股骨骨髓腔的形態(tài)學(xué)研究及其臨床意義

1、股骨骨髓腔的形態(tài)學(xué)研究及其臨床意義                作者：閆宏偉，張捷，劉凱，王坤正，劉軍，宋金輝，張開放，袁國蓮 【關(guān)鍵詞】  股骨；骨髓腔；形態(tài)學(xué)；髓內(nèi)釘摘要：目的  建立國人股骨骨髓腔的形態(tài)學(xué)參數(shù)，為設(shè)計(jì)和選擇適合國人的股骨髓內(nèi)釘內(nèi)固定器械提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。方法  選擇正常成人股骨全長X線片(含標(biāo)準(zhǔn)正、側(cè)位片)52例，應(yīng)用圖像分析軟件進(jìn)行形態(tài)學(xué)參數(shù)測量。結(jié)果  股骨骨髓腔全長為(33.51±

2、;0.63)cm(男)和(33.13±0.64)cm(女)；狹窄段長度為(5.61±0.49)cm(男)和(5.17±0.46)cm(女)；髓腔最狹窄點(diǎn)位于髓腔中點(diǎn)近側(cè)，距離為(3.55±0.15)cm(男)和(3.52±0.27)cm(女)，狹窄點(diǎn)髓腔矢狀徑較冠狀徑大，分別為(1.215±0.113)cm 和(1.077±0.116)cm，髓腔弧度半徑為(120.608±6.089)cm。結(jié)論  股骨骨髓腔長度、狹窄部形態(tài)及弧度等參數(shù)在交鎖髓內(nèi)釘?shù)脑O(shè)計(jì)和應(yīng)用中發(fā)揮著制約性作用。關(guān)鍵詞：股骨；骨髓腔；形態(tài)

3、學(xué)；髓內(nèi)釘Morphological study of the femur medullary cavity and its significanceABSTRACT: Objective  To provide morphological reference for designing and selecting the intramedullary nail fixation suitable for Chinese by setting up the morphological parameters of the femur medullary cavity. Methods&

4、#160; The image analysis software was used to measure the morphological parameters of the 52 normal adult case of the total length femur Xray photograph (contain Xray photograph of standard frontal and lateral ones ). Results  The total length of femur medullary cavity were (33.51±0.63)cm

5、(male) and (33.13±0.64)cm (female); the length of the narrow point were (5.61±0.49)cm (male) and (5.17±0.46)cm (female); the narrowest part were located on the proximal end of medullary cavity the distance of them were (3.55±0.15)cm (male) and (3.52±0.27)cm (female); the sag

6、ital diameter were longer than the coronal diameter of the narrow point medullary cavity, the front one were(1.215±0.113)cm and the other one were (1.077±0.116)cm; the arc semidiameter of medullary cavity were(120.608±6.089)cm. Conclusion  The length of the femur medullary cavity

7、, the form of narrow part and the arc were exerting the conditionality function for designing and applying the Chinese intramedullary nail fixation.KEY WORDS: femur; medullary cavity; morphological; intramedullary nail fixation人類的股骨形態(tài)具有很大的差異，年齡、性別、民族、地域、遺傳及生活方式等均是其影響因素12。了解股骨的形態(tài)學(xué)特征，不僅對于股骨損傷后的治療與康復(fù)等具

8、有重要的臨床意義，而且也可以為人類學(xué)研究積累資料，為設(shè)計(jì)適合股骨解剖學(xué)形態(tài)特點(diǎn)的醫(yī)用內(nèi)置物(如髓內(nèi)釘、人工關(guān)節(jié)等)提供理論依據(jù)。1  材料與方法1.1  材料  從本院放射科過去兩年X線攝片機(jī)(柯達(dá)計(jì)算機(jī)X線攝影成像系統(tǒng)/CR)所攝股骨全長X線片(存于數(shù)據(jù)光盤中)中，選擇成人的正常股骨全長X線片(含標(biāo)準(zhǔn)正、側(cè)位片)52例，其中男26例，女26例。1.2  方法  將入選X線片從數(shù)據(jù)光盤或X線攝片機(jī)中導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用圖片瀏覽軟件Photoshop 6.0將X線片還原至11比例，消除由于放大率所造成的誤差，應(yīng)用軟件自帶標(biāo)尺對目標(biāo)測量區(qū)進(jìn)行測量，

