1、国人胫骨平台内翻角的测量及其临床意义参考模板国人胫骨平台内翻角的测量及其临床意义 作者：陶坤 吴海山 储小兵 徐长明 周晓波【关键词】 全膝关节置换 目前人工膝关节置换术(Total Knee Arthroplasty，TKA)中，冠状面上胫骨侧都采用垂直截骨，为了代偿由此所致的胫骨侧非对称截骨，需将股骨假体适度外旋位放置，以后髁轴为参照，其外旋角度等于胫骨平台内翻角。临床术中作者发现参照国外300的标准进行手术时常常出现股骨假体外旋不足所致的一系列并发症，考虑到人种间的区别可能导致的细致解剖上的差异，因而设计了该课题，通过对正常国人X线片的测量，得出其胫骨平台内翻角的数值，为人工膝关节置换术
2、时国人股骨假体的外旋放置角度提供参照。方法200例青年健康志愿者摄双侧小腿全长正位片，用Auto CAD软件分别测量小腿机械轴垂直线与胫骨平台面切线(PT角)及双侧股骨髁远端切线的夹角(FT角)。结果正常国人的平均PT角为406，FT角为500，均明显大于国外的的参考值。结论国人TKA手术以股骨后髁轴为参照时，后髁的外旋截骨角度应>300放置，以500为宜，以获得满意的股骨假体的外旋放置。 关键词：全膝关节置换； 胫骨平台； 机械轴线； 内翻角测量 Abstract：ObjectiveTo measure the verus inclination of the proximal tib
3、ial of young Chinese through radiographs and determine how many degrees should the femoral prothesis be externally rotationed during total knee arthroplasty(TKA).MethodStandardized anteroposterior radiographs of the entire lower legs of 200 volunteers were taken. Two angles were measured as followes
4、:Angle PT: angle between tibial articular margins and a line perpendicular to the tibial mechanical axis;Angle FT:angle between the transcondylar tangent anda line perpendicular to the tibial mechanical axis. ResultAngle PT has a mean value of 406 and Angle FT is 500. ConclusionWhen the posterior co
5、ndylar axis is used during TKA for Chinese, the femoral prothesis should be externally rotationed 500 to get the optimum rotational orientation. Key words: Total knee arthroplasty(TKA)； Tibial plateau； Mechanical axis； Measuremont of varus angle目前已经成为一项较为成熟的手术。其手术成功的关键之一便是股骨假体的适度外旋位放置。这是由于在正常膝关节中，胫骨
6、近端关节面相对于下肢机械轴存在一定程度的内翻1。冠状面上，当胫骨近端采用垂直于机械轴而并非遵循原有的胫骨解剖内翻角截骨时，将导致胫骨平台截骨的不对称：即外侧部分的相对多截和内侧部分的相对少截。股骨假体外旋位放置的根本目的是为了代偿胫骨近端的非对称截骨，以获得平衡的屈曲间隙和韧带张力及较好的髌骨运动轨迹。理论上，以股骨后髁轴为参照，股骨假体的外旋放置角度应等于该病人膝关节病变前的胫骨平台内翻角14。由于通常都难以获得患者膝关节病变前的X线片，目前国际上都采用通过对较大样本正常膝关节X线片的测量，得出该人种胫骨平台内翻角的平均数值，并以此作为手术参照的标准。胫骨平台内翻角的定义为：X线片中冠状面上
