湘乡市人民医院 湖南湘乡 411400
【摘 要】[背景]：在人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty TKA）中外科医生通常选择外翻6-7°的固定角度作为股骨远端外翻截骨角（Valgus cut angle VCA）。但已行人工全髋关节置换术患者，再行同侧人工全膝关节置换术，股骨外翻截骨角是否会有相应的变化，其与股骨弓、颈干角、偏心距的相关性都值得进一步探讨。
[目的]：研究已行人工全髋关节置换术患者术后股骨远端外翻截骨角的变化，并与股骨弓、颈干角的、偏心距的相关性。
[方法]：本研究选取连续110例同侧既往已行人工全髋关节置换术来我院拟行人工全膝关节置换的患者（实验组）的术前下肢全长片，测量股骨远端外翻截骨角、股骨弓、颈干角、偏心距，并随机选取110例来我院拟行初次人工全膝关节置换术患者（对照组）的术前下肢全长片，测量股骨远端外翻截骨角、股骨弓、颈干角、偏心距进行相关性分析。
[结果]：实验组男女比例为（41：69），对照组为（19：91），两者有统计学差别，实验组的平均年龄为（49.42 岁 ± 16.71）（17 ～81岁），对照组的平均年龄为（64.8 岁 ± 6.53）（49 ～83岁），两者有统计学差异，实验组的平均身高为（162cm ± 8.08）（138～184cm），对照组的平均身高为（160.3cm ± 7.11）（146～183cm），两者无统计学差异，实验组的平均体重为（63.01kg ± 10.68）（41～95kg），对照组的平均体重为（72.52kg ± 11.92）（45～115kg），两者有统计学差异，实验组的平均身体质量指数（kg/m2）BMI为（23.95 ± 3.77）（16.1～35.3），对照组的平均BMI为（28.11kg ± 3.87）（18.7～46），两者有统计学差异，实验组的股骨弓为（1.21° ± 2.68°）（-8.9°～9.7°），对照组的股骨弓为（3.15° ± 3.6°）（-5.6°～12.2°），两者有统计学差异，实验组的颈干角为（135.52° ± 6°）（120°～151.2°），对照组的颈干角为（132° ± 6.47°）（112.8°～147.6°），两者有统计学差异，实验组的偏心距为（3.79° ±0.64）（2.29°～5.57°），对照组的偏心距为（3.88° ±0.55）（2.51°～5.52°），两者无统计学差异，实验组的股骨远端外翻截骨角为（5.08° ±1.36°）（1.9°～8.4°），对照组的股骨远端外翻截骨角为（6.67° ±1.7）（2.7°～11.6°），两者有统计学差异，对照已行人工全髋关节置换术组的患者，相对未行人工全髋关节置换组的患者，其股骨远端外翻截骨角平均减少1.5°，偏心距（offset）无明显变化，已行人工全髋关节置换组患者股骨弓相对未行人工全髋关节置换的初次人工全膝关节置换患者均值变大，最终影响股骨远端外翻截骨角的变化。
[结论]：术中股骨远端外翻截骨角与偏心距、颈干角、股骨弓存在相关性，在已行人工全髋关节置换术的病人，相对未行人工全髋关节置换组的病人，其股骨远端外翻截骨角平均减少1.5°，在已行人工全髋关节置换并拟行同侧人工全膝关节置换患者，术中股骨远端外翻角截骨角的设定应相应减小。
【关键词】股骨远端外翻截骨角；偏心距；股骨弓；颈干角；全髋关节置换术；全膝关节置换术
1、背景
