陳連偉,李嘯,尹世林,孫志鵬,田鑫宇,杜雙慶

(河北中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨傷三科,河北 石家莊 050011)

膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)是一種退行性膝關(guān)節(jié)疾病,常引起膝關(guān)節(jié)的慢性疼痛腫脹和活動(dòng)受限等癥狀,嚴(yán)重的KOA患者可導(dǎo)致殘疾[1-2]。KOA患病率具有顯著的性別差異,女性(10.30%)明顯高于男性(5.70%)[3]。由于年齡的增長,KOA的發(fā)病率也在逐步上升,已成為世界范圍內(nèi)的一個(gè)主要健康問題[4]。作為一種退行性疾病,KOA癥狀的出現(xiàn)與發(fā)展與多種因素密切相關(guān),如年齡、區(qū)域、超重、性別以及運(yùn)動(dòng)損傷因素,如脊柱損傷、肌肉無力、關(guān)節(jié)松弛和骨骼創(chuàng)傷[5]。相關(guān)報(bào)道表明[6-7],腰椎退行性疾病(lumbar degenerative disease,LDD)和KOA之間具有一定相關(guān)性,但既往研究多側(cè)重于腰膝矢狀位影像學(xué)觀察,冠狀位力學(xué)因素對KOA的影響尚未完全明確且缺乏大量臨床研究報(bào)道證實(shí),因此筆者團(tuán)隊(duì)為進(jìn)一步研究冠狀位LDD與KOA的力學(xué)聯(lián)系,拍攝腰椎聯(lián)合雙下肢全長正位負(fù)重位X線片,從冠狀位角度全面分析及明確KOA的疼痛、僵硬、功能受限與腰椎重心的偏移及下肢力線角度的相關(guān)性,以期為基礎(chǔ)和臨床研究提供新思路。

1 資料與方法

1.1 診斷標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1 西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn) 參照中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨科學(xué)分會(huì)2018年制定的KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]。

1.1.2 影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn) 參照Kellgren-Lawrence(K-L)影像分級(jí)法[9],0級(jí):正常;Ⅰ級(jí):輕微骨贅;Ⅱ級(jí):明顯骨贅,但未累及關(guān)節(jié)間隙;Ⅲ級(jí):關(guān)節(jié)間隙中度狹窄;Ⅳ級(jí):關(guān)節(jié)間隙明顯變窄,軟骨下骨硬化。

1.2 納入排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合上述診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)年齡≥50歲;(3)符合單側(cè)膝關(guān)節(jié)發(fā)病;(4)近2周內(nèi)未接受其他藥物或外治療法;(5)可理解并獨(dú)立完成本研究所選取的評定量表內(nèi)容;(6)患者具有良好依從性,自愿參與本研究并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)化膿性感染、腫瘤、結(jié)核、創(chuàng)傷等造成膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變者;(2)膝關(guān)節(jié)截骨術(shù)、置換術(shù)等術(shù)后患者。本研究通過河北中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批(HBZY2022-KY-068-01)。所有患者自愿并簽署知情同意書。

1.3 一般資料 共納入2022年10月至2023年5月就診于河北中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨傷三科門診267例KOA患者。其中男49例,女218例;年齡50～83歲,平均(61.55±8.72)歲?；疾r(shí)間0.25～8年,平均(3.55±3.41)年。身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)18.83～33.69 kg/m2,平均(25.50±3.28)kg/m2。腰椎骨密度-2.30～2.40 g/cm2,平均(-1.27±1.25)g/cm2。腰骶偏移距離(lumbosacral offset distance,LOD)0～34.80 mm,平均(7.18±5.19)mm。腰膝偏移距離(waist and knee offset distance,WKOD)0～97.70 mm,平均(19.50±17.30)mm。機(jī)械軸偏移距離(mechanical axis deviation,MAD)-21～57 mm,平均(10.50±13.90)mm。髖膝踝角(hip knee ankle,HKA)161.80 °～179.40 °,平均(176.30±4.42)°。關(guān)節(jié)線相交角(joint line convergence angle,JLCA)0 °～12.40 °,平均(2.65±1.77)°。K-L分級(jí)Ⅱ級(jí)104例,Ⅲ級(jí)118例,Ⅳ級(jí)45例。腰骶左偏移120例,占44.94%;腰骶右偏移114例,占42.70%;腰骶無偏移33例,占12.36%。HKA分型:內(nèi)翻型126例,外翻型17例,中立型124例。

