王志芳 安甲佳

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)醫(yī)院影像科(新疆 烏魯木齊 830002)

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是臨床常見病癥，主要受慢性骨損傷、膝關(guān)節(jié)退行性病變等影響，常見于中老年群體[1]。既往研究已對(duì)不同人群的骨關(guān)節(jié)參數(shù)特征與髕骨情況進(jìn)行研究，但用于維吾爾族及國內(nèi)其他民族膝關(guān)節(jié)假體主要通過國外進(jìn)口，或參照解剖形態(tài)制作，由于國內(nèi)外膝關(guān)節(jié)形態(tài)存在差異，且種族之間也存在差異，因此為保障置換效果，獲取符合各族膝關(guān)節(jié)假體具有重要意義。目前臨床治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的手術(shù)療法主要為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，該方法有助改善膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能，提高患者生活質(zhì)量[2]。但術(shù)后容易引發(fā)膝關(guān)節(jié)疼痛，無法在早期進(jìn)行功能鍛煉，一定程度上影響膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)[3]。為保障手術(shù)精確度及準(zhǔn)確性，需要在術(shù)前采用CT三維重建技術(shù)進(jìn)行引導(dǎo)，個(gè)性化制定全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)減少壓力，提高手術(shù)治療準(zhǔn)確率及成功率[4]。但目前臨床研究報(bào)道較少，因此本研究就我院影像科診治的186例膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者臨床資料進(jìn)行分析，旨在探討CT掃描三維重建對(duì)維吾爾族全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年4月至2019年8月我院骨科診治的186例膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行研究。93例膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者，男39例，女54例；年齡57～72歲，平均年齡(65.32±3.28)歲；患側(cè)：左側(cè)34例，右側(cè)59例；體重59～78kg，平均體重(69.76±2.34)kg，民族：維吾爾族。同期93例漢族膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者作為對(duì)照組，男40例，女53例；年齡57～72歲，平均年齡(65.34±3.29)歲；患側(cè)：左側(cè)37例，右側(cè)56例；體重59～78kg，平均體重(69.75±2.36)kg。兩組上述資料比較無顯著差異(P＞0.05)，本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核并通過。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者符合《骨關(guān)節(jié)炎的診斷與治療(精)》[5]中膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)；患者無先天性畸形或病變；患者經(jīng)影像學(xué)確診；患者及家屬知情并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：患者存在髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)手術(shù)史；患者患有腦卒中、精神病；患者患有骨腫瘤；患者屬于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等免疫性疾病、膝關(guān)節(jié)肌肉癱瘓、或神經(jīng)關(guān)節(jié)病變等。

1.2 方法

1.2.1 1)三維建模：術(shù)前采用東芝320排螺旋CT掃描，雙下肢全長(股骨頭至踝關(guān)節(jié)中心)，采用配套工作站(Extended Brilliance，EBW-NM 1.1.1A)處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行下肢模型建立。2)下肢中心點(diǎn)：通過配套工作站在三維模型上利用Mose同心圓法找到下肢中心點(diǎn)，股骨髁關(guān)節(jié)決定膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)，踝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)由距骨中心點(diǎn)決定，見圖1。3)確定下肢線：(1)股骨干中心軸線表示股骨解剖軸；股骨頭中心點(diǎn)與膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)連接線表示股骨機(jī)械軸，見圖2。(2)股骨機(jī)械軸為膝關(guān)節(jié)中心和踝關(guān)節(jié)中心連接線；解剖軸為脛骨髓腔中心劃縱軸線。通常情況下正常成年人股骨機(jī)械軸與解剖軸重合，見圖3。(3)下肢機(jī)械軸：股骨頭中心連接踝關(guān)節(jié)中心，畸形病變患者不一定重疊，見圖4。4)角度確定：(1)股骨髁外翻角為股骨機(jī)械軸與股骨解剖軸夾角正常為5°～7°，女性大于男性，該患者角度為5.12°，見圖5。(2)股骨旋轉(zhuǎn)軸與外旋角：股骨內(nèi)外髁連線表示股骨旋轉(zhuǎn)軸，外旋角通過三維重建找到insall線連接股骨內(nèi)外髁，見圖6。(3)股骨平臺(tái)后傾角：以內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)后傾角為準(zhǔn)，在配套工作站三維重建模型上測量，該患者為6.23°，見圖7。5)脛骨髓內(nèi)定位入點(diǎn)：術(shù)前經(jīng)配套工作站，找準(zhǔn)定位冠狀面、矢狀面、水平面股骨中心。6)下肢力線角確定：股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸夾角。7)術(shù)前模擬截骨：(1)術(shù)前脛骨平臺(tái)截骨參數(shù)：矢狀面，脛骨平臺(tái)截骨面與下肢機(jī)械軸垂直，三維重建測量脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)后傾角，內(nèi)側(cè)平臺(tái)截取2mm為截骨厚度，見圖8。(2)術(shù)前股骨遠(yuǎn)端截骨參數(shù)確定：根據(jù)術(shù)前三維重建測得的股骨髁外翻角度數(shù)，在骨模上行股骨遠(yuǎn)端標(biāo)準(zhǔn)厚度截骨，表示術(shù)中截骨根據(jù)。前髁標(biāo)準(zhǔn)截骨，確定型號(hào)，依次截骨，見圖9。(3)術(shù)前股骨與脛骨假體型號(hào)：模擬截骨結(jié)束，測量股骨遠(yuǎn)端、脛骨平臺(tái)，確定假體型號(hào)。

