中国西南地区单纯半月板损伤患者下肢力线测量及临床意义

孙茂淋，何 锐，张 颖，郭 林，陈光兴，杨 森，杨 柳

受治疗时机和诊治水平的影响，膝关节半月板损伤随病程迁延可发展为膝关节骨性关节炎（osteoarthritis，OA）[1]，因此被视为膝关节OA的高危因素。在病变早期，单纯半月板损伤患者的下肢力线尚未发生改变[2-3]，测量其下肢力线角度是研究正常下肢力线标准的可靠方法。膝关节OA患者经全膝关节置换（total knee arthroplasty，TKA）后能否重建标准下肢力线，是手术成败的关键。然而，目前人们对于标准下肢力线是否就是健康人群的正常力线，仍存在较大争议。国外学者对北美地区健康人群进行调查研究，发现正常下肢力线并非为一条直线，而是表现为轻度内翻或外翻，且以内翻居多[4-5]。国内对国人正常下肢力线标准研究较少，特别是中国西南地区人群。本研究对中国西南地区早期单纯半月板损伤患者负重位下肢全长X线片进行测量，分析不同性别的下肢力线特点，同时比较其与北美正常人群下肢力线的差异，为精准化TKA提供下肢力线参考标准。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：①腓骨连接正常；②无下肢手术及内固定物植入史；③经关节镜检查诊断为早期单纯半月板损伤，膝关节OA Kellgren-Lawrence（K/L）分级0级；④无骨赘形成及软骨损伤。排除标准：①合并痛风、结核、类风湿疾病；②合并急性化脓性炎症；③合并绒毛结节性滑膜炎。将2015年1月至2018年3月我院符合标准的200例患者纳入研究，男女各100例，同一性别中内外侧半月板损伤患者各50例，关节镜下表现见图1，2。其中男性26～67岁，平均年龄（46.5±8.6）岁，女性23～67岁，平均年龄（47.3±11.3）岁，男女年龄比较，差异无统计学意义（t=0.563，P=0.574）。患者均已签署知情同意书。

1.2 测量方法

1.2.1 下肢力线的确定 应用上海英飞达公司影像存档与通讯系统V5.0（INFINITT PACS）拍摄下肢全长负重位X线片，患者髌骨朝向正前方。股骨头旋转中心、膝关节中心、踝关节中心具体测量方法[6]：①股骨头旋转中心通过Mose圆法确定；②膝关节中心由4个参考点确定，内侧胫骨平台水平内外侧骨皮质中点a、髁间棘中点b、股骨外髁水平内外侧骨皮质中点c、髁间窝顶点d，这4个参考点非常接近，距离相差不超过5 mm，可在参考点附近选择一点作为膝关节中心（图3）；③踝关节中心由踝部内外侧骨皮质中点e、距骨上关节面中点f两个参考点确定，位置非常接近，相差不超过3 mm，可在其附近选择一点作为踝关节中心（图4）。

图1 早期单纯外侧半月板损伤患者关节镜下表现 1A外侧半月板撕裂 1B前交叉韧带正常 1C内侧半月板及软骨正常 1D髌股关节正常 图2早期单纯内侧半月板损伤患者关节镜下表现 2A外侧半月板及软骨正常 2B前交叉韧带正常 2C内侧半月板撕裂 2D髌股关节正常

图3 确定膝关节中心的参考点 a：内侧胫骨平台水平内外侧骨皮质中点；b：髁间棘中点；c：股骨外髁水平内外侧骨皮质中点；d：髁间窝顶点 图4确定踝关节中心的参考点 e：踝部内外侧骨皮质中点；f：距骨上关节面中点

下肢力线由股骨机械轴和胫骨机械轴组成。其中股骨机械轴为股骨头旋转中心与膝关节中心连线，胫骨机械轴为膝关节中心与踝关节中心连线；股骨解剖轴由股骨干髓腔的两个中心点确定，股骨干髓腔中心Ⅰ（femoral shaft center I，FSCⅠ）为股骨干中上段髓腔一中心，其下方10 cm处的髓腔中心为股骨干髓腔中心Ⅱ（femoral shaft center II，FSCⅡ），两中心连线即为股骨解剖轴，胫骨解剖轴与胫骨机械轴基本重合；膝关节横轴经过膝关节中心，与股骨远端连线相切（图5）。

