國人膝關節(jié)假體旋轉對線參考標志的變異性和膝關節(jié)解剖特點與屈膝范圍關系的研究.pdf

1、1.股骨遠端旋轉對線參考軸線與脛骨機械軸關系的研究
　　 目的：正確的股骨假體旋轉對線是全膝關節(jié)表面置換術成功的重要因素。股骨假體的旋轉對線可影響全膝關節(jié)置換術的療效。股骨假體的旋轉對線對髕骨的運動軌跡和屈膝間隙的平衡有著巨大的影響，而屈膝間隙的平衡又可以影響脛-股關節(jié)運動軌跡。用以確定股骨假體旋轉對線的標志有Whiteside線、經股骨髁上軸、股骨后髁軸等。本研究通過對下肢尸體標本上各軸線的測量，比較各軸線與下肢機械軸的關系，

2、確定較為理想的股骨假體的旋轉對線參考標志并對其生物力學優(yōu)越性進行探討。
　　 方法：30例下肢尸體標本，其中左下肢12例，右下肢18例，性別及年齡不明。所有標本均無解剖畸形，膝關節(jié)無骨關節(jié)炎、無前后交叉韌帶及側副韌帶損傷等關節(jié)疾病。切除下肢所有軟組織及髕骨，保留膝關節(jié)內外側副韌帶、前后交叉韌帶、內外側半月板及部分關節(jié)囊，經踝關節(jié)離斷。在前交叉韌帶重建定位器械引導下，將兩枚2.0mm克氏針分別穿過股骨遠端，一枚經股骨外側髁最高點至

3、內側髁最高點，代表臨床髁上軸；一枚經股骨外側髁最高點至股骨內上髁凹，代表外科髁上軸。數(shù)碼相機距下肢80cm處，視線方向與脛骨垂直，前方對準膝關節(jié)中心。分別在膝關節(jié)伸直位、屈膝90°進行數(shù)碼照片采集，伸直位照片近端包括股骨頭，遠端包括脛骨內踝，屈膝90°位近端包括股骨前方皮質，遠端包括脛骨內踝。照片輸入筆記本電腦，并經Adobe Photoshop CS軟件進行圖像處理。參照Moreland的方法確定股骨頭中心、膝關節(jié)中心、踝關節(jié)中心。股

4、骨機械軸：股骨頭中心與膝關節(jié)中心的連線。脛骨機械軸：膝關節(jié)中心與踝關節(jié)中心的連線。下肢機械軸：股骨頭中心與踝關節(jié)中心的連線。Whiteside線為股骨滑車最低點與髁間窩最高點連線。利用Adobe Photoshop CS軟件在各圖像上畫出各軸線，并測量各軸線間夾角。上述工作均由3名研究者同時完成，股骨遠端解剖標志和各軸線的確定須3名研究者意見達成一致時方可確定。在伸膝位圖像上測量股骨機械軸與脛骨機械軸的夾角，臨床髁上軸、外科髁上軸和Wh

5、iteside線的垂線與脛骨機械軸的夾角；屈膝90°時測量臨床髁上軸的垂線、外科髁上軸的垂線和Whiteside線與脛骨機械軸的夾角，測量結果精確到0.1°，相對于脛骨機械軸內翻記錄為正值，外翻記錄為負值。
　　 小結：本研究通過對下肢尸體標本的研究，分析股骨遠端旋轉對線各參考標志與脛骨機械軸關系，通過與以往的研究方法相比較，這一方法準確可靠。通過研究發(fā)現(xiàn)，外科髁上軸的垂線和脛骨機械軸的夾角與股骨機械軸和脛骨機械軸的夾角間的差異

6、最小。外科髁上軸是較臨床髁上軸、Whiteside線更為可靠的股骨假體旋轉對線參考標志，當股骨后髁切骨與外科髁上軸平行時，可獲得較為理想的股骨假體外旋位置，對髕一股關節(jié)和脛一股關節(jié)運動軌跡的不良影響最小。然而，因為個體間股骨解剖變異存在，選擇外科髁上軸作為股骨假體旋轉對線參考標志，仍會發(fā)生一定程度的伸屈膝間隙不平衡，需通過術中適當?shù)能浗M織松解予以糾正。
　　 2.脛骨近端假體旋轉對線參考標志的影像學研究
　　 目的：股骨

