寧東方 蘇偉 姚順晗 馬石庭 韋華成

臨床上無論是脛骨高位截骨[1-3]、膝關(guān)節(jié)置換[4-6]還是膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶重建[7-9]，膝關(guān)節(jié)脛骨平臺后傾角作為一個(gè)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動力學(xué)的關(guān)鍵因素[10-12]，都要進(jìn)行參照，但脛骨平臺后傾角測量參考軸的選擇，目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[13-15]。其中較為準(zhǔn)確的是脛骨機(jī)械軸[13,16-17]，但機(jī)械軸臨床應(yīng)用非簡便易行[17]，由于在矢狀位近端解剖軸可以代表機(jī)械軸[18-19]，臨床應(yīng)用中傾向于應(yīng)用脛骨解剖軸[20-22]；Utzschneider 等[20]選擇脛骨近端解剖軸 ( proximal anatomical center axis of the tibia，TPAA ) 為測量軸測量脛骨平臺后傾角，驗(yàn)證了普通的短 X 線片測量結(jié)果等同于 CT 及 MRI 測量值，可作為一種測量脛骨后傾角新的簡單的方法。也有研究表明選用脛骨前皮質(zhì)線 ( tibial cortical line，ATC ) 和后皮質(zhì)線( tibial posterior cortical line，PTC ) 作為測量軸測量脛骨平臺后傾角，與以脛骨近端解剖中心軸作為參考軸測量的數(shù)據(jù)有顯著的相關(guān)性[23]。還有研究提示脛骨 ATC 和 PTC 均可作為脛骨后傾角的測量軸，且簡單方便，有可靠的臨床價(jià)值[20,24]，上述研究的對象均為無病變的尸體或正常人。膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者的膝關(guān)節(jié)周圍有不同程度的硬化骨及骨贅形成，甚至伴有關(guān)節(jié)間隙狹窄或內(nèi)、外翻畸形及關(guān)節(jié)面的塌陷，這些因素勢必影響脛骨后傾角的測量。不同嚴(yán)重程度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者，能否選用脛骨 ATC 或PTC 作為測量軸，測量結(jié)果是否和以脛骨解剖中心軸有相關(guān)性，鮮有報(bào)道。本研究目的是分析不同嚴(yán)重程度的膝關(guān)節(jié)退行性骨關(guān)節(jié)炎患者的膝關(guān)節(jié) X 線片，分別以脛骨近端解剖中心軸、ATC 及 PTC 作為測量軸測量脛骨平臺后傾角，( 1 ) 研究以 ATC、PTC與脛骨近端解剖中心軸脛骨平臺后傾角測量值有無明顯相關(guān)性；( 2 ) 臨床應(yīng)用中能否選用脛骨 ATC 或PTC 作為脛骨平臺后傾角測量軸；( 3 ) 嚴(yán)重程度不同的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎對脛骨后傾角測量結(jié)果的影響程度。

材料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 2012 年 1 月至 2017 年 12 月在我院就診者；( 2 ) 在我院做膝關(guān)節(jié)正側(cè)位 X 線片( 站立位 ) 并且影像 Pacs 系統(tǒng)有記錄者；( 3 ) 年齡50 歲以上無人體鈣磷代謝障礙合并癥者；( 4 ) 確診為膝關(guān)節(jié)退行性骨關(guān)節(jié)炎者。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 創(chuàng)傷性及風(fēng)濕性骨關(guān)節(jié)炎者；( 2 ) 伴有脫位的膝關(guān)節(jié)炎者；( 3 ) 有或伴有膝關(guān)節(jié)其它疾病者；( 4 ) X 線片不合格者 ( 明顯旋轉(zhuǎn)或模糊不清等 )；( 5 ) 骨關(guān)節(jié)炎較重，不易測量或明顯影響測量準(zhǔn)確性者；( 6 ) X 線片為非站立位者。

本研究共搜集我院膝關(guān)節(jié)退行性病變骨關(guān)節(jié)炎患者 ( 來自中國南方地區(qū) ) 500 例，采用系統(tǒng)隨機(jī)抽樣法，將 500 例按入院時(shí)間先后排序?yàn)?1～500，用查隨機(jī)數(shù)表的方法確定入選樣本的編號；按等距原則 ( 間距為 5 ) 依次確定入選樣本 100 例，共 143 膝進(jìn)行試驗(yàn) ( 表 1 )。