圖1 男性，66歲，左膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，應(yīng)用多平面顯影技術(shù)確定股骨頭中心。圖2A：股骨解剖軸線；圖2B：股骨機(jī)械軸。圖3 股骨機(jī)械軸、解剖軸。圖4 下肢機(jī)械軸。圖5 股骨髁外翻角。圖6 股骨外旋角。圖7 股骨平臺(tái)后傾角。圖8 平臺(tái)截骨后。圖9 股骨遠(yuǎn)端截骨后。

1.2.2 手術(shù)方法 (1)暴露：均行腰硬聯(lián)合麻醉，取平臥位，切開膝蓋骨旁邊支持帶、關(guān)節(jié)囊、滑膜，屈膝間期充分暴露膝蓋骨股關(guān)節(jié)，切除膝關(guān)節(jié)諸病變組織。(2)定位與截骨脛骨髓外：固定截骨板，去除髓外定位系統(tǒng)，推進(jìn)截骨板，檢測脛骨假體型號(hào)，最大限度覆蓋皮質(zhì)骨，小于皮質(zhì)邊。(3)定位與截骨脛骨髓內(nèi)：患者90°屈膝，脛骨髓內(nèi)定位點(diǎn)行開口擴(kuò)髓，固定導(dǎo)向桿，選擇股骨遠(yuǎn)端截骨導(dǎo)向器，連接器結(jié)合外翻導(dǎo)向器；標(biāo)準(zhǔn)截骨股骨遠(yuǎn)端，對(duì)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定、伸直狀態(tài)、下肢肌力線進(jìn)行檢查，選擇外旋定位系統(tǒng)，四合一截骨板組合滑塊，截骨股骨前后髁、斜面；觀察假體，廂式截骨選擇同型號(hào)股骨髁間截骨器。(4)安裝假體：混勻涂抹骨水泥，按順序安裝脛骨、脛骨假體，脛骨托安裝假體襯墊，伸直位固定于膝關(guān)節(jié)。(5)縫合切口清洗：止血、沖洗切口，設(shè)置引流管，縫合切口，鋪上無菌敷料并包扎。

1.3 觀察指標(biāo) 下肢肌力線：療效評(píng)價(jià)依據(jù)由術(shù)前及術(shù)后下肢肌力線與標(biāo)準(zhǔn)角偏差度數(shù)提供。膝關(guān)節(jié)功能評(píng)估：術(shù)前與術(shù)后采用美國特種外科醫(yī)院膝關(guān)節(jié)(hospital for special surgery knee score，HSS)評(píng)分評(píng)估，包括疼痛、功能、活動(dòng)、肌力、屈曲畸形、關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，共100分。優(yōu)良率：優(yōu)為85分，良為70～84分；中為60～69分；差為＜59分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以(±s)的形式表示，術(shù)前術(shù)后均采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 下肢力線角比較 兩組術(shù)后下肢力線角明顯高于術(shù)前，且下肢力線角與標(biāo)準(zhǔn)角偏差度數(shù)低于術(shù)前，差異顯著(P＜0.05)；但兩組術(shù)后下肢力線角、下肢力線角與標(biāo)準(zhǔn)角偏差比較無顯著差異(P＞0.05)，見表1。

表1 下肢力線角比較(°)

2.2 HSS評(píng)分比較 觀察組術(shù)后疼痛、功能、活動(dòng)、肌力、屈曲畸形、關(guān)節(jié)穩(wěn)定性評(píng)分及總評(píng)分均低于術(shù)前，差異顯著(P＜0.05)，見表2。

表2 HSS評(píng)分比較(分)

2.3 優(yōu)良率 觀察組經(jīng)術(shù)后HSS評(píng)分，優(yōu)占80.65%(75/93)，良占13.98%(13/93)，中占4.30%(4/93)，差占1.08%(1/93)，優(yōu)良率94.62%(88/93)。