人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）目前已经成为治疗各种膝关节晚期关节炎的成熟手段，并获得良好的长期疗效[1]。理想的下肢力线，软组织平衡和良好的固定的是获得术后膝关节假体长期稳定的基础[2]，而下肢力线的改善对TKA手术的成功至关重要，术中胫骨近端水平截骨和股骨远端外翻截骨更是截骨中的关节步骤，胫骨的截骨角度通常垂直于机械轴，然而股骨远端的截骨角度应该在相当于解剖轴与机械轴的夹角来取得良好的下肢力线，股骨的截骨角度，通常是外翻的，称为股骨远端外翻截骨角[3，4]，Insall的经典理论认为：在膝关节置换术中将股骨假体放置于相对于解剖轴7°的位置，并且将胫骨端假体放置于垂直于胫骨干的位置将会获得较好的术后效果[5]，Dennis等人报道，股骨远端外翻截骨角因人而异，和颈干角、偏心距存在相关性[6]，人工全髋关节置换术后这些相关变量均会相应发生变化，已行髋关节置换患者若再行人工全膝关节置换，股骨远端外翻截骨角势必发生相应改变。这项回顾性研究的目的是寻找全髋关节置换术后股骨远端外翻截骨角的变化，另一个目的是研究哪些变量会影响股骨远端外翻截骨角，这些变量和股骨远端外翻截骨角的关系。
2、材料和方法
我们随机选择110位2014年1月-2016年8月于解放军总医院行初次全髋关节置换术的患者，所有手术由本院3名高年资关节专科手术医师完成，所有假体均使用生物固定。使用髋关节后外侧切口，调取其术后标准拍摄体位下拍摄的负重位下肢全长X线片（设为实验组），并且选择连续110位同期拟在解放军总医院行初次全膝关节置换的患者（设为对照组），调取术前负重位下肢全长片，拍片标准为下肢内旋15度以使髌骨面向正前方[7]，排除标准为：1、既往有股骨或胫骨陈旧性骨折或截骨手术病史；2、膝关节翻修患者，本研究获得了医院道德伦理委员的批准，并且在参加此项比较研究时获得了病人的同意并签署知情同意书，病人的资料如下，实验组男女比例为（41：69），对照组为（19：91），实验组的平均年龄为（49.42 岁 ± 16.71）（17 ～81岁），对照组的平均年龄为（64.8 岁± 6.53）（49 ～83岁），实验组的平均身高为（162cm ± 8.08）（138～184cm），对照组的平均身高为（160.3cm ± 7.11）（146～183cm），两者无统计学差异，实验组的平均体重为（63.01kg ± 10.68）（44～95kg），对照组的平均体重为（72.52kg ± 11.92）（45～115kg），实验组的平均BMI为（23.95 ± 3.77）（16.1～35.3），对照组的平均BMI为（28.11 ± 3.87）（18.7～46），使用UniWeb VieWer软件进行测量（EBM technologies Version 7.0.1524），使用Michael H、Palanisami D 介绍的方法进行股骨弓、颈干角、偏心距、股骨远端外翻截骨角测量[8，9]，股骨头旋转中心定义为对股骨头最佳覆盖的圆心。术前股骨力线轴定义为股骨头旋转中心到股骨髁间最高点的连线，将股骨等分为三等分，B点为近端股骨1/3处髓腔中点，C点为远端股骨1/3处髓腔中点，A点为股骨颈中线与近端1/3股骨解剖轴交点，D点为股骨髁间最高点。则定义股骨外弓角度为AB与CD夹角，股骨颈干角为AD与股骨颈中线夹角，偏心距定义为股骨头旋转中心到AD连线的垂直距离，股骨远端截骨角定义为CD与股骨力线轴夹角，定义股骨外弓为正，内弓为负。（如图1），已行人工全髋关节置换的股骨头中心定义为，所有的参数测量由一个人完成，并测量三次取平均值来减少测量的变异误差，
3、统计
统计学分析使用SPSS 19.0软件（SPSS公司 芝加哥），均数，标准差，相关性分析采用person 相关分析（双尾），两样本t 检验，股骨远端外翻截骨角与股骨弓、偏心距、颈干角的相关性分析采用Spearman多元线性回归分析，P <0.05为差异有统计学意义，0.9≤r≤1.0定义为优秀，0.89≤r≤0.5为良好，0.5≤r≤0.69定义为中等，0.25≤r≤0.49定义为差，0.0≤r≤0.24定义为极差[10]。
4、结果