7、和/或脛骨假體旋轉對線是影響全膝關節(jié)置換術后膝關節(jié)功能和假體生存率的重要因素。二者間的旋轉對線不匹配可影響髕-股關節(jié)運動軌跡和功能，還可導致脛-股關節(jié)半脫位、聚乙烯襯墊磨損的加速和碎裂。通過第一部分的研究發(fā)現(xiàn)，股骨假體外旋對線參考股骨外科髁上軸線具有生物力學優(yōu)越性可以最大程度恢復膝關節(jié)功能。但是脛骨假體旋轉對線參考軸線還存在爭議，關節(jié)內的解剖學標志如脛骨后髁軸線、經脛骨髁上軸線、脛骨髁間脊間溝都被用作脛骨假體旋轉對線參考軸線。然而，因為

8、骨贅形成、骨質缺損和解剖學變異，術中很難在截骨平面準確判定這些解剖標志。脛骨結節(jié)內側1/3常被用作脛骨假體的旋轉對線的參考標志，但這一方法沒有實驗依據(jù)，且可導致脛骨假體過度外旋。有學者建議髕韌帶止點處內側緣作為脛骨假體的旋轉對線的參考標志。本研究通過比較脛骨結節(jié)內側1/3、髕韌帶止點處內側緣作為脛骨假體旋轉對線參考標志相對于股骨外科髁上軸線差異程度，分析二者作為脛骨假體旋轉對線參考標志的優(yōu)劣。
　　 方法：對15名健康志愿者的膝

9、關節(jié)行CT掃描檢查。試驗對象仰臥，雙膝并攏，膝關節(jié)完全伸直，足趾朝上，CT掃描平面與脛骨干的解剖軸垂直。掃描范圍近側包括股骨髁近端，遠側包括脛骨結節(jié)下緣。所獲CT掃描圖像輸入個人計算機。選擇每例膝關節(jié)的兩幅圖像：股骨側CT掃描圖像能顯示股骨外側髁最高點和股骨內上髁凹，脛骨側CT掃描圖像選自經外側脛骨平臺下方10mm的圖像（術中脛骨切骨平面）。用專用醫(yī)學影像學Dicom viewer圖像分析軟件對CT掃描圖像進行分析和測量，在股骨側CT掃

10、描圖像畫出股骨外科髁上軸線，并在脛骨側CT掃描圖像畫出脛骨二前后軸線，測量二脛骨前后軸線與股骨外科髁上軸線的垂線夾角。上述分析測量工作均由3名研究者同時完成，各解剖標志和軸線的確定須3名研究者意見一致。夾角測量結果精確到0.1°。二脛骨前后軸線相對于股骨外科髁上軸的垂線內旋記錄為正值，外旋記錄為負值。統(tǒng)計學方法采用t檢驗，分別比較二脛骨前后軸線相對于股骨外科髁上軸的垂線的旋轉差異和二脛骨前后軸線間的差異，P<0.05有統(tǒng)計學意義。

11、>　　 小結：本研究通過比較脛骨結節(jié)內側1/3、髕韌帶止點處內側緣與第一部分研究結果所確定的股骨遠端旋轉對線參考軸線即外科髁上軸比較，分析二者間的差異，后交叉韌帶止點中點與髕韌帶止點處內側緣連線與股骨外科髁上軸線垂線的走行方向最為接近，選擇后交叉韌帶止點中點與髕韌帶止點處內側緣連線作為脛骨假體旋轉對線的參考軸線可使股骨與脛骨假體間的旋轉匹配關系更為理想。可以優(yōu)化髕-股關節(jié)與脛股關節(jié)運動軌跡，降低并發(fā)癥發(fā)生率。雖然這樣，TKA術后膝關節(jié)

