脛骨近端力學(xué)指標(biāo)的測量及其臨床意義

脛骨近端力學(xué)指標(biāo)的測量及其臨床意義

隨著全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（tka）和高腿骨截骨術(shù)（hto）的廣泛應(yīng)用，非全日制醫(yī)生如何提高這一手術(shù)的成功率和長期影響已成為許多骨骼科學(xué)患者的研究重點(diǎn)。影響TKA和HTO效果的因素有許多,其中以恢復(fù)下肢正常力線最為重要?？v觀近年來這方面的研究,許多注意力集中于尋找和建立可靠的力學(xué)指標(biāo),比如股骨髁線和股骨上髁線就常被用來作為下肢對線的參考指標(biāo)。但相對于股骨,人們較少把精力花在脛骨的研究上。其實(shí)脛骨,特別是脛骨近端,對于TKA和HTO等膝關(guān)節(jié)手術(shù)的成敗,對于膝關(guān)節(jié)獲得完整的功能,也是非常關(guān)鍵的。本文回顧了臨床上所應(yīng)用的主要的脛骨近端力學(xué)指標(biāo)的測量方法、參考數(shù)值及其在膝關(guān)節(jié)手術(shù)中的意義。1下肢力學(xué)軸的結(jié)構(gòu)脛骨力學(xué)軸被定義為一條連接膝關(guān)節(jié)中心和踝關(guān)節(jié)中心的直線,其與股骨力學(xué)軸在內(nèi)側(cè)的夾角被稱為髖-膝-踝角(圖1),代表了下肢的整體對線情況。如果髖-膝-踝角恰為180°,則表示脛骨與股骨的力學(xué)軸相互重疊,構(gòu)成一直線,下肢的力學(xué)軸通過膝關(guān)節(jié)的中心,但往往并非如此。Moreland等研究發(fā)現(xiàn)男性的髖-膝-踝角平均為178°;Hsu等報(bào)道的數(shù)據(jù)顯示男性的髖-膝-踝角平均為177.7°,女性為178.7°;Tang等報(bào)道中國人男性的髖-膝-踝角平均為177.8°,女性也為177.8°?？梢?在正常膝關(guān)節(jié)中髖-膝-踝角常小于180°，這就意味著下肢的力學(xué)軸有輕度的內(nèi)翻對線,脛骨與股骨的力學(xué)軸并不在一直線上。下肢的力學(xué)軸常在膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)通過?；谙轮W(xué)軸有向內(nèi)偏的特點(diǎn),膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面的負(fù)荷要大于外側(cè),相對地內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)磨損較快,這也就是中老年人更易于產(chǎn)生內(nèi)側(cè)膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的重要因素。因此,對于要實(shí)施TKA或HTO的內(nèi)側(cè)骨關(guān)節(jié)炎患者,將力學(xué)軸適當(dāng)?shù)赝庖剖切g(shù)前必須考慮到的。2術(shù)后最佳測定適應(yīng)證脛骨解剖軸為脛骨干上兩個中點(diǎn)的連線。在正常膝關(guān)節(jié)中,脛骨解剖軸與力學(xué)軸相一致,為同一直線。在負(fù)重X線片上,脛骨解剖軸與股骨解剖軸之間外側(cè)的夾角被稱為脛股角(圖1),其在常規(guī)前后位X線片上非常容易測量,臨床上最常用于評價(jià)下肢的軸向?qū)€情況。男性的脛股角平均為178°.亞洲女性為176°,白種人女性為174°。股骨干與脛骨干之間存在一外翻角,即正常的膝外翻。脛股角的測量對于反映下肢旋轉(zhuǎn)對線情況非常敏感,膝內(nèi)翻或外翻10°即可引起脛股角的明顯改變。膝內(nèi)側(cè)骨關(guān)節(jié)炎患者的膝關(guān)節(jié)有內(nèi)翻傾向,故其脛股角要顯著大于正常人。所以,脛股角對判斷下肢的內(nèi)翻或外翻很有意義。雖然研究人員通過隨訪調(diào)查和生物力學(xué)研究已經(jīng)充分認(rèn)識到合理的脛股角的重要性,但是脛股角的大小受到眾多因素影響,因此術(shù)后最佳脛股角角度的討論仍持續(xù)存在,所制定的允許范圍各不相同。Bauer等建議術(shù)后脛股角為164°～177°;Koshino等建議為165°～174°;Coventry等建議為165°～167°;Yasuda等建議為164。～168°;Terauchi等建議為165°～169°。不過有一點(diǎn)達(dá)成了共識,即認(rèn)為將脛股角過度矯正至外翻位置5°～14°時最為有效。膝關(guān)節(jié)手術(shù)前脛股角測量還可以幫助骨科醫(yī)生決定患者更適宜的手術(shù)方式。有些學(xué)者認(rèn)為,內(nèi)翻9°以內(nèi)可考慮做HTO,超過9°則可直接選擇TKA,因?yàn)閮?nèi)翻每增加1°就會使因HTO失敗而轉(zhuǎn)做TKA的危險(xiǎn)性增加至原先的1.2倍,患者的不滿意率增加1.5倍。但也有人提出,對于畸形過大的患者,行TKA難度較大,可先行HTO。另外,脛骨解剖軸也是限制股骨旋轉(zhuǎn)的有效指標(biāo),用它來作為股骨旋轉(zhuǎn)對線的參考,能使屈曲間隙更容易達(dá)到平衡,并能恢復(fù)髕骨與股骨間的解剖關(guān)系,從而減少并發(fā)癥的發(fā)生。3外旋3作為調(diào)整膝關(guān)節(jié)的指標(biāo)脛骨平臺-脛骨干角是由脛骨平臺切線與脛骨解剖軸所構(gòu)成的內(nèi)側(cè)夾角(圖1)。