图5 下肢力线的确定及角度测量 FSC：股骨干髓腔中心；Angle A：髋-膝-踝角；Angle B：胫骨平台内翻角+90°；Angle C：股骨外翻角

1.2.2 测量指标 髋-膝-踝角（hip-knee-ankle angle，HKA）用Angle A表示，用以反映下肢力线的整体情况；胫骨平台存在生理性内翻，是胫骨侧影响下肢力线的主要因素，用Angle B表示（胫骨平台内翻角+90°）；股骨外翻角用Angle C表示，反映股骨侧对下肢力线的影响。其中，Angle A与Angle C反映下肢伸直位力线，Angle B反映下肢旋转对线。在下肢全长负重位X线片上，Angle A为胫骨机械轴与股骨机械轴相交形成的内侧钝角，Angle B为膝关节横轴与胫骨机械轴相交形成的下方外侧角，Angle C为股骨机械轴与股骨解剖轴相交形成的锐角（图5）。应用PACS系统工具栏测量工具测量角度大小，由同一人用相同方法测量两次，取两次结果的平均值。

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，不同性别、不同地区（中国西南地区与北美正常人群[7]）及不同组别Angle A、B、C的比较采用两独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

如表1，2所示，中国西南地区早期单纯半月板损伤男性患者HKA、胫骨平台内翻角、股骨外翻角均大于女性，且HKA及股骨外翻角小于北美正常人群，但胫骨平台内翻角较大（P＜0.05）；女性下肢力线内翻趋势大于男性，胫骨侧内翻趋势及股骨侧外翻趋势均小于男性（P＜0.05），在内、外侧半月板损伤亚组中的分布情况也基本呈现类似的特征，仅外侧半月板损伤组不同性别股骨外翻角无明显差异（P＞0.05）（表3）；与北美正常人群比较，中国西南地区单纯半月板损伤患者下肢力线内翻趋势、胫骨侧内翻趋势均更明显，但股骨侧外翻趋势较小（P＜0.05）。鉴于这种地域差异的存在，为恢复下肢力线及术后假体的良好功能，中国西南地区人群TKA术截骨以股骨远端外翻6.0°，股骨后髁女性外旋3.0°、男性外旋5.0°截骨为宜，但具体截骨角度应根据术前个体化测量评估及术中实际情况决定。

表1 中国西南地区不同性别单纯半月板损伤患者AngleA、B、C比较（°，±s）

表1 中国西南地区不同性别单纯半月板损伤患者AngleA、B、C比较（°，±s）

注：AngleA：髋-膝-踝角；Angle B：胫骨平台内翻角+90°；Angle C：股骨外翻角

性别男性女性t值P值例数100 100 AngleA 176.2±0.6 175.6±0.6 6.732 0.000 Angle B 95.1±0.9 93.1±0.7 17.568 0.000 Angle C 5.7±0.2 5.6±0.1 4.472 0.000

表2 中国西南地区单纯半月板损伤患者与北美正常人群[7]AngleA、B、C比较（°，±s）

表2 中国西南地区单纯半月板损伤患者与北美正常人群[7]AngleA、B、C比较（°，±s）

注：AngleA：髋-膝-踝角；Angle B：胫骨平台内翻角+90°；Angle C：股骨外翻角

例数女女Angle B男91.0±1.4 95.1±0.9 46.6 0.000 120 200北美正常人群[7]中国西南地区单纯半月板损伤患者t值P值AngleA男179.7±2.3 176.2±0.6 8.083 0.000女178.7±1.8 175.6±0.6 7.974 0.000 91.0±1.9 93.1±0.7 43.025 0.000 Angle C男6.0±1.0 5.7±0.2 11.286 0.000 5.8±0.7 5.6±0.1 4.472 0.000

表3 中国西南地区单纯内、外侧半月板损伤患者AngleA、B、C比较（°，±s）

表3 中国西南地区单纯内、外侧半月板损伤患者AngleA、B、C比较（°，±s）

注：AngleA：髋-膝-踝角；Angle B：胫骨平台内翻角+90°；Angle C：股骨外翻角

AngleA Angle B Angle C组别内侧半月板损伤组外侧半月板损伤组t值P值例数女女女50 50男176.2±0.5 176.1±0.6 2.234 0.426 175.6±0.5 175.6±0.7 2.543 0.547 t值6.093 3.687 P值0.000 0.000男94.7±0.8 95.4±0.8 1.875 0.064 93.2±0.6 93.0±0.8 1.453 0.544 t值10.565 15.228 P值0.000 0.000男5.7±0.2 5.7±0.3 2.043 0.664 5.6±0.1 5.6±0.2 2.223 0.433 t值3.162 1.960 P值0.002 0.053