9、在窗口直接可記錄測量值。1.2.1  測量指標(biāo)  股骨骨髓腔全長：小轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)至股骨內(nèi)、外側(cè)髁最寬處的垂直距離；股骨骨髓腔狹窄段長度：股骨正位X線片上從髓腔最狹窄點(diǎn)向上、向下其徑線變化不超過1mm的髓腔，稱為股骨骨髓腔狹窄段；股骨骨髓腔狹窄點(diǎn)矢狀徑和冠狀徑：股骨正、側(cè)位片上，平股骨骨髓腔最狹窄點(diǎn)水平髓腔的相應(yīng)徑線長度；狹窄段皮質(zhì)厚度：正位片上股骨狹窄段內(nèi)，外側(cè)皮質(zhì)骨厚度平均值，側(cè)位片上前、后側(cè)皮質(zhì)骨厚度平均值狹窄點(diǎn)位置：股骨正位X線片髓腔最狹窄處距小轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的距離；弦高：側(cè)位片上、經(jīng)小轉(zhuǎn)子上緣平面和經(jīng)股骨內(nèi)、外髁平面，這兩個(gè)平面與股骨前側(cè)骨皮質(zhì)的交點(diǎn)的連線距股骨前側(cè)骨皮質(zhì)的最

10、遠(yuǎn)垂直距離；弦長：相當(dāng)于股骨骨髓腔全長；弧度半徑：指股骨向前外側(cè)的生理彎曲，以弧度半徑(cm)表示，弧度半徑指該段圓弧所對應(yīng)的圓的半徑大小，已知弦長L，弦高H，設(shè)弧度半徑為R，則R=H2+(L/2)2/2H；狹窄點(diǎn)與髓腔中點(diǎn)的距離：骨髓腔全長一半減去最狹窄點(diǎn)位置可得出此項(xiàng)參數(shù)，差值為正值，說明最狹窄點(diǎn)位于骨髓腔中點(diǎn)的近側(cè)；股骨骨髓腔狹窄段長度與骨髓腔全長之比：表示股骨骨髓腔狹窄段的相對長度。1.2.2  統(tǒng)計(jì)學(xué)處理  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以±s表示，采用SPSS.11.0統(tǒng)計(jì)軟件行t檢驗(yàn)，P0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。2  結(jié)果2.1  國人股骨骨髓腔的測量

11、結(jié)果  由表1可以看出， 國人股骨骨髓腔各測量指標(biāo)中除狹窄段皮質(zhì)厚度存在性別差異外，余各項(xiàng)指標(biāo)的性別差異均不顯著。男性皮質(zhì)骨厚度較女性大的原因可能與男性運(yùn)動(dòng)多及體力勞動(dòng)強(qiáng)度大有關(guān)。表1  股骨骨髓腔參數(shù)測量結(jié)果（略）Table 1  The parameter measurement of femur medullary cavity2.2  與國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)比較情況  萬黎、王永清等34對國人股骨骨髓腔進(jìn)行了較為全面的測量，本組測量結(jié)果與萬黎組、王永清組相比較，除狹窄點(diǎn)與髓腔中點(diǎn)距離無差異外，余各指標(biāo)均存在顯著差異，引起差異原因除標(biāo)本因素及測量

12、手段精確度不同外，對指標(biāo)的定義差別也是重要原因之一，例如弧度半徑的測量(表2)。表2  與國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)比較情況（略）Table 2  Comparison with the inteval document3  討論3.1  髓腔形態(tài)學(xué)研究的材料選擇  骨髓腔形態(tài)學(xué)研究的材料有干骨、防腐濕骨、新鮮尸骨及活體的在體測量。干骨、防腐濕骨、新鮮尸骨等標(biāo)本因?yàn)閿?shù)量有限，在小樣本量的測量中如何防止過大的抽樣誤差是個(gè)難以回避的問題。研究發(fā)現(xiàn)，防腐濕骨與新鮮尸骨的形態(tài)學(xué)研究結(jié)果基本相同，而干骨由于脫水后對于松質(zhì)骨的變化影響較大，其與防腐濕骨、新鮮尸骨及在體測

13、量的結(jié)果有顯著性差別。在體測量能真實(shí)反映骨髓腔的生理形態(tài)，適用于大樣本的普查，測量結(jié)果準(zhǔn)確。就標(biāo)本獲得的難易程度而言，防腐濕骨是形態(tài)學(xué)研究中最合適的材料；就骨髓腔形狀、皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨的分布規(guī)律研究而言，尸體標(biāo)本的直接測量較其他方法更貼近實(shí)際。故在骨髓腔的形態(tài)學(xué)研究中，研究材料的選擇不可一概而論，防腐濕骨可與志愿者的在體測量及X線圖庫資料的測量相互補(bǔ)充，取長補(bǔ)短，共同在骨骼人類學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。         本研究以柯達(dá)計(jì)算機(jī)X線攝影成像系統(tǒng)(CR)為研究手段，對國人的股骨、脛骨骨髓腔進(jìn)行了形態(tài)學(xué)參數(shù)的在體測