1.4 研究方法

1.4.1 攝影方法 腰椎聯(lián)合雙下肢全長正位負(fù)重位X線攝影方法:使用Optima XR646 HD數(shù)字化醫(yī)用X線攝影系統(tǒng)。檢查床調(diào)節(jié)至站立垂直位,站立支架板調(diào)節(jié)至可移動(dòng)位置最高檔(距地面約35 cm),球管焦點(diǎn)與探測器距離100 cm,曝光范圍:上緣包括L1椎體,下緣包括踝關(guān)節(jié);患者背靠攝影床站立,面朝球管正身直立,將雙手置于支架兩側(cè),雙足并攏,髕骨及足尖朝正前方,雙下肢伸直、后緣緊貼攝影床。使用全景攝影方式,球管自動(dòng)從上至下曝光,同時(shí)探測器隨球管從上至下移動(dòng),連續(xù)曝光計(jì)算機(jī)自動(dòng)拼接生成腰椎聯(lián)合雙下肢全長負(fù)重位X線片圖像。相比較自然體位下拍攝,此固定體位能夠?yàn)楹笃谘芯繙p少測量誤差,有利于比較治療前后下肢力線角度的變化(見圖1)。

圖1 下肢力線角度及腰椎生物力學(xué)參數(shù)圖解

1.4.2 測量方法 所有圖像利用MI platform軟件自帶標(biāo)尺和角度測量工具及聯(lián)影智能DR下肢力線智能分析系統(tǒng),由一名臨床醫(yī)師和影像科技師按照固定解剖定位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量,為減少測量誤差,所有數(shù)據(jù)均由同一名醫(yī)師和技師連續(xù)測量3次,取其平均值作為最后結(jié)果。

1.5 觀察指標(biāo) (1)LOD:L1椎體中點(diǎn)到骶骨中點(diǎn)鉛垂線的距離,理想狀態(tài)下為0。(2)WKOD:L1椎體中點(diǎn)向下做1條鉛垂線,雙膝關(guān)節(jié)股骨內(nèi)側(cè)髁到鉛垂線的距離之差的絕對值,理想狀態(tài)下為0。(3)HKA:股骨頭中心點(diǎn)和股骨髁頂點(diǎn)中點(diǎn)的連線與股骨髁間窩頂點(diǎn)中點(diǎn)和距骨中心點(diǎn)的連線所形成的夾角。(4)MAD:HKA與脛骨髁間嵴的中點(diǎn)之間的距離。(5)JLCA:股骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)線與脛骨平臺(tái)關(guān)節(jié)線的夾角。(6)西安大略和麥克馬斯特大學(xué)(the Western Ontario and McMaster universities,WOMAC)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分:共24個(gè)項(xiàng)目,單項(xiàng)計(jì)分0～4分,從疼痛、僵硬及關(guān)節(jié)功能狀況等幾個(gè)方面評估膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能?？傇u分與KOA癥狀呈正相關(guān)[11]。

2 結(jié) 果

2.1 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果 腰骶偏移方向與KOA疼痛側(cè)具有相關(guān)性,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,r=0.569,見表1)。

表1 腰骶偏移方向與KOA疼痛側(cè)之間的相關(guān)性

2.2. WOMAC評分與LOD、WKOD、HKA、MAD、JLCA、病程的相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果 WOMAC總評分、疼痛評分、功能評分與LOD、WKOD、HKA、MAD、JLCA、病程均存在相關(guān)性,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。WOMAC僵硬評分與病程存在相關(guān)性,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表2)。