3 讨论

3.1 中国西南地区人群正常TKA下肢力线特点

随着膝关节OA病程的进展，下肢力线会发生改变。拍摄半月板损伤患者下肢全长片不仅能够了解下肢力线的整体情况，也有助于手术方式的选择。若患者下肢力线正常，行关节镜下半月板修整或缝合即可；若下肢力线异常合并胫股关节早期OA，髌股关节及交叉韧带功能尚可、胫骨内翻小于10°者可行单髁置换术，内翻大于10°者可行胫骨高位截骨术；若下肢力线异常合并膝关节重度OA，应择期行TKA手术。

研究发现，若TKA中重建的下肢力线偏离标准，内翻或外翻超过3°，会造成术后髌骨轨迹不良、衬垫磨损及假体松动等后果[8-9]。因此TKA术后下肢力线的重建对于恢复肢体功能至关重要。根据欧美人群的下肢力线特点，当前假体设计的目标是将下肢力线矫正为180°[10-11]。本研究发现我国西南地区单纯半月板损伤患者Angle A小于180°，股骨与胫骨的机械轴相交成一定角度，并非在同一直线上，下肢力线存在生理性内翻，与北美正常人群相较内翻趋势也更为明显。若术中将Angle A矫正为180°，术后可能因矫枉过正而出现内侧副韧带紧张、屈曲受限、髌骨轨迹不良等并发症。因此，重建轻度内翻的下肢力线更有利于患者术后功能恢复。此外，下肢力线内翻的程度也跟性别有关，本研究中男性Angle B与Angle C均大于女性，二者共同作用下男性Angle A亦大于女性，即女性下肢力线内翻趋势更明显。

本研究内侧半月板损伤与外侧半月板损伤组中3个角度差异均无统计学意义，这可能说明半月板损伤部位与下肢力线并无直接关系，具体原因尚需进一步研究；仅外侧半月板损伤组股骨外翻角在不同性别间的差异无统计学意义，可能与样本量不足或测量方法有关。

3.2 中国西南地区人群TKA术中截骨角度

术前个体化测量下肢全长片，对假体的选择及精准化截骨至关重要。目前使用的进口假体均是根据欧美人群膝关节解剖及下肢力线特点设计而成，尚未有专门针对国人设计的假体问世。因此术前对患者下肢力线进行个体化测量，术中根据实际情况调整截骨角度，能够弥补假体设计方面的不足，提高手术的精确性和安全性。

TKA术中股骨远端截骨在髓内导向杆辅助下进行，为使股骨侧假体垂直于股骨机械轴，应将截骨板外翻放置，外翻角度与股骨外翻角相等[12-13]。我们发现，中国西南地区单纯半月板损伤患者男性股骨外翻角略大于女性，数值相差小于0.5°，故术中外翻截骨角度基本相同。根据本研究测量结果，我们认为TKA术中进行股骨远端截骨时，外翻6.0°截骨将有利于恢复正常下肢力线。

股骨假体的旋转对线是由股骨后髁的解剖形态决定的，在一定程度上也受膝关节内外侧软组织情况的影响。膝关节屈曲时内侧副韧带紧张而外侧副韧带相对松弛，若在股骨后髁进行对称截骨，则会形成一个“梯形”间隙，导致术后屈曲位内外侧间室张力不平衡，造成“内紧外松”，影响假体的使用寿命。如果以股骨后髁轴为参照进行外旋截骨，形成的“矩形”间隙可对胫骨平台内翻角和屈曲位外侧副韧带松弛作出补偿，使得假体植入后内外侧间室受力均衡。

文献报道TKA术中股骨后髁外旋截骨角度与胫骨平台内翻角相等[14]，Rhee等[15]测出正常西方人胫骨平台内翻角为3.0°，早期手术器械设计亦默认外旋3.0°截骨，但这一标准并不完全适用于中国人群。随着手术器械的改进，可供选择的外旋角度范围有所增加，使得个体化外旋截骨成为可能。根据本研究结果，中国西南地区人群TKA手术截骨角度以女性外旋3.0°、男性外旋5.0°截骨为宜，但具体截骨角度应根据术前个体化测量及术中实际情况决定。