二、測量方法

使用我院影像 Pacs 系統(tǒng)，在標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)側(cè)位X 線片上測量脛骨平臺后傾角。測量前通過腓骨頭與脛骨的相對位置及股骨內(nèi)、外髁重疊情況評估旋轉(zhuǎn)[25]；在脛骨平臺內(nèi)側(cè)，分別選用脛骨 ATC、PTC及脛骨近端解剖中心軸為測量軸測量脛骨平臺后傾角 ( 矢狀面觀 )：以內(nèi)側(cè)脛骨平臺膝關(guān)節(jié)線脛骨遠(yuǎn)端前皮質(zhì)、后皮質(zhì) 5 cm 處及 15 cm 處連線中點(diǎn)為兩點(diǎn)確定直線作為 TPAA；以內(nèi)側(cè)脛骨平臺膝關(guān)節(jié)線脛骨遠(yuǎn)端前皮質(zhì) 5 cm 及 15 cm 處位兩點(diǎn)確定的直線作為ATC 測量軸；以內(nèi)側(cè)脛骨平臺膝關(guān)節(jié)線脛骨遠(yuǎn)端后皮質(zhì) 5 cm 及 15 cm 處位兩點(diǎn)確定的直線作為 PTC 測量軸 ( 圖 1～3 )。

測量過程中，在放射科醫(yī)師和高年資骨科醫(yī)師指導(dǎo)下，由 2 位骨科醫(yī)師進(jìn)行測量，測量結(jié)果取其平均值確定為最終結(jié)果。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)使用 SPSS 19.0 版，繪制散點(diǎn)圖，進(jìn)行雙變量回歸與相關(guān)分析，計(jì)算直線回歸方程、Spearson相關(guān)系數(shù)r值，利用F檢驗(yàn)驗(yàn)證直線回歸方程，t檢驗(yàn)驗(yàn)證回歸系數(shù)及因變量差異有無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，符合正態(tài)分布計(jì)量資料，數(shù)值采用±s的形式來表示，并使用t檢驗(yàn)驗(yàn)證不同性別、不同側(cè) ( 左右 ) 之間三種測量方法差異有無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

圖 4 K-Lgrade II 級散點(diǎn)圖，藍(lán)色圖案代表 ATC 與 TPAA 的散點(diǎn)分布與線性關(guān)系；綠色圖案代表 PTC 與 TPAA 的散點(diǎn)分布與線性關(guān)系Fig.4 Scatter plot of K-Lgrade II; blue pattern represented the scattered point distribution and linear relationship between ATC and TPAA; green pattern represented the scattered point distribution and linear relationship between PTC and TPAA

表 1 患者特點(diǎn)Tab.1 Patient characteristics

K-Lgrade II～I(xiàn)V 級膝關(guān)節(jié)炎，均可得到相應(yīng)的直線回歸方程 ( 圖 4～6 )，散點(diǎn)圖以 TPAA 自變量 ( X 軸 )，ATC 及 PTC 為因變量 ( Y 軸 )；F檢驗(yàn)P＜0.001，證明直線回歸方程成立，ATC 及 PTC 與TPAA 有顯著的回歸關(guān)系存在；因變量 ( ATC、PTC )及回歸系數(shù)t檢驗(yàn)P＜0.001，說明 ATC、PTC 分別與 TPAA 有線性回歸關(guān)系；表 2 中 K-Lgrade II 級膝關(guān)節(jié)炎 Spearson 相關(guān)系數(shù)r值分別為 0.96、0.96；K-Lgrade III 級膝關(guān)節(jié)炎 Spearson 相關(guān)系數(shù)r值分別為 0.92、0.93；K-Lgrade IV 級膝關(guān)節(jié)炎 Spearson 相關(guān)系數(shù)r值分別為 0.94、0.94；均有極其顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.001 )，而不同性別、不同側(cè)別間 ( 左右 )三種測量方法差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05 ) ( 表 2～4 )；說明 ATC、PTC 分別與 TPAA 有高度的線性關(guān)系，即有顯著的相關(guān)性。

