甘浩然，程楷，趙文勝，陳琦，吳曉宇*

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)，江西 南昌 330006；2.利川市人民醫(yī)院骨一科，湖北 利川 445400)

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是一種慢性退行性疾病，中老年多見，女性多于男性。60歲以上人群患病率達(dá)50%，75歲以上達(dá)80%，致殘率高達(dá)53%[1]。隨著人口老齡化加重，膝骨關(guān)節(jié)炎患者數(shù)量日益增多[2]。不均勻沉降理論在膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病中的重要性是最近研究的熱點(diǎn)問題[3-4]。膝內(nèi)翻是骨關(guān)節(jié)炎患者最常見的下肢畸形，代表著下肢力線改變。以往觀點(diǎn)認(rèn)為[5-6]，這是繼發(fā)于軟骨磨損的結(jié)果，內(nèi)側(cè)軟骨磨損大于外側(cè)、內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙狹窄較外側(cè)明顯，導(dǎo)致力線向內(nèi)側(cè)偏移。但膝關(guān)節(jié)間隙的厚度僅數(shù)毫米，若內(nèi)側(cè)間隙完全消失，膝內(nèi)翻也應(yīng)小于10°；但臨床上嚴(yán)重的“O”型腿患者，內(nèi)翻畸形可達(dá)十幾至幾十度。這顯然不完全由軟骨磨損導(dǎo)致。脛骨平臺(tái)不均勻沉降后，平臺(tái)關(guān)節(jié)面傾斜，可直接導(dǎo)致力線向內(nèi)側(cè)偏移，產(chǎn)生膝內(nèi)翻畸形[7]。這可以很好地解釋上述現(xiàn)象，但目前尚無研究證實(shí)。本研究通過對(duì)骨關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行影像學(xué)研究，回顧性分析探討膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者軟骨因素外的力線改變，并結(jié)合臨床表現(xiàn)分析其在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病中的作用。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2017年9月至2017年12月于我院就診30位膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：a)根據(jù)美國(guó)風(fēng)濕學(xué)會(huì)的影像學(xué)和臨床標(biāo)準(zhǔn)診斷為膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，Kellgren-Lawrence分級(jí)2級(jí)以上；b)患者年齡≥50歲；c)單純內(nèi)側(cè)間室病變或以內(nèi)側(cè)間室病變?yōu)橹?。排除?biāo)準(zhǔn)：a)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎或明確膝關(guān)節(jié)周圍外傷史；b)風(fēng)濕、類風(fēng)濕等自身免疫性骨關(guān)節(jié)炎；c)先天性膝內(nèi)翻畸形；d)單純外側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎。

1.2 影像學(xué)評(píng)估和測(cè)量方法 影像學(xué)評(píng)估和測(cè)量方法患者入院后在膝關(guān)節(jié)完全伸直狀態(tài)下進(jìn)行X線負(fù)重位下肢拼接全長(zhǎng)攝片檢查。利用影像歸檔與收集系統(tǒng)收集所有患者的下肢負(fù)重位拼接全長(zhǎng)片進(jìn)行病情評(píng)估[8]，并通過系統(tǒng)自帶的長(zhǎng)度和角度測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。影像學(xué)病情嚴(yán)重程度根據(jù)Kellgren-Lawrence(KL)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，0級(jí)：正常關(guān)節(jié)間隙狹窄；Ⅰ級(jí)：可疑關(guān)節(jié)間隙狹窄，骨贅唇樣改變可能；Ⅱ級(jí)：明顯骨贅，關(guān)節(jié)間隙狹窄可能；Ⅲ級(jí)：中度多發(fā)骨贅，確定關(guān)節(jié)間隙狹窄，一定關(guān)節(jié)僵硬，關(guān)節(jié)畸形改變可能；Ⅳ級(jí)：大量骨贅，明顯關(guān)節(jié)間隙狹窄，關(guān)節(jié)僵硬，關(guān)節(jié)畸形改變。