年龄、身高、体重、体重指数、股骨远端外翻截骨角、颈干角和偏心距都成一个正态的分布，年龄、身高、体重、体重指数与股骨远端外翻角不存在相关性，而股骨弓、偏心距、颈干角均对股骨远端外翻截骨角有影响，具体相关性如下。
4.1 股骨远端外翻截骨角
实验组的股骨远端外翻截骨角为（5.12° ±1.35）（1.9°~8.4），对照组的股骨远端外翻截骨角为（6.67° ±1.7）（2.7°~11.6°）。
4.2 股骨远端外翻截骨角与年龄的关系
实验组的平均年龄为（49.42 岁 ± 16.71）（17~81岁），对照组的平均年龄为（64.8 岁 ± 6.53）（49~83岁），两者有统计学差异，这表明髋关节患者的平均年龄低于膝关节置换年龄，换言之，髋关节置换患者年龄相对膝关节患者年龄偏轻，以后因膝关节骨性关节炎需行膝关节置换的可能性增大。
4.3 股骨远端外翻截骨角与身高的关系
实验组的平均身高为（162cm ± 8.08）（138~184cm），对照组的平均身高为（160.3cm ± 7.11）（146~183cm），两者无统计学差异，股骨远端外翻角与身高不存在任何相关性，这和Denis N报道的一致，Denis N的研究显示病人的身高、股骨的长度与VCA无相关性[6]。这一结论可能会转变一些骨科医生在患者身高较矮时使用较大的外翻角，而患者身高较高时调小外翻角的这一习惯。
4.4 股骨远端外翻截骨角与BMI、体重的关系
实验组的平均体重为（63.01kg ± 10.68）（41~95kg），对照组的平均体重为（72.52kg ± 11.92）（45~115kg），两者有统计学差异，实验组的平均BMI为（23.95 ± 3.77）（16.1~35.3），对照组的平均BMI为（28.11kg ± 3.87）（18.7~46），两者有统计学差异，这表明，髋关节置换患者的体重相对膝关节置换患者体重偏轻，分析行髋关节置换患者因骨性关节炎行关节置换患者较膝关节置换患者所占比例偏低，而体重与膝关节置换有显著正相关性。本研究也显示身高、体重、BMI在实验组与对照组之间有差异，但股骨远端外翻截骨角角和身高、体重、BMI 不存在相关性。
4.5 股骨远端外翻截骨角与颈干角和股骨偏心距、股骨弓的相关性
实验组的股骨弓为（1.23° ± 2.66）（-8.9°~9.7），对照组的股骨弓为（3.15° ± 3.6）（-5.6°~12.2°），两者有统计学差异，实验组的颈干角为（135.33° ± 6）（120°~151.2），对照组的颈干角为（132° ± 6.47）（112.8°~147.6°），两者有统计学差异，实验组的偏心距为（3.79° ±0.64）（2.29°~5.57），对照组的偏心距为（3.88° ±0.55）（2.51°~5.52°），两者无统计学差异，实验组的股骨远端外翻截骨角为（5.12° ±1.35）（1.9°~8.4），对照组的股骨远端外翻截骨角为（6.67° ±1.7）（2.7°~11.6°），两者有统计学差异，股骨远端外翻截骨角和颈干角存在负的相关性（r =－0.187，P <0.001），但相关性较弱，股骨远端外翻截骨角和偏心距存在正的相关性（r =0.414，P <0.001），实验组的股骨弓为（1.23° ± 2.66）（-8.9°～9.7），对照组的股骨弓为（3.15° ± 3.6）（-5.6°～12.2°），两者有统计学差异，存在明显的正相关性（r =0.592，P <0.001），因此已行髋关节置换患者若行膝关节置换，因股骨弓变小，偏心距变小，最终导致股骨远端外翻截骨角得减小。
5、讨论