7、胫骨平台面的切线与胫骨机械轴的垂直线之间的夹角(PT角)1,2。如考虑到胫骨近端因半月板等组织的存在使得胫骨、股骨关节面相互吻合，而这些组织在X线片中不能显影，则股骨假体的外旋角度应近似等于股骨髁远端切线与小腿机械轴垂直线之间的夹角(FT角)3。国外的研究资料报道了正常西方人的FT角和TP角为300左右，并以300作为股骨假体外旋放置的参考标准2,4，然而临床手术中作者发现按照此标准进行手术时常常出现股骨假体外旋放置不足的情况，考虑到人种间的区别，同时查阅国内的文献未发现此类数值的报道，因而设计了本课题，为TKA手术中股骨假体的外旋放置角度提供国人的参考数值。 1 资料和方法 11 临床资料
8、200例青年健康志愿者，男100例，女100例，平均年龄243岁(2130岁)。入选条件：(1)无膝关节疼痛、肿胀、绞锁，运动征阴性；(2)无既往受伤及手术史；(3)膝关节X线片检查无明显骨骼发育畸形，骨质无退变，无内外翻畸形。 12 X线拍摄条件及体位 Kodar CR机，X线源距离X线片夹100 cm，曝光条件为75 kv，15 mA。记录被检查者性别、肢别、年龄等，取站立负重位，分别以膝踝关节为中心拍摄膝踝关节标准正位片。 小腿全长摄影可采用短距离多次曝光和长距离单次曝光法。2种方法各有优缺点，多次曝光法显影清晰，但剪裁不当，影响准确性。单次曝光法1次成像，但肢体两端软组织厚度相差较大，
9、投射量不易掌握，易致显影不清，同时因X线在片盒两端的散射，影响角度测量的准确性。作者采用膝踝2次曝光法。为避免X线片剪接的误差，在下肢外侧骨骼水平置一铅标记刻度尺。以该尺为准剪接。由于骨骼不规则，如拍摄时体位不同，影像也不相同也失去可比性，因此，拍摄时除投射角度一致外，还要使体位摆放一致。作者采用双足并拢，足跟与第一跖骨头内侧相贴的方法，以此为标准位拍摄，使小腿全长X线片规格完全一致，具有可比性。 13 测量项目及方法 将上述CR机拍摄所得X线片拼接后转移至电脑(图1)，用Auto CAD软件系统进行数据测量： (1)PT角 胫骨棘中点稍外侧及距骨中点连线作小腿机械轴，沿胫骨平台面作其切线，沿
10、平台面内侧缘作机械轴之垂线，两者相交之夹角即为胫骨平台内翻角(PT角)2,4(图2);(2)FT角 同前取小腿机械轴，并作双侧股骨髁远端之切线，两者相交之夹角即为FT角(图3)3。 小腿机械轴的确定：由于缺乏标准的规定，膝关节的中心通常较难确定。目前其确定方式共有5种：(1)膝部软组织连线的中点(股骨外侧髁软骨下骨平面)；(2)胫骨平台的中点；(3)胫骨棘的中心；(4)股骨髁间切迹的中点；(5)双侧股骨髁内外缘的中点(股骨外侧髁软骨下骨平面)2(图4)。这5点彼此接近，最内侧的通常为股骨髁间切迹的中点，最外侧的通常为胫骨平台的中心。按照Moreland的方法，作者取这5点的中点作为膝关节的中心
11、。对于踝关节中心的确定通常有3种方式：(1)胫骨内侧腓骨外侧皮质骨连线的中点(胫骨远端软骨下骨平面)；(2)距骨的中点(距骨骨下骨平面)；(3)踝关节软组织的中点(胫骨远端软骨下骨平面)2(图5)。这3点彼此非常接近，同前，按照Moreland的方法，作者取距骨的中点作为踝关节的 中心。连接踝关节和膝关节的中心便得到小腿机械轴。 胫骨平台面切线的确定：取胫骨平台内外侧关节面的边缘作连线即为胫骨平台面切线4。 14 数据处理及相关数据比较 将所有测得的数据输入电脑，用统计学SPSS(100)软件进行数据分析。同时将作者的研究结果同美国的Morelander及加拿大的Cooke所进行的相关研究进行
12、了统计学比较2,4。 2 结 果 21 将全部资料分为男女2组，左右侧进行t检验，发现PT角及FT角分别在男女组及左右侧均没有显著差异(P>05)。见表1。 22 由表1可知我国正常青年人的平均FT角为406203，FT角为500214，均显著>3(P<00001)。国外相似的研究中(表2)，Moreland报道的FT角为：左侧2614，右侧30162；Cooke报道的PT角为33224。将国人的PT角及FT角分别与Moreland和Cooke所报道的数值进行统计学处理(t检验)，均存在着显著统计学差异(P<00001)，即正常国人的PT角和FT角均明显大于正常西方人。