討 論

本研究結(jié)果顯示，不同嚴(yán)重程度膝關(guān)節(jié)炎患者分別以脛骨 ATC、PTC 為測量軸時(shí)，脛骨平臺后傾角測量值與以脛骨近端解剖中心軸為測量軸，有極其顯著的相關(guān)性，提示臨床膝關(guān)節(jié)炎患者和正常人同樣可以選擇脛骨 ATC 及 PTC 為測量軸，來測量脛骨后傾角；膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎 K-Lgrade分級，主要根據(jù)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙及骨贅的嚴(yán)重程度分為 0～I(xiàn)V級[26]，由于 K-Lgrade I 級患者，膝關(guān)節(jié)炎影像學(xué)表現(xiàn)不明顯，且無明顯的臨床癥狀，接近于正常人，影響測量的因素微乎其微，研究意義不大，因此本研究對象為 II～I(xiàn)V 級膝關(guān)節(jié)炎患者；在實(shí)際臨床應(yīng)用中，有醫(yī)師在普通的膝關(guān)節(jié) X 線片上選擇脛骨ATC 或 PTC 為參考軸，進(jìn)行關(guān)于脛骨平臺后傾角的臨床試驗(yàn)研究或應(yīng)用[27-28]；與選擇脛骨解剖軸相比，以脛骨 ATC 及 PTC 為測量軸，臨床應(yīng)用更加方便[18]；在健康人膝關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)研究中，驗(yàn)證了脛骨ATC 或 PTC 可以作為脛骨平臺后傾角測量軸，臨床意義基本等同于 TPAA[20,23-24]；本研究進(jìn)一步驗(yàn)證了膝關(guān)節(jié)退行性關(guān)節(jié)炎患者，在普通的膝關(guān)節(jié) X 線片上仍然可以選用脛骨 ATC 或 PTC 為測量軸。

圖 6 為 K-Lgrade IV 級散點(diǎn)圖；藍(lán)色代表 ATC 與 TPAA 的散點(diǎn)分布與線性關(guān)系；綠色代表 PTC 與 TPAA 的散點(diǎn)分布與線性關(guān)系Fig.6 Scatter plot of K-L grade IV; blue pattern represented the scattered point distribution and linear relationship between ATC and TPAA; green pattern represented the scattered point distribution and linear relationship between PTC and TPAA

表 2 不同嚴(yán)重程度膝關(guān)節(jié)炎 Spearson 相關(guān)系數(shù)Tab.2 Spearson correlation coefficient of the knee arthritis of different severity

表 3 不同性別間三種測量方法的比較Tab.3 Comparison of three measurement methods between different genders

表 4 不同側(cè)間 ( 左右 ) 三種測量方法的比較Tab.4 Comparison of three measurement methods between different sides ( left and right )

臨床應(yīng)用中，術(shù)中評估脛骨平臺后傾角，通常選用髓內(nèi)定位法和髓外定位法：髓內(nèi)定位法實(shí)際是以脛骨解剖軸作測量軸評估脛骨平臺后傾角大小，髓外定位法實(shí)際是以脛骨 ATC 作為測量軸評估脛骨平臺后傾角大小。兩種方法各有優(yōu)劣，髓內(nèi)定位法準(zhǔn)確性高，但髓內(nèi)定位法相對于髓外定位法較復(fù)雜，髓內(nèi)定位裝置易破壞脛骨髓腔內(nèi)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致過多失血、脂肪栓塞、繼發(fā)性骨折等并發(fā)癥，而且脛骨干變異也影響最終測量結(jié)果；髓外定位在體外進(jìn)行，操作簡單，無明顯并發(fā)癥，臨床較常用，特別適用于脛骨有畸形、陳舊性骨折及髓腔狹窄的患者，但定位桿不易定位，精確度較低[28-31]；為此，有學(xué)者提出將髓外定位桿放置在與脛骨前緣骨皮質(zhì)成 3° 夾角的位置可以獲得精確的脛骨平臺后傾角[32]；以脛骨 PTC 作為測量軸的術(shù)中髓外定位法，由于脛骨后方有較多軟組織覆蓋，體表不易觸及，且易受膝關(guān)節(jié)活動影響，術(shù)中實(shí)用價(jià)值較小，多用于術(shù)前及術(shù)后脛骨平臺后傾角評估[27]。雖然不同測量軸的脛骨平臺后傾角數(shù)值有顯著的相關(guān)性，但是并非數(shù)學(xué)邏輯中的一一對應(yīng)關(guān)系，之間存在有數(shù)學(xué)差值。本研究表明前皮質(zhì)及后皮質(zhì)脛骨平臺后傾角分別與解剖軸脛骨平臺后傾角測量值相差大約3°～4°。此結(jié)果基本和 Utzschneider 等學(xué)者研究一致[20,24]，因此筆者在評估脛骨平臺后傾角時(shí)，首先要確定統(tǒng)一的測量軸，不同的測量軸，脛骨平臺后傾角數(shù)值也不同，比如全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，如果使用髓內(nèi)定位法 0 度脛骨截骨，那么髓外定位法就要選擇 3～4 度的脛骨截骨。不同人群脛骨平臺后傾角的統(tǒng)計(jì)學(xué)研究也是如此，只有先確定統(tǒng)一的測量軸，才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。有文獻(xiàn)報(bào)道脛骨截骨髓內(nèi)定位和髓外定位，都可以得到滿意的脛股角和脛骨力線，二者沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[30]，進(jìn)一步肯定了髓外定位在臨床應(yīng)用的重要意義。因此評估脛骨平臺后傾角，選擇脛骨 ATC 及 PTC 為測量軸在臨床工作中具有實(shí)用意義。

