，，

(1.南華大學附屬第二醫(yī)院脊柱外科 湖南 衡陽 421001；2.南華大學附屬第二醫(yī)院疼痛科)

隨著我國人口老齡化日漸嚴重，國人嚴重膝關節(jié)疾患的發(fā)病率呈逐年上升，尤以骨性關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)、類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)最常見，并嚴重影響老齡患者的生活質量及加重經濟負擔。全膝關節(jié)置換術(total knee arthroplasty,TKA)是臨床上治療晚期嚴重膝關節(jié)疾患的一種常規(guī)、安全而有效的治療方案，其術后患者優(yōu)良率已超過90%[1-2]。盡管在臨床實踐中TKA已取得良好的療效，但術后仍面臨著諸多問題，如膝關節(jié)感染、假體松動與位置不良、髕股關節(jié)不穩(wěn)與髕骨運動軌跡不良及術后膝關節(jié)疼痛、屈曲功能受限等，甚至嚴重時出現(xiàn)假體周圍骨折[3-4]。研究發(fā)現(xiàn)，合理的膝關節(jié)假體設計對手術效果、術后并發(fā)癥的預防尤為重要。因此設計符合人體生物力學、解剖學及運動學的TKA假體是決定手術成敗與療效的關鍵。本文通過超薄層CT掃面200例國人膝關節(jié)，并測量股骨遠端相關解剖學參數(shù)，為各種嚴重膝關節(jié)疾患行TKA治療時膝關節(jié)假體的設計、選擇及放置提供解剖學參數(shù)。

1 資料與方法

1.1一般資料200例病例中，男100例，女100例；年齡25～52歲，平均34.19±3.16歲，入選標準：所有對象的身高、體重位于正常范圍，日常生活中無任何雙下肢關節(jié)明顯疼痛，既往無膝關節(jié)疾患、骨關節(jié)炎、腫瘤等疾病史，雙下肢無發(fā)育畸形、關節(jié)不穩(wěn)、創(chuàng)傷及手術史，研究對象經醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 CT掃描及三維重建方法志愿者仰臥位，下肢平放、雙膝關節(jié)伸直中立位，CT(Philips,iCT 256)斷層掃描方向與股骨遠端內、外髁關節(jié)面的水平面平行(設計掃描厚度為1 mm、層間距0.5 mm)，掃描范圍為髕骨上極以上 5 cm至脛骨平臺遠端 5 cm。使用Philips Intellispace Portal系統(tǒng)重建軟件對掃描后圖像進行三維重建及重建后股骨遠端前髁角、后髁角、滑車溝角的測量與股骨面率的計算。

1.3股骨遠端相關參數(shù)的定義及測量方法本研究所需要測量的相關股骨遠端解剖學參數(shù)：股骨遠端前髁角(anterior condylar angle,ACA)、后髁角(posterior condylar angle,PCA)、股骨遠端內外側髁最高點之間的滑車溝角度(AOB)、股骨遠端橫徑(medial-lateral,ML)、外上髁高度(lateral anterior-posterior,LAP)及兩者之間的比值，即股骨面率(ML/LAP)，相關參數(shù)定義如下[5-6]：

髁上軸(transepicondylar axis,TEA)：股骨遠端內髁最凹點與外髁最凸點的連線，臨床上將其作為股骨遠端旋轉對線的標志。有學者將其進一步細分為外科髁上軸(Surgical transepicondylar axis,STEA)及臨床髁上軸(Clinical transepicondylar axis,CTEA)，STEA 即本文上述 TEA 的定義，CTEA 的定義為：股骨遠端內、外上髁突起的連線。后髁線(posterior condylar line,PCL)：股骨遠端內、外后髁最低點之間的連線；前髁線(anterior condylar line,ACL)：股骨遠端內、外前髁最高點之間的連線；股骨遠端橫徑(medial-lateral,ML)：股骨遠端內髁最凹點與外髁最凸點之間的連線，該連線在PCL垂直投影后的距離。LAP：股骨外上髁最高點至PCL的垂直距離；股骨面率： ML/LAP；PCA：PCL與TEA的夾角；ACA：ACL與TEA的夾角；滑車溝角(AOB)：定義并標記股骨遠端外上髁的最高點為 A、內上髁最高點為 B、兩個橫斷面中的髁間凹最低點為 O，它們之間所形成的夾角即為AOB。各參數(shù)定義具體見圖1。

圖1 股骨遠端相關參數(shù)的測量

2 結 果

國人股骨遠端前髁角(ACA)的測量平均值為8.9°±1.3°，具有性別差異性(P<0.05)，男性大于女性；股骨遠端PCA的測量平均值為5.5°±1.2°，具有性別差異性(P<0.05)，男性小于女性；股骨遠端滑車溝角(AOB)的測量平均值為129.6°±9.3°，男女之間AOB差異無統(tǒng)計學意義(表1)。國人ML為(78.3±5.9)mm，具有性別差異性(P<0.05)，男性大于女性；國人股骨遠端LAP的為(63.4± 3.9)mm，性別間差異有顯著性意義(P<0.05)，男性大于女性。國人ML/LAP的為1.26± 0.11 ， ML/LAP的大小在性別間差異有顯著性意義(P<0.05)，男性大于女性(表2)。

表1 股骨遠端解剖學參數(shù)

