成人正常股骨解剖测量及其在膝关节置换的临床意义
【关键词】 膝关节置换
摘要：［目的］为膝关节置换准确截骨和获得良好的下肢力线，对中原地区成人股骨干进行相关测量。［方法］(1）选取47根成人正常股骨标本，拍摄正、侧位数码照片，进行定点、划线、测量五角。(2）实体上确定股骨髓内定位杆进针点的位置。［结果］(1）各角度值反映了股骨远端在冠状位和矢状位的解剖形态。(2）进针点与股骨滑车中心水平距离平均为621 mm，与后交叉韧带止点前缘距离平均为670 mm。［结论］(1）股骨远端1／3段与股骨近端1／3段向外侧、前侧成角，且前倾角度大于外翻角度。所以股骨远端在决定股骨髓内定位杆的位置时，冠状面上的力线对位和矢状面上的对位均很重要。(2）全膝关节置换术中确定进针点可股骨滑车中心和股骨髁后交叉韧带止点的位置。
关键词：膝关节置换；股骨；解剖
Anatomical measurement of adult normal femur and its clinical significance on total knee arthroplasty
Abstract：［Objective］To measure adult normal femur specimen in order to obtain accurate femoral resection and match the distal femoral in total knee arthroplasty［Method］(1）Fortyseven adult normal femur specimens of central Chinese were used for taking digital pictures in both anteroposterior and medialateral positionFive angles were measured through drawing lines of fixed point(2）The exact position of the entry point was defined by the two wires on the specimens［Result］(1）The five angles reflect distal femoral anatomy features on the frontal plane and sagittal plane(2）The mean value of distance from the entry point to the center of the intercondylar notch was 621 mm and the distance from the entry point to the anterior margin of the femoral posterior cruciate ligament(PCL) insertion is found to be 67 mm［Conclusion］(1）The distal onethird of femora was found to be outward bowing on frontal plane and forward bowing on Sagittal planeEspecially，the forward bowing is more remarkable than Outward bowingSo，when the position of intramedullary guide stick is decided by distal femoral anatomy，the axis alignments on frontal and Sagittal planes are both important(2）During total knee afthroplasty the exact position of entry point may be defined by the Center of the intefcondylar notch and femoral PCL insertion
Key words：Knee arthroplasty；Femur；Anatomy
膝关节置换术后下肢的力线对手术远期效果和膝关节假体的长期生存率影响较大〔1〕。术后假体的匹配状况取决于正确的假体安放，因此术中手术器械定位系统的正确使用对于膝关节置换术的成败非常重要。为此，对中原地区成人正常股骨干进行相关测量并确定股骨远端进针点的解剖学位置。
1材料与方法
11材料
选取47根无明显骨质缺损的成人股骨标本(左25根、右22根），男女性别不限，分别编号。
12方法
121拍摄图像测量
将数码照相机距股骨80 cm处固定，使镜头与标本同一水平并正对股骨全长中点，依次拍摄股骨正、侧位像并打印出图像。
1211定点
(1）点A：膝关节水平面以上5 cm处股骨横轴中点。(2）点B：膝关节水平面以上10 cm处股骨横轴中点。(3）点C：平分股骨全长(自股骨头上缘切线至股骨内髁下缘切线）处的股骨横轴中点。(4）点D：股骨全长中上1／3交界处股骨横轴中点。(5）点E：股骨小转子下股骨横轴中点。(6）用圆规找出股骨头中心。(7）膝关节中心：股骨滑车最高点。
1212画线
根据上述确定的点连接产生下述4条线：(1）股骨远端1／3段解剖轴：点A与点B连线；(2）股骨解剖轴：点B与点C连线；(3）股骨近端1／3段解剖轴：点D与点E连线；(4）股骨机械轴：股骨头中心与膝关节中心连线(图1、2）。
1213确定五角并测量
正位像(冠状面）上测量：(1）角a：股骨机械轴与股骨解剖轴夹角；(2）角b：股骨机械轴与股骨远端解剖轴夹角；(3）角c：股骨远端解剖轴与近端解剖轴夹角(自内侧测量）。在侧位像(矢状面）上测量；（4）角d：股骨解剖轴和股骨远端解剖轴的夹角(自后侧测量）；（5）角e：股骨远端解剖轴与近端解剖轴夹角(自后侧测量）。测定数值用SPSS 100统计软件处理，用Wilcoxon符号秩和检验、t检验和等级相关统计方法。
