胫骨扭转角及其临床间接测量法的研究进展

齐欣，谭洪波，徐永清，张建勋，孙睿，朱跃良*

1.联勤保障部队第九二〇医院，昆明 650100；2.昆明理工大学城市学院，昆明 650051

目前骨科及矫形外科医生对下肢力线已充分重视，但常忽略下肢不良旋转引起的各类伤病。胫骨扭转角，也称胫骨旋转角，为胫骨远端踝关节旋转轴相对于近端膝关节旋转轴在横截面上绕胫骨纵轴的生理性扭转程度[1,2]，最早由LeDamany 提出，定义为胫骨近端关节面的横轴线与胫骨远端关节面的横轴线在冠状面上的夹角[3]。正常人的胫骨具有一定的生理性角度，它的异常往往与儿童的生长发育异常、先天性脑瘫、胫骨骨折、膝关节内外翻畸形高位截骨矫形、小腿先天性或创伤性短缩畸形、马蹄内翻足畸形、胫骨骨髓炎截骨搬移监管、膝关节韧带及半月板损伤修复、膝关节不稳定甚至膝踝关节置换等疾病的诊治密切相关[4～11]。如何正确测量胫骨扭转角并充分纠正旋转异常，是治疗的关键。近年国外学者研制出针对膝关节骨性关节炎造成下肢旋转异常的机械矫形器[12]，但研究处于初步阶段，许多问题有待解决[3,13]，究其原因在于胫骨不良旋转易漏诊，胫骨不良旋转的形成机制及其与临床伤病的关系一直少人问津。目前临床诊断胫骨旋转异常主要通过测量胫骨扭转角[14]，首先需要明确胫骨扭转角的正常范围，准确、简便、有效地测量出胫骨扭转角，才能诊断胫骨旋转异常，从而进一步治疗。测量方法主要包括尸体解剖、影像学及临床间接测量，前两者精确但不简易，后者简便但因体表标志不清及体位影响而缺乏准确性。本文从胫骨扭转形成、胫骨旋转异常、各测量方法比较、临床间接测量法现状以及展望几个方面做一综述，期为胫骨扭转角临床间接测量仪器的创新改进及不良旋转的诊治提供参考。

1 生理性胫骨扭转角

人体胫骨正常范围内的的旋转在胚胎发育期、出生后胎儿期、婴儿期、幼儿期、甚至儿童期前后相当长的时期是一个不间断的生理过程，随着年龄增大从内旋改为外旋。相关研究表明，除10%男孩、8.5%女孩及家族病患者在发育成熟后仍存在胫骨内旋以外[15]，成年人小腿下端对于上端来说存在生理性外旋。研究者指出胎儿期胫骨呈内旋状态，出生后第1个月开始外旋发育，4～10 岁外旋发育逐步停止，胫骨外旋程度可达成年人水平[2,3]。也有报道表明须到14 岁，儿童的骨骺发育接近成年，下肢的旋转发育基本停止[16]，外旋范围达到20～25°（平均23°）[2,17,18]，在儿童快速生长期，胫骨外旋平均可达15°[19,20]。因此，确定正常胫骨扭转角范围应选择测量15 岁以上正常成年人。而15 岁以前胫骨一定范围内的旋转视为正常现象，无需矫正，可定期随访，若发现超出正常范围，应及时采取矫形措施，恢复下肢旋转解剖轴线，预防成年后出现邻近关节疼痛甚至早期骨性关节炎[21]。矫形手术应保留生理性的外旋角度，避免矫枉过正出现内旋；小于25°的胫骨外旋畸形，双侧对称且不影响步态的，可无需矫正[18]。

2 胫骨旋转异常

正常人胫骨存在一定范围的扭转角度，发育成熟后呈生理性外旋，而当发育中出现异常或胫骨发生伤病导致胫骨旋转角度超过扭转角正常范围时，即为胫骨旋转异常[22]。最常见而易忽视的胫骨旋转异常的原因为胫骨骨折复位时，术者忽视旋转的复位及矫正，造成术后骨折延迟愈合、畸形愈合甚至不愈合。研究表明胫腓骨骨折内固定后旋转异常发生率达22%～50%[23～26]，并与骨折的复杂程度呈正比[27]，可见在胫骨骨折切开复位内固定治疗中，严谨纠正胫骨的旋转异常是非常重要的，国内学者通过CT 三维扫描重建及3D 打印技术辅助经皮微创接骨内固定术（minimally invasive plate oseoynthesis，MIPO）治疗，术后胫骨旋转异常发生率降低[28,29]，但在增加测量精确度、降低使用成本以及提高治疗效果方面需进一步研究证实。胫骨旋转异常如未及时矫正，会引起髌股关节不稳、髌前疼痛综合征、髌骨压迫综合征、膝关节和踝关节骨性或创伤性关节炎等伤病[30～36]。反之，上述胫骨伤病也会使胫骨旋转异常加重。胫骨旋转异常已然成为全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）临床疗效的重要影响因素，会导致髌骨轨迹不良、膝关节屈曲不稳定及活动受限、假体磨损及步态异常等并发症[37～42]。在矫形外科领域中，应特别重视先天发育不良性或后天创伤性的马蹄内翻足、小腿旋转畸形、短缩畸形以及胫骨骨髓炎截骨搬移术后等疾病，因其大多合并不同程度的旋转异常，术中需要矫正，术后随访更要重视旋转管理与监测，这是矫形与重建骨质成功的重要基础。