測量脛骨后傾角，標(biāo)準(zhǔn)的膝關(guān)節(jié) X 線片尤為重要[33]，因?yàn)槊劰堑男D(zhuǎn)會直接影響到脛骨平臺后傾角的測量結(jié)果[34]；通常認(rèn)為脛骨內(nèi)旋或外旋轉(zhuǎn)在 15° 以內(nèi)，對于脛骨后傾角的測量結(jié)果無明顯影響[20]。而膝關(guān)節(jié)炎患者，膝關(guān)節(jié)周圍也存在有骨贅、關(guān)節(jié)間隙狹窄、關(guān)節(jié)畸形、硬化骨等影響測量準(zhǔn)確性的因素。本研究結(jié)果 K-Lgrade II 級膝關(guān)節(jié)炎患者相關(guān)系數(shù)r明顯高于 III～I(xiàn)V 級。提示嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)炎患者影像學(xué)表現(xiàn)會影響到脛骨后傾角測量的準(zhǔn)確性，降低以脛骨 ATC 或 PTC 為測量軸的準(zhǔn)確性及可靠性，但不能主觀地認(rèn)為膝關(guān)節(jié)炎越嚴(yán)重，選用脛骨 ATC 或 PTC 為測量軸的準(zhǔn)確性及可靠性越低。本研究中骨關(guān)節(jié)炎 K-Lgrade III 級相關(guān)系數(shù)r低于 IV 級，證明了這一點(diǎn)。雖然 K-Lgrade 被廣泛應(yīng)用，但是分級并不是非常具體、精確，比如有些膝關(guān)節(jié)炎患者，關(guān)節(jié)間隙嚴(yán)重狹窄，但是骨贅確實(shí)很少，有些患者則相反。研究中發(fā)現(xiàn)選用脛骨 ATC 及PTC 作為測量軸，關(guān)節(jié)間隙狹窄對脛骨后傾角測量的影響較骨贅小，只要關(guān)節(jié)狹窄及畸形沒有造成關(guān)節(jié)面塌陷、變形、關(guān)節(jié)脫位等影響，通常不會影響脛骨后傾角的測量準(zhǔn)確性。而骨贅并非如此，比如K-Lgrade III～I(xiàn)V 級的膝關(guān)節(jié)炎患者，都可能出現(xiàn)大量的骨贅，特別是靠近關(guān)節(jié)面的骨贅，會嚴(yán)重影響關(guān)節(jié)線的準(zhǔn)確定位。而脛骨前后邊緣的骨贅，會影響到脛骨前后皮質(zhì)線測量軸的準(zhǔn)確定位。如果這樣的患者仍然選用脛骨 ATC 或 PTC 為測量軸，就會造成很大的測量誤差，降低測量值的準(zhǔn)確性。

總之，本研究結(jié)果提示：以脛骨 ATC、PTC 為測量軸，脛骨平臺后傾角測量值均與 TPAA 有顯著的相關(guān)性，其相關(guān)程度受膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度的影響，但并非隨著膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的逐漸加重而依次降低。退行性膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者仍然可以在普通的膝關(guān)節(jié) X 線片上，選用脛骨前皮質(zhì)或后皮質(zhì)作為測量軸，進(jìn)行脛骨平臺后傾角測量，方便經(jīng)濟(jì)、輻射少。對存在大量骨贅、關(guān)節(jié)面塌陷及關(guān)節(jié)脫位、癥狀較重等膝關(guān)節(jié)炎較嚴(yán)重的患者，不建議選用脛骨 ATC 或 PTC 作為測量軸測量脛骨后傾角。

本研究存在下列局限性：( 1 ) 研究對象是臨床上的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者，受多種因素的影響，難以完全保證普通 X 線片的標(biāo)準(zhǔn)性，比如嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻、外翻畸形和疼痛癥狀較重、膝關(guān)節(jié)活動受限的患者，不能按照放射科醫(yī)師要求的以站立位進(jìn)行拍片；( 2 ) 不同種族的人有不同的脛骨解剖學(xué)特征，本研究僅研究來自中國南方地區(qū)的患者，具有片面性，難以說明所有人的脛骨平臺后傾角特點(diǎn)；( 3 ) 雖然本研究驗(yàn)證了退行性膝關(guān)節(jié)炎患者脛骨ATC 和 PTC 作為測量軸的可行性和準(zhǔn)確性，但是主要通過二維的膝關(guān)節(jié) X 線片，有必要使用準(zhǔn)確性較高的三維 CT 或 MRI 進(jìn)一步研究驗(yàn)證。