122实物测量
分别在股骨标本的前面和外侧面上标记出股骨滑车中心以上10 cm处、5 cm处股骨干横径中点，并用2根10克氏针标记(透明胶布固定），分别代表股骨冠状面和矢状面上股骨远端解剖轴。在股骨远端2根克氏针分别与股骨髁前侧面和股骨外侧髁的外侧面相交于2点，然后在股骨髁水平面依据这2点用直角尺确定股骨远端髓腔中心点的位置，并用铅笔标记出。最后用直尺分别测量标出的中心点与滑车中心的水平距离（Ⅰ）和与股骨髁后交叉韧带止点前缘的垂直距离(Ⅱ）(图3）。
图1冠状面上测量（略）
图2矢状面上测量（略）
图3实物测量示意图（略）
13结果
131图像测量结果
测得的5个角度值结果见表1，角a和角b之间差异有显著性意义(Z=-5972，P＜001）并呈正相关(r=0585，P＜001），角d与角e有显著性差异(t=20963，P＜001）且呈正相关(r=0692，P＜001），角c和角e有显著差异(t=-12065，P＜001），呈正相关(r=0712，P＜001）。
表15个角度测量结果(略）
132实物测量
定位点位于股骨滑车中心偏内侧和后交叉韧带止点前侧，距离Ⅰ（0～1428）mm，平均为(621±272）mm，距离Ⅱ(4~105）mm，平均为(67±201）mm。
14讨论
141股骨测量的重要性
目前全膝关节置换术，常规应用髓内定位装置行股骨远端截骨。JAJeffery〔2〕报道术中股骨髓内定位杆的位置与股骨远端中轴线基本吻合。术中发现股骨髓内定位杆进针点直接影响定位杆的位置，进而影响股骨远端截骨的准确性，因此股骨冠状面的下肢力线对位、矢状面的对位及进针点的定位在膝关节置换术中十分重要。本研究采用中原地区的股骨为标本，为该地区的膝关节置换提供数据。
142股骨远端解剖轴
由于全膝关节置换是膝关节表面置换，所以股骨远端和胫骨近端的解剖形态具有非常重要的临床意义，尤其是股骨远端的解剖形态更引起了关节外科医师的重视。大量临床研究表明股骨远端在冠状面存在向外的弯曲〔2〕，并且近年来股骨远端1／3在矢状面的弯曲也逐渐引起重视〔3〕。赵钟岳等〔4〕提出以股骨远端1／3作为假体前后倾斜角度的参照对象。WMTang〔3〕等提出矢状面股骨远端1／3较股骨其他部位弧度大，对于股骨远端明显弯曲者，使用长度较短的髓内定位杆并严格控制插入长度。
实践中发现由于股骨远端存在弯曲，加上一些关节变形的病人使这种弯曲更加明显，术中定位杆长度影响股骨截骨的准确性。术中使用的髓内定位杆长度超过股骨远端1／3，完全插入髓腔可能存在困难，若强行插入将造成进针点位置的变化，定位杆偏移股骨中轴线，股骨截骨产生误差；若定位杆长度小于或等于股骨远端1／3，定位杆可完全插入髓腔并使其与股骨远端中轴线位置一致，保证截骨的准确性。综上所述，股骨髓内定位系统准确性决定于股骨髓内定位杆是否与股骨远端解剖轴一致。此次测量中股骨远端解剖轴用股骨滑车中心以上10、5 cm处股骨干横径中点连线来代表。
143股骨远端解剖轴与股骨各条轴线的关系
1431角a和角b值
角a和角b值代表2个生理性外翻角度，分别表示全膝关节置换髓内定位杆与股骨解剖轴和股骨远端解剖轴相一致时股骨外翻截骨的角度，此两角有明显差异性(角b＞角a）并且角b随角a增大而增大。WMTANG〔5〕认为股骨远端截骨时髓内定位杆应与股骨解剖轴一致(以角a为外翻角度）；而JAJeffery〔2〕认为术中定位杆符合股骨远端解剖形态。作者更倾向于后者(以角b作为外翻截骨角度），另进针点的位置较前者更偏内侧，而若以角a截骨外翻角度将减少约2°。
1432角d和角e值
角d和角e表示矢状面股骨远端解剖轴分别与股骨解剖轴和股骨近端解剖轴的夹角，角度值反映股骨远端前倾的程度。角e小于角d说明股骨远端1／3相对于股骨近端1／3的前倾程度最大，平均前倾13°，此角度反映了髓内定位杆与股骨远端解剖轴位置一致时定位杆与股骨近端解剖轴的角度差异，从理论上证明了髓内定位杆进入股骨髓腔近端1／3(即峡部）是非常困难的。角d值表示髓内定位杆分别与股骨解剖轴和股骨远端解剖轴相一致时前倾角度差(平均约4°），当定位杆与股骨解剖轴一致时将造成进针点前移和股骨假体后倾。
1433角c和角e
角c和角e分别表示在冠状面和矢状面股骨远端解剖轴与股骨近端解剖轴的夹角，角度值反映了股骨远端在冠状面和矢状面的解剖形态。角e值小于角c值说明股骨远端前倾程度大于外翻，两者还具有相关性，即股骨远端前倾角度随外翻角度增大而增大。由此得出股骨髓内定位杆进入股骨髓腔的深度主要由矢状面的弯曲决定，术前对于正位X线片显示股骨远端存在严重外翻畸形者一定要加拍侧位X线片，以全面了解股骨远端弯曲程度。
144股骨髓内定位杆进针点的位置
以往中提到进针点为股骨滑车中心或稍偏内和股骨髁后交叉韧带止点的前侧〔4〕，但具体位置未见报道。关于冠状面上进针点位置，WMTANG〔5〕研究表明进针点应内移(距滑车顶点偏内5 mm），使髓内定位杆与股骨解剖轴更吻合。JAJeffery〔2〕测量股骨解剖轴与股骨髁的交点距滑车顶点偏外平均34 mm。卢宏章〔6〕等提出真正的髓内定位杆进针点应位于股骨解剖轴线上，并测量进针点距滑车中心平均7 mm(0～11 mm）。Reed〔7〕等测量股骨远端的解剖轴线平均位于股骨滑车中心内侧66 mm。Novotny指出进针点的位置从外侧皮质计位于冠状面上053×股骨髁的宽度处〔8〕。此次结果冠状面进针点位置与Reed〔7〕等测量结果相近，矢状面进针点位置与文献中提到的一致，并可用测量平均值作为术中确定进针点的参考。
综上所述，股骨髓内定位可因股骨远端解剖变异和技术等多种因素而导致假体排列在冠状面和矢状面上的误差。作者认为实际操作中应注意个体差异，对于膝关节严重畸形者，建议术前拍摄股骨全长正、侧位X线片，正位片上测量股骨远端解剖轴与股骨髁的交点距股骨滑车中心的距离，侧位片测量股骨远端解剖轴与股骨髁交点距股骨后髁切线的垂直距离，术中可直接参考测得数值个体化地确定进针点的位置。
参考文献：
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