跖骨相对长度的影像学测量研究进展

陈柯宇

【摘 要】拇外翻是一种常见的足部疾病，可并发其余跖趾关节的脱位及跖骨痛，跖骨的相对长度影响了跖骨头负重时的压力，一直以来被认为是引起跖骨痛的原因之一。治疗拇外翻引起的中央型跖骨痛常用的外科手段包括weil截骨术和关节成型术。外科医师在术前使用合理的影像学方法对跖骨相对长度做出评估，对于指导拇外翻和跖骨痛的手术方案来说至关重要。本文将对跖骨相对长度的影像学测量研究进展做一综述。

【关键词】拇外翻;跖骨痛;影像学;测量

1 跖骨突出度测量法

1951年，Hardy和Clapham[1]对踇外翻进行多因素分析，并用跖骨突出度评估跖骨长度。此前关于跖骨突出度的描述是不统一的，Hardy使用一个统一的方法来测评这些足样本，第一步：在负重X线足正位画出第一、第二跖骨的长轴，第二步：连接距舟关节面内侧点和跟骰关节面外侧点，以这条线与第二跖骨长轴的交点作为圆心;第三步分别以圆心到第一跖骨远端、第二跖骨远端作为半径，画圆弧，两条弧线的距离为跖骨突出度。理想情况下，这些圆弧应该是以两跖骨长轴的交点为圆心，但在实践中，当跖间角很小时，圆心的距离很远，这就给测量带来了不便。如图1所示。

1935年，Morton在第二跖骨远端做垂直于第二跖骨长轴的横线，测量这条线到第一跖骨远端的距离，评估跖骨相对突出度，这种方法与Nilsonne描述的一致，而Hardy认为跖骨间角的增大会使这种跖骨相对突出度的测量结果明显减小。如图2所示。

2014年，Gabriel认为以往的学者只将跖骨突出度的测量运用于第一第二跖骨，而对五个跖骨彼此间的相对长度缺乏认识。为统计五个跖骨相对长度的差值，作者运用Hardy测量法，以距舟关节面内侧点和跟骰关节面外侧点连线与第二跖骨的长轴交点为圆心，分别以五个跖骨的最远端为半径画圆，测量各圆弧间的距离。作者统计了169个足部样本，得出结果：M2-M1的平均值为0.94±2.71mm，M2-M3的平均值为4.44±1.63mm，M2-M4的平均值为11.17±2.21mm，M2-M5的平均值为20.21±3.77mm。

2 跖骨指数测量法

1991年，Viladot提出了一种跖骨公式，将足的形态分成3种。2007年，Coughlin更详细的描述了这种分类方法，在Hardy跖骨突出度的测量基础上，对第一第二跖骨的相对突出度进行对比，第一种形态：第一跖骨比第二跖骨更短，记做跖骨指数-;第二种形态：第一跖骨与第二跖骨一样长，记做跖骨指数±;第三种形态：第一跖骨比第二跖骨更长，记做跖骨指数+。

3 前足二维坐标

1995年Tanaka提出一种平面坐标系，选用第二跖骨长轴作为坐标的X轴，第二跖骨的近端基底是坐标原点，垂直于X轴过原点做出Y轴。每一个跖骨头分别标记为MH1—MH5，跖骨基底标记为MB1—MB5，足趾最远端分别标记为T1—T5。为了使测量结果标准化，尽管脚的大小不同，但这些坐标数值用第二跖骨长度的百分比表示。在拇外翻患者中，T1點的X坐标和Y坐标的平均值明显更小，第一跖骨的平均长度（从MH1到MB1的距离）为第二跖骨长度的88%，在正常受试者中第一跖骨的平均长度为86%。

4 maestro测量法

2003年，Michel Maestro[2]等人提出一种基于跖骨相对长度评估前足形态的方法，连接距骨的距舟关节面内侧点和跟骨的跟骰关节面外侧点，连线的中点确定为后足的中点，第二跖骨头的最远端点连接后足中点得到的轴线被确定为足的矢状轴，也就是坐标的纵轴，在一个和谐的足部，矢状轴通常与第二跖骨轴线合并;过外侧籽骨中心作一条垂直于矢状轴的横轴，这条轴线通常情况下穿过第四跖骨头的中三分之一略远端，所以作者将这个坐标横轴称为SM4线。过五个跖骨头的最远端点作横轴的垂线，测量垂线的距离是五个跖骨的相对长度，作者称第二跖骨相对长度减去第三跖骨为M2-M3，第三跖骨相对长度减去第四跖骨为M3-M4，以此类推。

