Cartilage, 2010, 18(4): 530-538.

[21]溫宏, 胡月正, 陳成旺, 等.計(jì)算機(jī)X攝影測(cè)量正常成人下肢負(fù)重軸線[J].溫州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2008, 38(6): 507-509.

[22]NAGAMINE R, KONDO K, IKEMURA S, et al.Distal femoral cut perpendicular to the mechanical axis may induce varus instability in flexion in medial osteoarthritic knees with varus deformity in total knee arthroplasty: a pitfall of the navigation system[J].J Orthop Sci, 2004, 9(6): 555-559.

[23]HUANG T W, PENG K T, HUANG K C, et al.Differences in component and limb alignment between computer-assisted and conventional surgery total knee arthroplasty[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2014, 22(12): 2954-2961.

[24]JIANG C C, INSALL J N.Effect of rotation on the axial alignment of the femur.Pitfalls in the use of femoral intramedullary guides in total knee arthroplasty[J].Clin Orthop Relat Res, 1989(248): 50-56

（本文編輯：趙翠翠）

Variability of distal femoral valgus resection angle in patients undergone total knee arthroplasty: the inci-dence of femoral bowing and its infl uence

WU Peng, LANG Junzhe, LIU Yangbo, CHEN Lei.
Department of Orthopaedics, the First Affi liated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To measure distal femoral valgus resection and determine infl uential factors in patients undergone total knee arthroplasty.Methods: Two hundred and twenty two patients planned to undergo primary TKA from February fi rst 2012 to February fi rst 2014 in the First Affi liated Hospital of Wenzhou Medical University were included.The clinical data of age, gender, height, weight, body mass index and the radiographic data of distal femoral valgus resection, femoral length, femoral neck length, femoral shaft-neck angle, femoral bowing angle and mechanical lateral distal femoral angle were recorded and analyzed.Results: The mean distal femoral valgus angle was 6.66°±2.06° (range: 2.78°-12.84°).The femoral bowing angle was the factor that showed the strongest correlation with this angle (r= 0.845, P＜0.01).The mechanical lateral distal femoral angle and age showed only a weak correlation (r=0.377, 0.446, P＜0.01), and other parameters showed no correlation (P＞0.05).Apparent femoral bowing angle (＞3° of bowing) was found in 84 (37.8%) cases.Cases with apparent femoral bowing had statistically signifi cant higher potential cutting error than cases with non-femoral bowing when a 5° or 6° distal femoral valgus angle was chosen (P＜0.05).Conclusion: Chinese races’ distal femoral valgus angles are mainly infl uenced by femoral bowing among femoral deformities in the coronal plane.Therefore, it is necessary to measure the distal femoral valgus angle preoperatively from coronal radiographs covering the whole femur.

knee arthroplasty; femoral bowing; distal femoral valgus resection

R687.4

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2016.12.005

2015-12-02

吳鵬（1988-），男，浙江溫州人，住院醫(yī)師，碩士。

陳雷，主任醫(yī)師，教授，Email：chenlei689595@ qq.com。