正常成年白種人脛骨平臺-脛骨干角平均為87°,這說明膝關(guān)節(jié)表面相對于脛骨干有3°的內(nèi)翻成角,因此許多學(xué)者建議在行TKA時,人工關(guān)節(jié)的橫向軸線不應(yīng)完全垂直于脛骨干,而應(yīng)在兩者之間構(gòu)成3°的內(nèi)翻角;如果要垂直于脛骨干截骨,可將股骨外旋3°作為調(diào)整。與國外同類資料相比較,中國人的膝關(guān)節(jié)具有更為顯著的向內(nèi)傾斜,男性的脛骨平臺-脛骨干角為85.1°,女性為84.6°,平均為85°;脛骨平臺向內(nèi)傾斜度分別達(dá)到4.9°和5.4°,因此對中國患者用5°來代替通常所認(rèn)為的3°,是有必要的。脛骨平臺-脛骨干角對于脛骨平臺骨折的治療非常重要。Terauchi等研究將脛股角分解成脛骨干-水平線角和股骨干-水平線角,發(fā)現(xiàn)在HTO后的外翻膝中,脛股角受脛骨軸向?qū)€的影響比股骨更大,其影響主要來自脛骨干-水平線角,而后者很大程度上取決于脛骨平臺-脛骨干角的大小,所以認(rèn)為脛骨平臺-脛骨干角是臨床上制定術(shù)前計(jì)劃的可靠參考指標(biāo);若為HTO后能獲得一個理想的脛股角角度,脛骨平臺-脛骨干角應(yīng)矯正在97°～99°,這樣才可使術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能得到最大程度的恢復(fù)。在復(fù)雜脛骨平臺骨折治療中,推薦使用加強(qiáng)后內(nèi)側(cè)的鋼板以恢復(fù)脛骨平臺-脛骨干角,從而達(dá)到預(yù)防內(nèi)翻傾斜的目的。另外在矯正脛骨平臺畸形愈合的截骨術(shù)中,脛骨平臺-脛骨干角也可以作為決定截骨角度的指標(biāo)。4膝關(guān)節(jié)術(shù)后輔助測量由于測量方法不同,脛骨平臺后傾角的定義就有所差異。目前使用的測量方法有:①脛骨平臺前后緣連線與脛骨中上段前側(cè)骨皮質(zhì)切線的垂線之間的夾角(圖2a);②脛骨平臺前后緣連線與脛骨中上段軸線的垂線之間的夾角(圖2b);③脛骨平臺前后緣連線與脛骨中上段后側(cè)骨皮質(zhì)切線的垂線之間的夾角(圖2c)。然而脛骨平臺連線有內(nèi)外側(cè)之分,故每一種方法又相應(yīng)具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個不同的脛骨平臺后傾角。盡管后傾角的測量缺乏統(tǒng)一的方法,但是其大小不等,則是正常膝關(guān)節(jié)的恒定特點(diǎn)。286例西方人正常膝關(guān)節(jié)研究顯示,內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角平均為11.9°(8°～16°),外側(cè)平均為8.3°(4°～13°);30例日本人正常膝關(guān)節(jié)的測量結(jié)果為內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角平均為10.7°(5°～15.5°),外側(cè)平均為7.2°(0°～14.5°);而中國人的內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角平均為14.8°(5°～25°),外側(cè)平均為11.8°(4°～23°)。另有一項(xiàng)針對同一批骨關(guān)節(jié)炎患者的研究同時采用上述3種不同的方法,測的內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角的平均值分別為11.74°、8.91°、6.21°。由此可見,不同國家、不同方法測得的脛骨平臺后傾角是有較大差異的,究竟哪一種方法最好尚無定論,但以脛骨中上段前側(cè)骨皮質(zhì)切線的垂線為參考線在臨床上應(yīng)用更為方便。隨著后傾角的重要性受到重視,關(guān)于它的研究也步步深入。對于HTO,需要注意術(shù)后會導(dǎo)致脛骨后傾角的改變;若其改變3°～10°,就會導(dǎo)致術(shù)后并發(fā)癥的產(chǎn)生。然而,一個不恰當(dāng)?shù)慕毓墙嵌葧饍?nèi)植物的松動、假體磨損、后交叉韌帶過度緊張等不良后果,TKA術(shù)后的脛骨后傾角對于人工關(guān)節(jié)術(shù)后功能、假體的磨損及下沉、脛骨平臺載荷的分布和軟組織平衡,則有著重大的意義。關(guān)于最恰當(dāng)?shù)拿劰瞧脚_后傾角截骨角度,以及是以內(nèi)側(cè)還是以外側(cè)脛骨平臺后傾角為參考指標(biāo),也存有爭議。Lotke等應(yīng)用垂直于脛骨干截骨的方法;Bai等認(rèn)為以0°或3°脛骨平臺后傾角來截骨可以提供脛骨更好的穩(wěn)定性;Chiu等研究認(rèn)為內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角與脛骨平臺有緊密的相關(guān)性,外側(cè)則無關(guān),所以必須重視內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角的測量,手術(shù)確定截骨水平應(yīng)以內(nèi)側(cè)為主;但Kuwano等則考慮到為使截骨厚度不超過10mm,建議以脛骨外側(cè)平臺后傾角作為脛骨截骨的參考指標(biāo),當(dāng)截骨角度接近外側(cè)脛骨平臺后傾角時,截骨厚度可以減少,這個角度對于日本人通常