为了指导跖骨的截骨手术，Maestro统计了154例足部样本，其中包括50个踇外翻足，30个拇僵硬足，84个没有症状的普通足。作者通过分析得出和谐的前足形态是：第二跖骨的轴线穿过后足中点，SM4线穿过第四跖骨头的中三分之一略远端，第一跖骨相对第二跖骨短缩不超过10mm，其中M2-M3的均值为3.37mm±0.96mm，M3-M4的均值为6.54mm±1.03mm，M4-M5的均值为12mm±1.91mm，这四个跖骨的相对长度差值可视为一个公比为2的等比数列（M2-M3：M3-M4：M4-M5=3：6：12或者3.5：7：14）。

此外作者还提出三种不和谐的前足形态：中间跖骨过长型（M2-M3数值过大）在84个没有症状的普通足中占30%，外侧跖骨过短型（M3-M4、M4-M5数值过大）占37%，第一跖骨过长型（M1-M2数值过大）占2.4%。在50例踇外翻样本中M2-M3过长型和M4-M5过短型分别占24%和62%，在30例踇僵硬中M1-M2过长型占6.5%，M1=M2型占48.4%。

当第二跖骨对比第一跖骨过长时，作者根据前足理想形态（M1=M2，M3=M2-3，M4=M3-6，M5=M4-12）预测截骨量，发现第二跖骨截骨后可能短于第三跖骨，为了避免转移性跖骨痛，有时多个跖骨的截骨短缩是必要的。 如图3所示。

Deleu Paul等人[3]对Maestro指标的可靠性、精确性进行研究，采用两名观察者分别测量73例足的标准负重正位X线片并对形态进行分类，得出结果：和谐的前足形态占25.3%，M1过长占4.1%，M1过短占2.7%，M2-M3过长占15.1%，M4-M5过短占52.8%，在两个观察者之间发现前足形态类型的分类有92.6%的一致性。M1-M2， M2-M3， M3-M4， M4-M5作为四个变量，它们的观察者内部相关系数分别为0.997、0.982 、0.993 、0.996;95%置信区间分别为0.996、0.975、0.990、0.994。Portney和Watkins[4] 认为ICC值小于0.75表明可靠性差。对于临床测量，他们建议ICC值应该超过0.9的可靠性水平。Deleu Paul证明Maestro测量方法具有高度的可靠性与精确性。

5 結语

综上所述，跖骨相对长度的测量方法繁多，不同的测量方法显示了不同的结果。前足的改变会导致负重分布的不平衡，这会导致跖骨头的机械负荷过重，并可能发展为疼痛和足底的胼胝。外科手术的主要目的是减轻疼痛，恢复理想的前脚形态，恢复前足的压力分布[5]，由于2毫米的差异可能导致矫正不足疼痛复发或矫正过多跖骨痛转移，在术前计划缩短一个或多个跖骨截骨时，使用可靠的影像学测量是必要。跖骨远端抛物线的研究应该量化跖骨长度，进而对前足形态进行分类和计算截骨短缩的量。如果测量结果和分类都是可重复的，这将提高术前测量的准确性。但到目前为止，还没有影像学测量跖骨长度的黄金标准，不同的测量方法之间也缺乏一致性。

（通讯作者：吴英华）

参考文献

[1]Hardy R H， Clapham J C.  Observations on hallux valgus; based on a controlled series.[J]. Journal of Bone & Joint Surgery British Volume， 1951， 33-B（3）：376.

[2]Maestro M， Besse J L， Ragusa M， et al. Forefoot morphotype study and planning method for forefoot osteotomy[J]. Foot and ankle clinics， 2003， 8（4）：695-710.

[3]Paul-André， Deleu， Hons P， Thibaut L， et al. Reliability of the Maestro radiographic measuring tool[J]. Foot & Ankle International， 2010， 31（10）：884-891.

[4]Portney， LG， Watkins，MP.Foundation of clinical research： applications to practice[Z].Norwalk， Appleton & Lange，1993.

[5]Haque S， Kakwani R， Chadwick C， et al. Outcome of Minimally Invasive Distal Metatarsal Metaphyseal Osteotomy （DMMO） for Lesser Toe Metatarsalgia[J]. Foot & Ankle International， 2015， 37（1）：58-63.