表2 WOMAC評分與LOD、WKOD、HKA、MAD、JLCA、病程的相關(guān)性

3 討 論

人體平衡由脊柱-骨盆-下肢共同協(xié)調(diào)完成,其中任何一節(jié)段平衡失調(diào),勢必會(huì)影響其他節(jié)段的代償性變化[12]。KOA作為一種慢性關(guān)節(jié)疾病,往往存在下肢力線的改變,從而影響下肢穩(wěn)定,平衡性失調(diào)[13]。Obeid等[14]證明當(dāng)下肢功能障礙時(shí),膝關(guān)節(jié)屈曲會(huì)導(dǎo)致腰椎前凸角代償性減小,從而影響脊柱-骨盆矢狀面平衡。膝關(guān)節(jié)-脊柱綜合征的概念[15],進(jìn)一步表明膝關(guān)節(jié)退行性改變與腰椎矢狀面平衡的密切關(guān)系。國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者[16-18]認(rèn)為KOA與LDD存在密切相關(guān)性,且具有較高的共存患病率(57.40%),且當(dāng)這兩種疾病合并出現(xiàn)時(shí)膝關(guān)節(jié)疼痛強(qiáng)度較單純KOA患者疼痛感更為劇烈,但其具體發(fā)生機(jī)制尚未明確。本研究結(jié)果顯示,腰椎側(cè)彎方向與膝關(guān)節(jié)疼痛嚴(yán)重側(cè)具有相關(guān)性,LOD、WKOD與WOMAC總評分、疼痛、功能評分均具有相關(guān)性。LOD代表腰椎側(cè)彎的嚴(yán)重程度,同時(shí)也說明腰椎冠狀位重心的偏移,WKOD代表腰椎側(cè)彎后對膝關(guān)節(jié)畸形所造成的嚴(yán)重程度。從綜合角度分析,腰椎-骨盆是連接人體軀干和下肢的中心樞紐,腰椎的穩(wěn)定性使機(jī)體功能保持正常的同時(shí)也與下肢之間力量傳遞相關(guān)[19]。當(dāng)腰椎發(fā)生側(cè)彎時(shí),腰椎椎體會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、移位,軟組織會(huì)緊張和損傷,由于作用力點(diǎn)發(fā)生變化,人體冠狀位重心也勢必會(huì)偏離前正中線,導(dǎo)致力的不正常傳導(dǎo),向下則會(huì)影響髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)甚至踝關(guān)節(jié)等[20]。人體為了維持平衡狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生避痛及代償機(jī)制,通過腰椎-骨盆中樞的傳導(dǎo)使下肢產(chǎn)生相應(yīng)的力學(xué)改變,當(dāng)下肢力學(xué)傳導(dǎo)失衡后,致使雙膝關(guān)節(jié)受力應(yīng)點(diǎn)發(fā)生改變,多以膝關(guān)節(jié)屈曲表現(xiàn)最為明顯。當(dāng)人體承受能力達(dá)到極限,代償機(jī)制潰散形成失代償狀態(tài),則會(huì)加重膝關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)改變,出現(xiàn)內(nèi)外翻畸形,從而引發(fā)膝關(guān)節(jié)疼痛的加重。Omori等[21]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)腰椎間盤突出使L2～4神經(jīng)受壓,而受其支配股四頭肌肌力下降,使膝關(guān)節(jié)不穩(wěn),會(huì)加速膝關(guān)節(jié)退變。Malahias等[22]研究證明LDD患者行腰椎融合術(shù)后會(huì)引發(fā)或加重膝關(guān)節(jié)癥狀,同時(shí)LDD是初次全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后2年內(nèi)翻修的重要危險(xiǎn)因素。上述研究及LOD、WKOD與WOMAC總評分、疼痛、功能評分存在中度相關(guān),這也客觀說明腰椎重心的偏移以致力的不正常傳導(dǎo)對KOA的發(fā)生、發(fā)展具有一定的影響,所以在臨床診治KOA時(shí)要著重關(guān)注腰椎節(jié)段的變化。

下肢力線角度中,HKA、MAD主要用于判斷下肢力線對齊情況,作為衡量下肢的重要標(biāo)志,與KOA的嚴(yán)重程度及分類分型相關(guān)[23-24]。本研究中,HKA、MAD與WOMAC總評分、疼痛、功能評分存在相關(guān)性,表明KOA患者內(nèi)翻畸形程度與膝關(guān)節(jié)疼痛、功能受限呈正相關(guān)。JLCA主要用于判斷膝關(guān)節(jié)間隙狹窄情況,KOA患者因長期膝關(guān)節(jié)受力不均,導(dǎo)致下肢負(fù)重線逐漸移向膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室,引發(fā)JLCA異常[25-26],JLCA與WOMAC總評分、疼痛、功能評分存在相關(guān)性,表明膝關(guān)節(jié)間隙狹窄與膝關(guān)節(jié)疼痛、功能受限呈正相關(guān)。KOA患者關(guān)節(jié)僵硬程度與腰椎重心的偏移及下肢力線各角度無明顯相關(guān)性,與KOA患者病程有相關(guān)性。上述下肢力線角度與膝關(guān)節(jié)疼痛、功能活動(dòng)均存在弱相關(guān),而大多數(shù)學(xué)者所認(rèn)為的關(guān)節(jié)間隙狹窄是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)疼痛及功能受限的主要因素,在此次研究中并非占據(jù)主導(dǎo)因素,這是臨床診治KOA時(shí)值得深思的一個(gè)問題。

綜上所述,KOA與LDD的相互關(guān)系是具有較大臨床意義的研究方向,腰椎冠狀位重心的偏移是臨床診治KOA時(shí)不容忽視的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此,此次研究也指導(dǎo)臨床醫(yī)生在診治KOA時(shí)切勿僅著眼于局部,應(yīng)從機(jī)體整體平衡考慮,為KOA的防治提供了一種新思路、新方法。