14、量，為下一步設(shè)計(jì)適合國人髓腔解剖特點(diǎn)的交鎖髓內(nèi)釘提供了可靠的形態(tài)學(xué)依據(jù)。但在國人股骨外在解剖特點(diǎn)的研究上涉足尚淺，進(jìn)一步深入研究國人股骨的整體及骨髓腔解剖特點(diǎn)將會(huì)為豐富骨骼人類學(xué)提供可靠的理論基礎(chǔ)。3.2  股骨骨髓腔各測量指標(biāo)的臨床意義  隨著髓內(nèi)釘技術(shù)的日益成熟，特別是交鎖髓內(nèi)釘技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對長管狀骨骨髓腔形狀的了解提出了迫切要求，加快各種進(jìn)*鎖髓內(nèi)釘?shù)膰a(chǎn)化進(jìn)程亦需要對國人的長管狀骨的骨髓腔參數(shù)進(jìn)行大樣本、廣覆蓋的調(diào)查研究。因此，對國人長管狀骨骨髓腔參數(shù)進(jìn)行深入研究，以盡快設(shè)計(jì)出符合國人解剖特點(diǎn)的創(chuàng)傷骨科內(nèi)固定器械及關(guān)節(jié)假體仍是一個(gè)十分重要的課題，其不但可豐富

15、人類學(xué)研究成果，也對髓內(nèi)釘?shù)难兄萍芭R床應(yīng)用具有重要意義。股骨骨髓腔長度、狹窄部形態(tài)、弧度等參數(shù)在交鎖髓內(nèi)釘?shù)脑O(shè)計(jì)和應(yīng)用中發(fā)揮著制約性作用，骨髓腔的長度決定了對髓內(nèi)釘長度的設(shè)計(jì)和選擇。譚進(jìn)等測得成都地區(qū)成人干燥股骨標(biāo)本的體長為：男性(340.43±17.42)mm，女性(325.12±21.26)mm；最大值與最小值范圍男性為395.00-384.50mm，女性為394.00-266.00mm。王永清等對18根成年人新鮮不成對股骨標(biāo)本進(jìn)行測量，測得股骨骨髓腔生理長為(42.000±2.210)cm。本組共在體測量成年男、女各26例正常股骨X線片，測得男性股骨骨髓腔全

16、長為(335.0531±6.3180)mm，最大值與最小值范圍為345.69-322.68mm，女性股骨骨髓腔全長為(331.2796±6.4042)mm，最大值與最小值范圍為341.52-322.05mm。由于本組定義股骨骨髓腔全長為小轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)至股骨內(nèi)、外側(cè)髁最寬處的垂直距離，結(jié)合國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道，大小轉(zhuǎn)子間頂點(diǎn)平面的垂直距離為(4.5±0.4)cm，故而推測國人股骨交鎖髓內(nèi)釘?shù)拈L度設(shè)計(jì)范圍為本組股骨骨髓腔全長加上大小轉(zhuǎn)子間頂點(diǎn)平面的垂直距離較為適宜。狹窄段形態(tài)主要包括狹窄段長度、最狹窄點(diǎn)矢狀徑與冠狀徑大小、狹窄段內(nèi)、外、前、后側(cè)皮質(zhì)厚度及最狹窄點(diǎn)位置等參數(shù)，而最狹

17、窄點(diǎn)冠狀徑大小與局部皮質(zhì)骨厚度等參數(shù)在交鎖髓內(nèi)釘?shù)闹睆皆O(shè)計(jì)和擴(kuò)髓應(yīng)用中最具特殊意義。由于狹窄段髓腔為矢狀徑長，冠狀徑短的近似柱體，故最狹窄點(diǎn)的冠狀徑大小決定了髓內(nèi)釘?shù)闹睆皆O(shè)計(jì)和直徑選擇。擴(kuò)髓除可引起脂肪栓塞、骨內(nèi)膜血供破壞、熱效應(yīng)導(dǎo)致骨質(zhì)壞死外，其直接后果是造成骨皮質(zhì)變薄，骨強(qiáng)度下降。研究發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)髓后雖可插入更粗更堅(jiān)固的髓內(nèi)釘，使釘骨的接觸面積更長，固定更安全，然而擴(kuò)髓造成的骨皮質(zhì)變薄會(huì)使骨的強(qiáng)度相對降低。實(shí)驗(yàn)表明，在相同載荷情況下，擴(kuò)髓從10mm增至12mm，骨的最大應(yīng)變增加13%，繼續(xù)擴(kuò)髓至14mm，骨的應(yīng)變增加25.5%(與12mm應(yīng)變相比)，繼續(xù)擴(kuò)髓至16mm，骨的應(yīng)變與14mm時(shí)應(yīng)變