13、 3 讨 论 31 胫骨内翻角(PT角)的测量意义 正常膝关节的胫骨近端关节面相对于机械轴存在着一定的内翻1。20世纪80年代，krackow和其他作者曾提出遵循胫骨原有的解剖内翻角度进行胫骨近端截骨(anatomicalmethod)1。由于无法避免手术操作及器械所带来的误差，完全遵循胫骨原有的内倾及后倾角度的操作很容易造成截骨面的内后侧倾斜，导致胫骨假体放置在>5的内翻位1。Tew等人的研究证实当胫骨假体放置在>5内翻位时很易形成假体的进一步内翻位下沉导致手术的早期失败5。为了预防可能导致的>5的内翻及所伴随的手术的早期失败，这种遵循原来解剖内翻角的截骨方式已被临床所摒弃
14、。目前胫骨截骨在冠状面上都采用垂直于机械轴的方式。因为胫骨近端的截骨垂直于机械轴而并非遵循原有的解剖内翻角，导致了胫骨平台截骨的不对称：即外侧部分的相对多截和内侧部分的相对少截。此时，如果股骨后髁采取对称截骨将导致屈曲间隙不对称、内外侧韧带不平衡以及髌骨运动轨迹不良1，因而要求股骨在相对外旋位截骨，以获得假体的满意放置1，2。理论上，以后髁轴为参照时，股骨假体的外旋放置角度应等于胫骨近端关节面的内翻角，在X线片上即表现为PT角1，2。表1 正常国人的PT角及FT角 TKA术中股骨假体外旋位放置的根本目的是为了代偿胫骨侧的不对称截骨。由于正常胫骨近端关节面存在着半月板等组织，使得胫骨关节面与股骨
15、远端关节面相互吻合，而在X线片中这些组织并不能显影，进行股骨外旋截骨时考虑到这些因素，外旋角度则应等于双侧股骨髁远端的切线，在X线片上即表现为FT角2,3。 33 股骨假体外旋的意义 很多作者已经列举了股骨假体外旋的重要性68。股骨假体外旋不当除了影响屈曲间歇及韧带的平衡与稳定，同时将导致髌骨运动轨迹的改变，引起一系列髌股关节并发症而导致手术的失败。据Laith等报道，髌股关节并发症(如髌骨半脱位，髌骨撞击骨折，假体的松动及磨损，术后膝前疼痛等)高达术后并发症的30，其最主要的原因之一便是假体的外旋不当16。 34 股骨假体外旋的确定方式 TKA手术技术基本分为2种：间隙截骨技术及测量截骨技术
16、8，9。在间隙技术中，完成适度的软组织松解及胫骨截骨后，膝关节屈曲90位，使软组织处于均衡的紧张度，股骨的外旋截骨通过股骨前后髁截骨面平行于胫骨截骨面(即垂直于胫骨机械轴)来获得。然而，术中通常较难把握对软组织做到恰到好处的松解，因而又提出了测量截骨技术的概念。 在测量截骨技术中，主要依靠一系列的参照轴线进行股骨前后髁截骨。目前提出的参照轴线有：股骨后髁轴(posterior axes)、经股骨上髁轴(transepicondylar axis)、前后轴(AP axis)，其中最为常用的便是股骨后髁轴(posterior axes)。在以股骨后髁轴为参照时，股骨假体的外旋放置角度应等于病人膝关
17、节病损及正常时胫骨平台面的内翻角1,2。35 小结 目前TKA术中，以后髁轴为参照，作者一直在沿用西方人3的标准进行股骨后髁的外旋截骨。然而，作者发现按照此标准进行手术时常常出现股骨假体外旋放置不足的情况，伴随较高的髌骨运动轨迹不良及外侧支持带松解率，而将股骨假体的外旋放置角度适度加大则能明显减少这种情况。考虑到人种间的区别所可能导致的细致解剖上的差异，参照日前国外惯用的原则，作者进行了国人胫骨平台内翻角的测量。作者的测量结果显示，正常国人平均PT角为406，FT角为500，均明显>3。考虑到正常胫骨近端存在着半月板等组织，则应以FT角即5作为股骨假体的外旋放置角度。香港的Chiu KY
18、在其所进行的对国人的研究也证实，正常国人的股骨后髁角(即经股骨上髁轴与股骨后髁轴夹角)为5，此时，相对于后髁轴将股骨假体置于5外旋位时，将能获得较满意的股骨假体的外旋放置14。 参考文献： 1 Insall JN, Scott WN.Surgical techniques and instrumentation in total knee arthroplastyM. In Insall JN(ed),Surgery of the Knee.New York. Churchill Livingston，2001，1553-1620. 2 Moreland JR,Bassett Lw, Hank
19、er GJ.Radiographic analysis of the axial alignment of the lower extremityJ. J Bone Joint Surgery,1987,69:745-749. 3 Nagamine R， Miura H， Bravo CV，et al. Anatomic variations should be considered in total knee arthroplasty.J Orthop Sci,2000,5(3):232-237. 4 Cooke TD,Pichora:Surgical implications ofvaru
