年龄相关胫骨平台后倾角变化规律及与前交叉韧带损伤的关系

孙英华，任金亭，王 莉，于永杰，苑广科，焦兆德，方 军，李建民

(1. 潍坊医学院附属益都中心医院 骨科，山东 潍坊 262500；2.青州市红十字会，山东 潍坊 262500； 3. 山东大学齐鲁医院 骨科，山东 济南 250012)

胫骨平台后倾角(posterior tibial slope，PTS)是指胫骨平台相对于胫骨纵轴的后倾角度，它与非接触性前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤相关关系的研究较多，但结论并不一致[1-10]。人体骨骼发育、退变具有一定规律性， PTS的大小是否在不同年龄段人群会有变化，它与非接触性ACL损伤之间的关系是否也随年龄增长出现变化趋势，目前国内外鲜见报道。本研究把年龄作为主导因素对上述问题进行回顾性研究。

1 资料与方法

1.1 临床资料

数据来自潍坊市益都中心医院放射科数据库中2016年1月至2019年1月期间骨科住院患者汉族人群下肢X线片。纳入标准：(1)膝标准侧位片，胫骨干可显示长度至少20 cm；(2)胫股角(femoro-tibial angle，FTA)范围170°～175°。排除标准：(1)有外科矫形手术史；(2)有ACL接触性外伤史、患肢骨折史；(3)有先天发育畸形。

本研究经潍坊市益都中心医院伦理委员会批准，共1 431例纳入，按每10岁间隔分组，共分0～<10岁到≥80岁9组。再根据每组性别、侧别及ACL损伤情况进一步分组，得到全体样本分布。见表 1。

表1 1 431例PTS值分布情况(n)

1.2 PTS测量方法

摄片焦片距为90 cm，技术参数为57 kV、21 mA，均由数字化X线摄片(digital radiography，DR)系统(Philips Medical Systems DMC GmbH，Hamburg，Germany)完成。PTS值通过膝标准侧位X线片上胫骨近端解剖轴线与胫骨平台前后缘切线夹角的补角测量。由两名均有10年以上肌骨骼系统读片经验的研究者分别独立盲法测量。测量工具采用医疗影像储传系统中的工具软件(Centricity Enterprise PACS，GE Medical Systems Co. Ltd.，Jiangsu，China)。

1.3 统计学方法

2 结 果

2.1 各年龄组不同性别、侧别间PTS值比较

0～<10岁、30～<40岁组男性大于女性(P<0.05)，40～<50岁、60～<70岁、70～<80岁、≥80岁组男性小于女性(P<0.05)。0～<10岁、10～<20岁、50～<60岁、60～<70岁、≥80岁组左侧大于右侧(P<0.05)。见表 2。

表2 各年龄组不同性别、侧别间PTS值比较

2.2 男性、女性9个年龄组PTS值比较

男性0～<10岁、10～<20岁、70～<80岁组PTS值左侧大于右侧(P<0.05)。女性50～<60岁，60～<70岁组PTS值左侧大于右侧(P<0.05)。见表3。

表3 男性、女性的各年龄组PTS值比较

2.3 PTS值年龄相关变化趋势

男性与女性混合、单独男性、单独女性样本线图均随年龄增长先降后升，拟合曲线也均呈现随年龄增长先降后升的变化趋势。拟合曲线波谷在男性与女性混合样本出现在40～60岁年龄段中部，在单独女性样本出现在40～60岁年龄段前部，在单独男性样本出现在40～60岁年龄段后部。见图1。

2.4 PTS值与非接触性ACL损伤的关系

根据非接触性ACL损伤情况将损伤膝15例以上的20～<30岁、30～<40岁、40～<50岁、50～<60岁4组PTS值与这4组相对应无损伤膝PTS值进行比较，结果显示，20～<30岁、30～<40岁、40～<50岁组ACL损伤膝者的PTS值大于无ACL损伤膝者(P<0.05)。见表4。