關(guān)節(jié)間隙采用Tourville等[9-10]的測(cè)量方法，在膝關(guān)節(jié)正位X線片上測(cè)量：a)經(jīng)脛骨平臺(tái)畫出脛骨干軸線C；b)經(jīng)內(nèi)、外側(cè)髁間結(jié)節(jié)最高點(diǎn)畫兩條與脛骨軸線C平行的直線，分別標(biāo)為D、E；c)直線F為經(jīng)脛骨平臺(tái)最寬徑線；d)經(jīng)直線D、E與平臺(tái)邊緣之中點(diǎn)分別做線C的平行線A、B，在該兩條參考線上測(cè)量膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)間隙，記作mJSW(內(nèi)側(cè))、lJSW(外側(cè))(見圖1)。HKA角測(cè)量：股骨頭中心、膝關(guān)節(jié)中心、踝關(guān)節(jié)中心連線的夾角，采用正值表示，小于180°代表內(nèi)翻，大于180°代表外翻。骨性HKA角計(jì)算：骨性HKA角為將患者實(shí)際測(cè)得的HKA角通過平衡兩側(cè)關(guān)節(jié)間隙寬度進(jìn)行校正后得到的不受關(guān)節(jié)間隙改變影響的HKA角。計(jì)算骨性HKA角首先需要測(cè)量?jī)?nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)間隙、內(nèi)外側(cè)間隙測(cè)量線距離脛骨軸線距離以及患者實(shí)際的HKA角(見圖2)。理論上說，骨性HKA角就是為將內(nèi)側(cè)間隙延長(zhǎng)至與外側(cè)間隙等寬時(shí)，再次測(cè)量的HKA角，反映的是實(shí)際骨性下肢力線，通過反正切函數(shù)計(jì)算得出。將內(nèi)、外側(cè)間室中點(diǎn)間距離分別記作m+l，則骨性HKA角=患者實(shí)際的HKA角+tan-1(lJSW-mJSW)/(m+l)(見圖3)。

1.3 臨床評(píng)價(jià) 對(duì)患者進(jìn)行VAS評(píng)分評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)疼痛程度 。

注：A、B-經(jīng)內(nèi)、外側(cè)間室中點(diǎn)與直線C平行，于此兩直線上測(cè)量膝關(guān)節(jié)間隙；C-脛骨軸線；D、E-與直線C平行，分別經(jīng)過內(nèi)、外側(cè)髁間結(jié)節(jié)；F-脛骨平臺(tái)最寬徑線

圖1 關(guān)節(jié)間隙測(cè)量方法示意

圖2 HKA角、膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)間室間隙示意

圖3 骨性HKA角(B-HKA角)示意

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料首先使用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，Levene檢驗(yàn)判斷方差齊性。非正態(tài)資料采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較組間差異，Spearman秩相關(guān)分析相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

本組患者共30例，36膝(左10膝 右26膝)，其中男11例(12膝)，女19例(24膝)，年齡50～71歲，平均(61.0±5.15)歲。患病時(shí)間1～20年，平均(7.72±4.59)年。KL分級(jí)如下：Ⅱ級(jí)10例，Ⅲ級(jí)14例，Ⅳ級(jí)12例。BMI 22.04～34.29 kg/m2，平均(27.63±3.92)kg/m2。所有患者中，合并糖尿病者3例，為Ⅱ型糖尿?。缓喜⒏哐獕杭膊≌?例，為高血壓2級(jí)；合并腓骨骨折者1例，骨折愈合；合并髕骨關(guān)節(jié)炎5例?；颊遃AS評(píng)分60～90分，平均(74.44±9.39)分。KL分級(jí)如下：Ⅱ級(jí)10例，Ⅲ級(jí)14例，Ⅳ級(jí)12例。HKA角163°～180°，平均(172.00±3.54) °。患者內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙1.41～5.65 mm，平均(2.66±1.12)mm；外側(cè)關(guān)節(jié)間隙 2.14～7.75 mm，平均(5.31±1.16)mm?；颊呙劰瞧脚_(tái)橫徑70.13～92.24 mm，平均(80.20±5.27)mm。