20、s deforminity of the knee with oblity of joint surfaceJ.J Bone Joint Surg,1989，71:560-565.） 5 Canale ST. Arthroplasty of ankle and kneeM. In Canale ST(ed),Campbells Operative Orthopaedics.New York. Harcourt,1998,232-295. 6 James BS,Patric MC.Femoral roatational alignment using the tibial shaft axis
21、in total knee arthroplasty.Clin Orthop,1996，331:47-55. 7 Shuichi MH,Miura RN.A comparison of rotational landmarks in the distal femur and the tibial shaft.Clin Orthop,2003，414:183-188. 8 Insall JN.Total knee replacementM.In insall JN(ed),Surgery of the Knee.New York.Churchill Livingston,1984，587-695
22、. 9 Martin JW, whiteside LA.The influence of joint line position on knee stability after condylar knee arthroplasty.Clin Orthop,1990，259:146. 10Pagnano MW, Hanssen AD. Varus tibial joint line obliquity: a potential cause of femoral component malrotation.Clin Orthop,2001，(392): 68-74. 11Pascal L,John
23、 N,Giles R,et al.Rotational landermarks and sizing of the distalfemur in total knee arthroplasty.Clin Orthop,1996，331:35-46. 12Churchill DL,Incavo SJ,JohnsonCC,et al.The transepicondylar axis approximates the optimal flexion axis of the knee.Clin Orthop,1998，356:111-118. 13Yoshika Y, Siu D,Cooke TD.
24、The anatomy and functional axes of the femur.J Bone Joint Surg,1987，69:873-880. 14Yip DK,Zhu YH,Chiu KY, et al.Distal rotational alignment of the Chinese femur and its relevance in total knee arthroplasty.J Arthroplasty,2004，19(5):613-619. 15Insall JN, Scott WN.Surgical techniques and instrumentation in total knee arthroplasty In lnsall JN(ed),Surgery of the Knee.New York. Churchill Livingston,1993，739-804. 16Laith MJ,Luther BF.The Accuracy of Computed Tomography for Determining Femoral and Tibial Total Knee Arthroplasty Component Rotation.J Arthroplasty,2000，15:761-766.