表4 运动活跃年龄段非接触性ACL损伤膝与无损伤膝PTS值比较

a,b：男性与女性混合样本线图、散点图拟合曲线；c,d： 男性样本线图、散点图拟合曲线；e,f：女性样本线图、散点图拟合曲线图1 PTS值年龄相关变化趋势Fig.1 Trend of PTS data and curve fitting with increasing age

3 讨 论

男性与女性PTS值之间的差异可能与骨骼发育规律有关，通常男性骨骼发育晚于女性，但随年龄增加女性膝关节退变速度大于男性。Zhang等[11]研究证实，北京60岁以上膝骨性关节炎(osteoarthritis，OA)人群中女性42.8%出现影像学改变，而男性仅21.5%。Hashemi等[12]和Han等[13]的研究均指出随着膝OA的进展PTS值会增大。女性以骨骼发育早、膝OA退变重为特点，故40岁以后可能比男性拥有更大PTS值。本研究显示，PTS值拟合曲线波谷在女性出现时间早于男性可进一步印证男性与女性骨骼发育、退变差异。Sernert等[14]通过一项前瞻性研究证实正常右膝绝对前向松弛度及整体松弛度均大于左膝。Seniik等[4]研究证实ACL损伤足球运动员群体中优势腿PTS值较非优势腿明显大，可能与足球运动中优势腿与非优势腿的不同负重和相适应的运动模式有关。本研究0～<10岁、10～<20岁、50～<60岁、60～<70岁组，左侧与右侧PTS值差异可能与年龄相关骨骼发育规律及优势腿相关负重和运动模式所致骨骼退变规律有关。

PTS与非接触性ACL损伤相关关系研究中部分作者指出PTS增加与ACL损伤无相关性[7-10]，但更多研究支持它们之间呈正相关关系[1-6]。Hohmann等[15]认为ACL主动肌群牵张反射产生时长随PTS增大而降低，电机械反射延时出现几率增加，导致ACL保护肌群反应滞后，从而增大ACL损伤风险。Giffin等[16]指出较大PTS在胫骨静止和动态位置时都可能导致胫骨过度前移，从而增大ACL负荷。Brandon等[1]与Voos等[17]的研究均发现PTS与轴移试验分级程度呈正相关关系，较大PTS可能是膝关节旋转不稳定增加因素之一。Shao等[18]建立生物力学模型数据分析同样支持ACL张力与PTS之间的正相关关系。以上各种试验均证实了PTS增大将导致ACL张力增加，从而增加ACL损伤风险，尤其在膝关节处于不稳定状态时ACL损伤风险更大。Meister等[7]研究同年龄组非接触性ACL损伤和仅髌股关节疼痛膝关节各50例，发现两组间PTS值无显著性差异。有研究认为PTS增加是因胫骨外旋增加导致膝关节休息位胫骨相对前移，实际胫骨并未整体前移，此时ACL张力反而减小[8]。Kostogiannis等[10]对ACL损伤保守治疗患者病例随访研究证实膝关节不稳分级与PTS没有正相关关系。分析本研究PTS值随年龄增长的拟合曲线，可见波谷出现在运动活跃年龄段末期，可知PTS与非接触性ACL损伤之间关系随年龄增长而变化，虽然在运动活跃年龄段PTS值增加会增加非接触性ACL损伤的风险，但此年龄段人群随年龄增长其PTS值呈下降趋势，致非接触性ACL损伤风险逐渐降低。而运动活跃年龄段之后，因运动量明显减少，故虽然此年龄段人群随年龄增长PTS再呈逐渐上升趋势，但PTS值与非接触性ACL损伤之间不再具有相关性。

总之，PTS值随年龄增长呈现先降后升的变化趋势，在运动活跃年龄段PTS值增加会增加非接触性ACL损伤的风险，但随年龄增长风险逐渐降低。该研究对运动爱好人群膝关节的保护具有一定参考价值。