18、相比，增加了70%?？梢娫谳d荷不變的情況下，應(yīng)變的增加表明擴(kuò)髓導(dǎo)致了骨強(qiáng)度的降低。所以狹窄段皮質(zhì)骨厚度測量對指導(dǎo)交鎖髓內(nèi)釘?shù)呐R床應(yīng)用亦具有重要的指導(dǎo)意義。本組測得股骨狹窄段長度男性為(56.0488±4.8742)mm，女性(51.6812±4.6184)mm，狹窄點(diǎn)矢狀徑為(12.1531±1.1128)mm，狹窄點(diǎn)冠狀徑為(10.7710±1.1593)mm，狹窄段前側(cè)皮質(zhì)厚度男性為(6.6854±0.6401)mm，女性(5.6458±0.6035)mm，狹窄段后側(cè)皮質(zhì)厚度男性為(7.9996±0.4542)mm，女性

19、(6.6746±0.8733)mm，狹窄段內(nèi)側(cè)皮質(zhì)厚度男性為(8.1750±0.5750)mm，女性(6.9165±0.9817)mm，骨髓腔最狹窄點(diǎn)位于骨髓腔中點(diǎn)近側(cè)(35.142±2.140)mm處。據(jù)測量結(jié)果推測，髓內(nèi)釘?shù)闹睆皆O(shè)計(jì)范圍以(10.7710±1.1593)mm為宜，雖然不擴(kuò)髓是目前交鎖髓內(nèi)釘應(yīng)用和選擇的趨勢，但在為獲得固定穩(wěn)定性而進(jìn)行術(shù)中擴(kuò)髓時(shí)，建議使用有限擴(kuò)髓并選擇直徑較小髓內(nèi)釘，髓腔擴(kuò)大程度以2-3mm為宜，以使擴(kuò)髓對骨強(qiáng)度的影響次于其他因素的影響。通過對股骨外部整體及髓腔解剖特點(diǎn)的研究證實(shí)，股骨有一個(gè)均勻一致的前彎曲，這

20、是股骨交鎖髓內(nèi)釘設(shè)計(jì)和選擇中應(yīng)優(yōu)先考慮的解剖結(jié)構(gòu)。如何使股骨交鎖髓內(nèi)釘既能基本符合骨髓腔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而又具有良好的骨折固定功能，是股骨交鎖髓內(nèi)釘設(shè)計(jì)中所要研究和解決的關(guān)鍵問題。髓內(nèi)釘總體形態(tài)與股骨骨髓腔形態(tài)的一致性可保證髓內(nèi)釘順利地通過股骨狹窄段并盡可能多地伸入股骨遠(yuǎn)端，從而增加其固定骨折的軸向穩(wěn)定性和適用范圍。而髓內(nèi)釘曲線與股骨曲線間的不恰當(dāng)適應(yīng)往往可以導(dǎo)致髓內(nèi)釘?shù)膰?yán)重扭曲及骨片的錯(cuò)位。Zuber等報(bào)道歐洲人股骨骨髓腔弧度半徑為80-150cm，王永清等報(bào)道國人股骨非松質(zhì)骨區(qū)中軸弧度半徑為70-125cm，兩者差別較大。本組測得國人股骨骨髓腔弧度半徑為(120.6077±6.0890)cm，將其與國內(nèi)相關(guān)報(bào)道進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)本組結(jié)果較其他兩組結(jié)果偏大，引起差異的原因可能是對髓腔全長的定義不同及測量方法差異引起，但本組結(jié)果更能反映股骨非松質(zhì)骨區(qū)的弧度。這一弧度也正是對髓腔釘釘體弧度設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)參考的因素。參考文獻(xiàn)1沈慧勇，丁悅，劉尚禮，等. 股骨上段的測量與股骨假體的設(shè)計(jì) J. 中國臨床解剖學(xué)雜志, 1999, 17(2):148149.Laine HJ, Lehto MU, Moilanen T. Diversity of proximal femoral medul