膝关节置换术后恢复冠状位中立位力线可以使关节内外间室压力分布平均，减少假体磨损和降低无菌性松动的概率[11]，冠状位下肢力线不良与失败的膝关节置换存在显著相关性 [12]，膝关节置换术后下肢力线恢复不佳会最终会导致假体早期无菌性松动，所以大部分医生都选择尽量恢复下肢冠状位中立位力线。大多数医生选择5-7°术中的股骨远端外翻截骨角 [13]，Arun B针对190例拟行初次膝关节置换的亚洲人的远端外翻截骨角测量显示股骨远端外翻截骨角为 7.3°±1.6°[14]，这与我们行初次膝关节置换患者的术前下肢负重位全长片所测量的股骨远端外翻截骨角基本吻合，Kharwadkar研究83 位患者的股骨远端外翻截骨角（44男性，39 女性，平均年龄70 岁），计算出股骨远端外翻截骨角 5.4°±0.9°，发现性别、年龄和股骨远端外翻截骨角无明显的相关性[15]。Mcgrory等报道，将股骨远端外翻截骨角定为5°~7°能够重建85%的患者的下肢对线[16]，另一个作者，Moreland回顾性分析25位50岁以下健康男性的患者，计算出股骨远端外翻截骨角为6.0°±1.0°，并且也阐明了正常人和骨性关节炎股骨远端外翻截骨角的不同，股骨远端外翻截骨角会受到各种因素的影响，如年龄、性别、健康状态的影响[12]，Denis研究了493个膝关节置换的病人下肢负重位全长片，发现股骨远端外翻截骨角与颈干角存在明显的相关性（r=－0.55），同年龄、性别、体重、和身高无相关性，这意味着病人有较大颈干角患者通常拥有较大的股骨远端外翻截骨角[11]，Nicholas等在对121个行下肢负重位全长片的分析，也得出股骨远端外翻截骨角和颈干角存在明显负相关（r = － 0.422，P ＜ 0.05）[13］，最近的研究显示中国人和日本人都拥有比较明显的股骨弓，这同样会影响股骨的的股骨远端外翻截骨角[18，19]，Mullaji AB的研究显示股骨弓和股骨远端外翻截骨角存在明显的相关性，当病人的股骨弓增加时股骨远端外翻截骨角会相应的增大[20]，但对于髋关节置换术后若再行膝关节置换后股骨远端外翻截骨角度的变化目前尚无相关的报道，我们研究显示，已行髋关节置换得患者，其股骨远端外翻截骨角平均减少1.5°。偏心距（offset）无明显变化，颈干角（neck-shaft angle，NSA）变大，股骨弓变小，从而最终致股骨远端外翻截骨角的变小，故我们建议已行髋关节置换患者，若再行膝关节置换手术，其股骨远端外翻截骨角应适当定小一些适宜，在已行髋关节置换的患者再行膝关节置换术时将外翻角调整至 5°左右相对于通常的 7°来讲会更好的重建患者的下肢冠状位中立力线，并且也可能会对术后假体远期生存率带来积极的影响。
本实验存在的不足
第一、我们这项研究是一项回顾性研究，第二、我们所获得髋关节术后全长片的年龄相对较年轻，其中有相当一部分为先天性髋髋关节发育不良后行的人工全髋关节置换的术后负重位下肢全长片，但因为髋关节发育异常的患者，因为应力的非正常分布，会导致膝关节的早期磨损，出现早期的膝关节骨性关节炎，这类患者需要膝关节置换的比例相对正常人可能性会偏高，第三、我们所获得对照组的下肢全长片来源于入住我院准备行全膝关节置换的患者的术前片，非正常人下肢负重位下肢全长片，但已行髋关节置换拟行膝关节置换的患者和来我院的初次膝关节置换患者，都因弭患骨性关节炎，这两类患者更有可比性，第四、下肢的旋转会影响测量的准确性，理论上要求病人行站立位下肢全场片时下肢不能旋转，但这在实际工作中很难做到，Wright研究显示下肢少于10°的旋转对股骨的力线测定影响不大[21]，使用三维CT能获得更精确的结果，但CT会增加患者放射线的暴露和增加额外的费用。
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论文作者:杨柳荣
论文发表刊物:《航空军医》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/21
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