3 胫骨扭转角传统测量方法及创新

传统的胫骨扭转角测量方法有人体解剖测量法、影像学测量法及临床间接测量法[31,32,43,44]。人体解剖测量法即尸检，直观准确，主要用于正常人体解剖数据库的建立而有数据指导意义；影像学测量法包括X 线、MRI 及CT 扫描测量，X 线仅能提供重叠平面像，测量繁琐且不准确，MRI 骨质显示不清，受软组织伪影影响较大，CT 扫描为测量胫骨扭转角的金标准，测量准确度高但存在耗时、费用高、术中无法使用及放射性伤害等缺点[3,23,33]，测量选择的轴线及骨性参考标志点也多而繁杂[17,28,45～50]；临床间接测量法又叫临床体检法，可以反复测量，方便快捷且低成本无伤害，缺点是术前不容易确定合适的体表定位标志而增加误差、降低准确性，测量主观性较明显，术中测量则被测者体位因素影响较大，需要患者采取俯卧跪姿，常常影响手术操作而无法完成测量[51]。

单涛等[52]利用人体解剖法对国内不同地区男女的干燥胫骨进行测量，显示胫骨扭转角均值男性16.1°，女性17.5°。黄煌渊等[53]通过测量后认为国人胫骨扭转角平均为23.5°，这与Yagi[54]测量日本正常成年人胫骨扭转角的结果一致，正常范围在13.5～33.5°之间，超过这个范围均为旋转异常，需要进行矫正。利用CT 扫描测量法，国外学者SeberS等[16]测得胫骨平均扭转角为左侧29.1°，右侧30.9°，Strecke 测得成人下肢扭转角度为胫骨间内扭转（24.1±17.4）°，胫骨向外扭转（34.9±15.9）°[13]。由此可知：人体解剖法与CT 扫描测量法所测正常范围存在差异；CT 测量结果尚未取得正常范围值共识；同时，双侧胫骨扭转角的差异存在显著性意义。尚缺少临床间接或直接的大样本、多中心测量以确定正常范围。

在医学发展的不同历史时期，基于胫骨扭转角的定义，出现了多种临床间接测量方法。较早地，Staheli等[55]设计并应用了4 种临床间接测量法：足向角（the foot progression angle，FP 角）、髋内旋度数（degree of internal rotation，HIR）及外旋度数（degree of external rotation，HER）、股足角法（thigh-foot angle，TFA）、髁间轴角法（angle of the transmalleolar axis，TMA）。而后相继出现术中测量胫骨扭转角的方法：Clementz等[1]X 线透视法和Krettek等[56]术中透视解剖标志形态观察法。还有表盘测量法和力线测量法，前者为膝关节伸直髌骨向上为0°位，双侧等长弧形夹持触手分别触及内外踝最高点，测量连接弧形触手连线垂直标志线背离表盘重力线旋转角度，后者则是正常的下肢力线在前面正位相中髂前上棘、髌骨中点及第1、2 趾间三点在一条直线上，测量足纵轴和棘髌线的夹角，即可得旋转角度。上述方法经临床应用均准确性较差，不利于术中测量，仅能粗略评估。

冯明光等[57]研制胫骨术中旋转控制测量仪的装置rotation control measuring instrument，简称RCM 测量仪，主要用于胫骨骨折术中胫骨旋转的监测，经精确度评估，所测值与临床间接测量法、CT 扫描测量法进行统计学比较，结果提示RCM 测量仪所测值与TFA、TMA 两种临床间接测量法，尤其是与后者的测量均值最为接近，高于CT 扫描测量法与临床间接测量法的一致性。因此也提示CT 扫描测量法与RCM 测量仪所测值是具有差异性的，均值前者高于后者。虽然CT 扫描测量被公认为目前胫骨扭转角测量的金标准，但普遍认为临床间接测量法与CT 扫描等影像学测量法存在可以接受的差异，约15°[56]，且相关研究表明临床间接测量法与CT 扫描测量法在评估同一个体胫骨扭转角方面并无明显差异[58]。因此文中认为RCM 测量仪所产生的误差可以接受，与CT 测量的差异亦可以接受，且能够替代传统临床间接测量法。

RCM 测量仪结构较简单，测量较为简便、快速、易行，可为近年来胫骨扭转角临床间接测量法的创新之举，解决了传统临床间接测量及影像学测量无法在术中有效使用的难题，一定程度避免了被测者体位的影响，但笔者认为可以在此基础上进一步完善。

4 结论

综上所述，胫骨的旋转异常在临床中不能忽视，而作为其诊断基础的胫骨扭转角及其正常值范围确定、测量方法的选择更加显得举足轻重。这需要临床医生更充分地认识并利用它，了解胫骨旋转多少度需要外科矫正，旋转异常的胫骨矫正量，保留生理性胫骨扭转角等等。同时术前、术中及术后应该严谨准确地监测与管理，以达到胫骨诊治的最佳疗效。目前胫骨扭转角的测量方法中，尸检及CT 扫描虽然准确甚至可作为金标准，但前者局限于脱离人体和临床，后者则有费用高及放射性伤害之弊，且测量不易行，不方便，适应征不广泛，而现有的临床间接测量法简便易行伤害小，但受体位、伤情等因素影响，测量误差难消除，与公认的金标准所测数据有差异。因此需在前人研究基础上，结合机械学原理，克服目前测量方法的缺陷，将临床间接测量向直接测量推进，并依据胫骨扭转角定义进行改进，研发一种更加清晰化、体表化骨性解剖标志点，使测量更加简易方便且准确，经济实惠无伤害，且术前诊断、术中监测及术后随访观察均适用的新型胫骨扭转角体表直接测量器，以作为精细监测胫骨发育及诊治胫骨伤病的有效手段及保证。