經(jīng)計(jì)算，本組患者骨性HKA角165.04°～182.84°，平均(175.36±3.69) °。骨性HKA角≤174.4°，平均年齡64.33歲，患病時(shí)間平均11.83年，BMI平均27.22 kg/m2。VAS評(píng)分平均81.67分。內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙(2.11±0.87)mm，外側(cè)關(guān)節(jié)間隙(4.49±1.08) mm。關(guān)節(jié)間隙差值(2.38±1.23)mm，比值0.49±0.22?；颊呙劰瞧脚_(tái)橫徑(80.40±5.31)mm。骨性HKA角>174.4°，患者平均年齡59.33歲，患病時(shí)間平均5.67年，BMI平均27.84 kg/m2。VAS評(píng)分平均70.83分。內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙(3.02±1.13)mm，外側(cè)關(guān)節(jié)間隙(5.84±0.88)mm。關(guān)節(jié)間隙差值(2.82±1.48)mm，比值(0.53±0.21)?；颊呙劰瞧脚_(tái)橫徑(80.08±5.37)mm。兩組患者的年齡、患病時(shí)間、內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)間隙、VAS評(píng)分比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；BMI、內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)間隙差值、內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)間隙比值、脛骨平臺(tái)橫徑比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。骨性HKA角與患者年齡明顯相關(guān)(r=-0.360P=0.031)，與患病時(shí)間明顯相關(guān)(r=-0.472，P0.004)。骨性HKA角與患者內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙明顯相關(guān)(r=0.339P=0.043)；與外側(cè)關(guān)節(jié)間隙明顯相關(guān)(r=0.560，P=0.000)；與關(guān)節(jié)間隙差值相關(guān)性不明顯(r=0.131，P=0.446)。骨性HKA角與患者VAS評(píng)分明顯相關(guān)(r=0.475，P=0.003)，骨性HKA角越大，VAS評(píng)分越高?；颊呙劰瞧脚_(tái)橫徑與骨性HKA角相關(guān)性不明顯(P=0.931)。患者BMI與骨性HKA角相關(guān)性不明顯(P=0.740)，相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 骨性HKA角與內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)間隙、BMI、年齡、病程、及VAS評(píng)分等指標(biāo)的相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

3 討 論

骨關(guān)節(jié)炎患者常伴下肢力線改變及膝內(nèi)翻畸形[11-12]，可能的原因有兩種：傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為關(guān)節(jié)軟骨長(zhǎng)期負(fù)重磨損變薄，內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙狹窄，外側(cè)相對(duì)增寬，關(guān)節(jié)面不平行引起下肢力線改變和膝內(nèi)翻畸形[13]。此種觀點(diǎn)被廣泛接受，其重要原因是這些改變?cè)谟跋駥W(xué)上顯而易見。如圖1所示，可見到內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)面明顯不平行，導(dǎo)致與其垂直的機(jī)械軸線產(chǎn)生夾角，即內(nèi)翻畸形。近年來不均勻沉降理論的提出為膝內(nèi)翻的原因提供了新的思路。根據(jù)不均勻沉降理論，脛骨平臺(tái)下骨質(zhì)疏松是骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病的始動(dòng)因素。在體重作用下，疏松的脛骨平臺(tái)發(fā)生微骨折并不斷愈合，在此過程中逐漸沉降。與脛骨平臺(tái)不同，腓骨幾乎不發(fā)生骨質(zhì)疏松。其在外側(cè)起支撐作用，故脛骨平臺(tái)的沉降內(nèi)側(cè)重于外側(cè)，為不均勻沉降[7，14-16]。由于脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)沉降值大于外側(cè)[17]，為保持膝關(guān)節(jié)面貼合，股骨內(nèi)側(cè)髁向下方移位，引起股骨干和脛骨干軸線夾角改變，形成內(nèi)翻畸形。

本研究旨在明確患者是否存在因骨性不均勻沉降導(dǎo)致的膝內(nèi)翻畸形，故需除去軟骨改變對(duì)其的影響。我們對(duì)此建立數(shù)學(xué)模型，以膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙標(biāo)化其內(nèi)側(cè)間隙，根據(jù)圓的弧度及三角形正切值等數(shù)學(xué)公式計(jì)算出此時(shí)內(nèi)翻糾正角及骨性下肢力線。骨性下肢力線定義為排除膝關(guān)節(jié)間隙內(nèi)軟組織(包括軟骨、半月板、關(guān)節(jié)液及韌帶等)影響后的僅由骨骼系統(tǒng)組成的下肢力學(xué)傳導(dǎo)路徑，采用骨性髖膝踝角表示(骨性HKA角)。骨性HKA角通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算，將內(nèi)側(cè)膝關(guān)節(jié)間隙延長(zhǎng)至與外側(cè)等寬，除去軟骨等軟組織影響，測(cè)得的髖關(guān)節(jié)中心-膝關(guān)節(jié)中心-踝關(guān)節(jié)中心的連線。骨性HKA角反應(yīng)的是除軟骨因素外的力線改變。本研究中，患者的骨性HKA角平均僅175.36°，小于健康人HKA角平均值177.4°[8]，22.22%的患者骨性HKA角低于正常平均值減兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。這提示除軟骨磨損、關(guān)節(jié)間隙狹窄以外的膝內(nèi)翻畸形確實(shí)存在，從力線改變的角度揭示并證明了膝關(guān)節(jié)不均勻沉降理論。