表2 股骨遠端ML、LAP及ML/LAP

3 討 論

近年來隨著國人嚴重膝關節(jié)疾患的發(fā)病率在老年人群中逐漸增加，TKA已成為嚴重膝關節(jié)疾患晚期唯一有效的主流手術治療方案，并已獲得令人滿意的療效及遠期隨訪[7]。盡管諸多臨床實踐已證實TKA治療嚴重膝關節(jié)疾患療效明顯，但其術后各種手術并發(fā)癥已受到術者廣泛關注。TKA手術遠期療效、手術并發(fā)癥與TKA假體設計、假體植入手術水平、截骨范圍設計及術后功能鍛煉密切相關[8-9]。而TKA假體選擇與設計符合患者生物力學、解剖學參數(shù)及運動學是決定TKA手術成功及療效確切的基石。股骨假體選擇、設計不合理或放置偏差均可導致術后髕骨軌跡、膝關節(jié)力線及軟組織張的力異常等，最終導致手術失敗。

目前臨床TKA中人工膝關節(jié)假體參照歐美人的股骨遠端及脛骨近端解剖參數(shù)而設計制造；由于人種差異性，TKA手術術后假體旋轉對線不良或假體不匹配等導致TKA術后療效欠佳問題日益突出，越發(fā)受到術者的重視。西方學者的假體設計、截骨參數(shù)、力線重建及軟組織平衡等標準和經驗都需通過基礎研究與臨床實踐修正。因此，系統(tǒng)而全面地收集國人膝關節(jié)解剖學參數(shù)，尤其是股骨遠端相關解剖學參數(shù)相關數(shù)據，為設計及修正符合國人生物力學、解剖學及運動學的提供理論數(shù)據支持。

TKA術后髕骨關節(jié)相關并發(fā)癥是置換術后常見的并發(fā)癥，其與TKA手術成功率及術后關節(jié)活動功能恢復密切相關，而股骨假體旋轉對線不良導致的術后髕骨軌跡異常是主要原因。研究證實TKA術中經PCL確定股骨遠端旋轉對線最為廣泛、準確，西方人種的股骨遠端PCA的外旋角度為3°左右[10]。測量結果顯示國人股骨遠端PCA的測量平均值為5.5°±1.2°，其中男性PCA為5.1°±1.4°，女性PCA為6.5°±1.3°，具有性別差異性(P<0.05)，所以國人TKA假體設計時應予以增大PCA，女性患者可適當增大3°。然而膝關節(jié)病變終末期常合并骨質破壞或畸形，單以PCL外旋角度定位易導致術后股骨假體旋轉對線不良，若術前通過膝關節(jié)CT確定患者PCA，術中綜合PCL與PCA定位可獲得更好的髕骨運動軌跡。因此，膝關節(jié)假體可將外旋5°(女性6°)后髁截骨方式或直接通過調整假體厚度到達外旋5°(女性6°)的標準，進而達到股骨遠端前后截骨膝關節(jié)矩形間隙恢復及髕骨軌跡優(yōu)化。

髕股關節(jié)是膝關節(jié)的重要組成部分，其是伸膝裝置的力臂，且發(fā)揮股四頭肌功能導向作用，在膝關節(jié)屈伸運動中發(fā)揮著不可替代的作用。股骨前髁角及滑車溝角是間接反應股骨滑車形態(tài)的精確標準。國人滑車溝角平均為129.6°±9.3°，其中男性為127.1°±8.5°，女性為132.2°±9.4°，在性別間無明顯差異(P>0.05)，提示國人TKA假體設計無需在傳統(tǒng)假體滑車的角度上進行過多的修正。國人股骨遠端ACA的測量平均值為8.9°±1.3°，其中男性ACA為9.3°±1.1°，女性ACA 為8.6°±1.3°，具有性別差異性(P<0.05)，男性大于女性；這提示男性股骨前髁形態(tài)較女性的更為陡直，間接提示男性LAP大于女性，ACA的性別差異性提示選擇橫徑大小相同的TKA假體，女性患者髕股關節(jié)的過度充填發(fā)生率高，導致髕股關節(jié)間壓力增大，出現(xiàn)術后膝前疼痛、膝關節(jié)的屈曲功能受限，最終導致TKA失敗。

全膝關節(jié)置換術(TKA)療效與假體匹配程度呈正相關，TKA術后并發(fā)癥發(fā)生率與截骨面匹配程度呈負相關[11-12]。女性罹患骨關節(jié)炎、骨質疏松、風濕性關節(jié)炎等疾病的風險明顯高于男性，遂接受TKA手術治療患者絕大部分為女性患者[13]。目前臨床所用TKA假體，絕大部分為男女通用型。測量結果提示國人ML/LAP的為1.26± 0.11 ，男性為1.27±0.07 ，女性為1.25±0.09，ML/LAP的比值性別間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，男性大于女性；這提示通用TKA假體在女性患者中出現(xiàn)假體外懸的概率更大。TKA假體外懸及過度填充，導致膝關節(jié)假體內外側軟組織長期擠壓和碰撞出現(xiàn)應力損傷，甚至出現(xiàn)髕股關節(jié)壓力異常，加速超高分子量聚乙烯的磨損，最終影響術后膝關節(jié)功能恢復、手術失敗。測量目前5種常用TKA假體相關參數(shù)發(fā)現(xiàn)男性ML/LAP大于女性，而且形態(tài)上較女性更為寬大[14-15]。實驗所測的國人ML/LAP比值進一步證實股骨遠端形態(tài)具有性別差異，因此國人TKA假體設計時ML/LAP在男女間的差異應予以體現(xiàn)，男性略大于女性。

綜上所述，國人股骨遠端ACA、PCA及ML/LAP解剖學參數(shù)具有明顯的性別差異性，在全膝關節(jié)置換術中假體的設計與選擇應予以體現(xiàn)；本文為國人TKA假體設計、改進與修正所需的解剖學參數(shù)提供初步理論數(shù)據支持，使其與膝關節(jié)形態(tài)匹配度更高而獲得更好的治療效果。

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