3 討 論

骨關(guān)節(jié)臨床常見病癥中，骨性關(guān)節(jié)炎以及股骨頭無菌性壞死最常見[6]。目前臨床外科治療方案中推薦全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，能夠縮短患者住院時(shí)間、促進(jìn)手術(shù)后患者康復(fù)、顯著提高臨床療效[7]。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是用人工置換器來更換受損膝關(guān)節(jié)的病變部分，可改善患者疼痛感覺，并能使患者正?；顒?dòng)，目前是終末期膝關(guān)節(jié)病變治療的首選治療方案[8]。而在人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，假體位置的精確度影響術(shù)后療效。近年來許多學(xué)者尋找更精確、簡便方法對(duì)下肢力線、骨髓內(nèi)定位點(diǎn)進(jìn)行確定，計(jì)算機(jī)輔助膝關(guān)節(jié)置換術(shù)逐漸流行起來，經(jīng)光學(xué)定位追蹤儀尋找解剖點(diǎn)確定下肢力線[9-10]。但光學(xué)定位追蹤儀需要操作者具有較強(qiáng)專業(yè)能力，且該方法具有單一性，導(dǎo)致假體位置的精確度下降。國內(nèi)相關(guān)研究表示，脛骨平臺(tái)聚乙烯假體承受應(yīng)力均勻匹配對(duì)減少錯(cuò)誤對(duì)線損害程度具有重要意義[11]，因此虛擬解剖逐漸受到臨床認(rèn)可。

三維重建技術(shù)出現(xiàn)于上世紀(jì)末，主要由計(jì)算機(jī)處理CT數(shù)據(jù)，幫助臨床醫(yī)生建立個(gè)體化膝關(guān)節(jié)解剖圖，為醫(yī)學(xué)向精確、個(gè)性方向奠定基礎(chǔ)[12]。隨著三維重建技術(shù)不斷更新，其精確度與清晰度逐漸升高，更多研究注重三維重建和醫(yī)療領(lǐng)域高效結(jié)合。有研究表示，三維重建技術(shù)在骨科中運(yùn)用較廣，能夠精準(zhǔn)體現(xiàn)生物組織復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，提供三維立體視覺[13]。本研究結(jié)果顯示，觀察組和對(duì)照組術(shù)后下肢力線角明顯高于術(shù)前，且下肢力線角與標(biāo)準(zhǔn)角偏差度數(shù)低于術(shù)前，但組間術(shù)后下肢力線角、下肢力線角與標(biāo)準(zhǔn)角偏差比較無顯著差異。提示經(jīng)CT三維重建并制定個(gè)體化膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后，患者下肢力線更接近理想線，且與標(biāo)準(zhǔn)角度偏差比較度數(shù)較小，維吾爾族與漢族差別較小。膝關(guān)節(jié)中心確定可以通過膝關(guān)節(jié)平面的軟組織、脛骨平臺(tái)、股骨髁、脛骨棘突及股骨髁問凹中得到；上述5個(gè)中心最大誤差在4mm左右，股骨髁間凹中心是最內(nèi)側(cè)，脛骨平臺(tái)中心為最外側(cè)[14]。踝關(guān)節(jié)中心確定可以通過踝關(guān)節(jié)平面軟組織，內(nèi)、外踝在踝關(guān)節(jié)平面間的中心及距骨中心得到，上述5個(gè)中心最大誤差在2.5mm左右[15]。本研究為保證精確度及準(zhǔn)確有效評(píng)估術(shù)后療效，膝關(guān)節(jié)中心確定選擇股骨髁中心，踝關(guān)節(jié)中心選擇距骨中心。有研究顯示，由于患者后傾角度存在差異性及個(gè)體化，后傾角度太小或太大均會(huì)影響膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)，嚴(yán)重容易出現(xiàn)較多并發(fā)癥[16-17]。本研究通過在三維重建模型上測量內(nèi)測平臺(tái)后傾角，并作為脛骨平臺(tái)的后傾角，結(jié)果表示，觀察組與術(shù)前比較，術(shù)后疼痛、功能、活動(dòng)、肌力、屈曲畸形、關(guān)節(jié)穩(wěn)定性評(píng)分及總評(píng)分均較低，提示CT掃描三維重建有利于改善維吾爾族全膝關(guān)節(jié)置換患者膝功能。既往研究證實(shí)，股骨遠(yuǎn)端截骨由股骨髓內(nèi)定位確定，其準(zhǔn)確率較高[18]。本研究結(jié)果與上述研究相似，股骨均無解剖畸形變異，因此利用股骨髓內(nèi)定位確定。既往全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中股骨髓內(nèi)定位主要通過臨床經(jīng)驗(yàn)和肉眼決定，但受到股骨髓腔粗細(xì)差異影響，評(píng)估髓內(nèi)定位入點(diǎn)誤差逐漸累積，造成手術(shù)失敗[19-20]。本研究通過配套工作站多平面顯影技術(shù)，股骨髓內(nèi)定位入點(diǎn)通過定位冠狀面、矢狀面、水平面股骨中心一定程度上降低了誤差。本研究結(jié)果表明，觀察組經(jīng)HSS評(píng)分得到手術(shù)優(yōu)良率為94.62%，說明CT掃描三維重建有利于輔助維吾爾族全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)操作，提高了手術(shù)成功率。

CT掃描三維重建有利于提高全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的精確度，降低誤差率，促進(jìn)重建下肢力線、定位截骨和植入假體，為維吾爾族患者提供標(biāo)準(zhǔn)、個(gè)體化全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。