關(guān)節(jié)炎患者骨性HKA角改變系原發(fā)性或繼發(fā)于關(guān)節(jié)軟骨不對(duì)稱性磨損[18]，目前尚不明確，現(xiàn)對(duì)此進(jìn)行討論。若骨性HKA角減小系繼發(fā)改變，則對(duì)應(yīng)的原發(fā)改變(軟骨不對(duì)稱磨損導(dǎo)致的關(guān)節(jié)間隙不對(duì)稱，內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙明顯小于外側(cè))應(yīng)更加明顯-即內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)間隙差距越大，骨性HKA角應(yīng)越小。但本研究中骨性HKA角與內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)間隙的差值、比值并無明顯相關(guān)(P>0.05)，提示骨性HKA角并非繼發(fā)于軟骨磨損。并且，如骨性HKA角系繼發(fā)性改變，則其應(yīng)當(dāng)向著代償原發(fā)因素的方向變化，即：骨性HKA角為抵消軟骨磨損造成的內(nèi)翻畸形會(huì)向外翻方向改變，代償內(nèi)側(cè)間隙減??；反之，若外側(cè)間隙小于內(nèi)側(cè)間隙，骨性HKA角應(yīng)當(dāng)向內(nèi)翻方向改變，代償外側(cè)間隙減小。但事實(shí)是患者膝關(guān)節(jié)為內(nèi)翻畸形，骨性HKA角亦為內(nèi)翻，且實(shí)際內(nèi)翻角度大于骨性HKA角，這也提示其改變獨(dú)立于關(guān)節(jié)軟骨磨損導(dǎo)致的關(guān)節(jié)間隙狹窄。綜合上述兩點(diǎn)，我們認(rèn)為骨性HKA角的減小與脛骨平臺(tái)不均勻沉降有關(guān)，而非軟骨磨損導(dǎo)致。

本研究結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)炎患者骨性HKA角與患者年齡及患病時(shí)間均明顯相關(guān)(P<0.05)。膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎作為一種慢性退行性疾病，老年患者，尤其女性絕經(jīng)后骨量丟失加速[19]，骨質(zhì)疏松明顯，隨年齡及患病時(shí)間的增加，脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)沉降值增大；同時(shí)由于關(guān)節(jié)軟骨不斷退變丟失，兩個(gè)獨(dú)立因素累加進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎患者年齡越大骨性HKA角越小，患病時(shí)間越長(zhǎng)，骨性HKA角亦越小。關(guān)節(jié)炎患者骨性HKA角與VAS評(píng)分明顯相關(guān)，骨性HKA角越大，VAS評(píng)分越高，說明骨性HKA角作為獨(dú)立因素引起膝內(nèi)翻畸形，進(jìn)而加重患者臨床癥狀，引起主觀疼痛，骨性HKA角改變?cè)斤@著，患者病程長(zhǎng)、病情重。而骨性HKA角與患者BMI相關(guān)性則不明顯，引起上述現(xiàn)象的原因可能是由于患者間不同的營(yíng)養(yǎng)狀況等因素致骨質(zhì)疏松程度不同有關(guān)。納入患者樣本量較小，建立的數(shù)學(xué)模型較簡(jiǎn)單及理想化是本研究的不足之處。

綜上所述，膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者的下肢力線改變并不完全由軟骨磨損導(dǎo)致的關(guān)節(jié)間隙狹窄引起，其中存在骨性力線改變。骨性力線改變與關(guān)節(jié)軟骨厚度、VAS評(píng)分、病程、患者年齡等明顯相關(guān)；而與軟骨厚度差距，BMI、脛骨平臺(tái)橫徑等無關(guān)。