12、的運動學已不同于正常膝關節(jié)，所有的研究只能部分恢復膝關節(jié)功能。在本研究中，雖然后交叉韌帶止點中點與髕韌帶止點內側緣連線與股骨外科髁上軸線垂線間夾角平均為外旋0.7°，但是仍有部分受試者后交叉韌帶止點中點與髕韌帶內側緣連線與股骨外科髁上軸線垂線呈現(xiàn)較大夾角（最大內旋5.1°，最大外旋5.8°）。因此，術中也可結合自定位法，對脛骨假體旋轉位置做出適當調整。
　　 3.膝關節(jié)股骨后髁偏置距與脛骨后傾角關系對屈膝功能的影響
　　

13、 目的：全膝關節(jié)表面置換術不足之處是不能全部恢復正常膝關節(jié)的屈膝范圍。在屈膝終末時，股骨后方皮質與脛骨假體后緣發(fā)生撞擊，從而限制膝關節(jié)的繼續(xù)屈曲。切骨后恢復脛骨后傾角度被認為可延遲撞擊的發(fā)生；膝關節(jié)最大屈曲角度與股骨后髁偏置距大小相關，認為股骨后髁偏置距在延遲撞擊中具有重要的作用。手術技術的使用，尤其是切骨方法可影響術后股骨后髁偏置距和脛骨后傾角度的大小，從而影響膝關節(jié)屈膝范圍。在正常膝關節(jié)，盡管存在著種族、性別及個體間的解剖學差異，但

14、是都能達到良好的屈膝范圍。本研究目的測量正常膝關節(jié)股骨后髁偏置距和脛骨后傾角度的大小，并分析二者之間的相關性及與膝關節(jié)屈曲范圍的關系。
　　 方法：攝取15位健康成年志愿者的膝關節(jié)側位平片，照片包括遠端1/3股骨和近端2/3脛骨，且使股骨內外側髁重疊。所獲膝關節(jié)側位X平片輸入個人電腦。因照片放大率不同，所測得的股骨后髁偏置距絕對值也不具可比性，因此在本研究中，我們測量股骨后髁偏置距與股骨遠端直徑的比值，稱之為相對高度，將此值與脛

15、骨平臺后傾角相比較。用DicomViewer圖像分析軟件在圖片上畫出所需各線，沿股骨后側皮質畫出線A；線A與股骨遠端后側遠端皮質相交，自此交點畫垂線B，前方止于股骨前側皮質，B為股骨遠端直徑；自股骨內側髁后方最高點畫線A的垂線C，線C為股骨后髁偏置距的高度。測量線C與線B的比值Z，Z為股骨后髁偏置距的相對高度，Z值越大股骨后髁向后凸出越明顯。在脛骨近段任意畫出兩線連接脛骨前后側皮質，在連接兩線中點畫出脛骨近段解剖軸線D，向近端延伸達脛骨

16、平臺。沿脛骨內側平臺關節(jié)面畫線E，測量二者之間的夾角0，以90°減去0即為脛骨平臺后傾角α。上述分析測量工作均由3名研究者同時完成，各解剖標志和軸線的確定須3名研究者意見一致。統(tǒng)計學方法采用Pearson相關性分析檢驗股骨后髁偏置距大小與脛骨平臺后傾角二者間有無相關性，P<0.05有統(tǒng)計學意義。
　　 小結：本研究通過對正常膝關節(jié)研究未發(fā)現(xiàn)股骨后髁偏置距與脛骨后傾角二者間存在相關性，二者大小變異也較大。盡管如此，TKA術后的運動

17、學研究發(fā)現(xiàn)股骨后髁偏置距與脛骨后傾角在延遲撞擊增加屈膝范圍中起著重要的作用，因此在全膝表面置換術中，在股骨后可切骨時，除考慮股骨假體外旋對線，應盡量恢復股骨后髁偏置距，使完成股骨后髁切骨假體安裝后的股骨后髁偏置距與股骨遠端（股骨后方皮質與其遠端弧形相切處）直徑相等（0.95），盡管研究結果脛骨平臺后傾角平均為12.03°，但考慮到脛骨平臺后傾角過大后假體襯墊后方所受應力過大，是伸膝裝置緊張，而且研究結果存在的抽樣誤差，綜合其他學者的研究