股骨颈径相参数测量及其在股骨颈置钉选择中的意义

严磊 蔡林*雷军 胡超 邓洲铭 刘辉

股骨颈径相参数测量及其在股骨颈置钉选择中的意义

严磊 蔡林*雷军 胡超 邓洲铭 刘辉

目的 了解华中地区成人股骨颈解剖特点以指导临床髋部骨折的治疗。方法 测量34具股骨标本、150幅成人正常髋关节计算机断层扫描图像和774幅成人正常骨盆X线图像，获取股骨颈平均最小前后径和最小上下径，结合股骨近端髓内钉和联合交锁加压髓内钉的双螺钉外间距，Gamma钉和股骨近端防旋髓内钉的拉力螺钉直径，初步探讨股骨颈解剖学特点在髋部骨折治疗中的意义。结果股骨标本股骨颈平均最小前后径为(24.08±2.24) mm，平均最小上下径为 (30.61±2.77)mm。计算机断层扫描图像股骨颈平均最小前后径为 (24.70±2.89)mm，平均最小上下径为 (30.56±3.76)mm。X线图像股骨颈平均最小上下径为 (35.73±3.98)mm。21位同时行计算机断层扫描与X线照射的成人的计算机断层扫描图像股骨颈平均最小上下径D左=(30.40±3.30)mm，D右=(30.61±3.84) mm；X线图像股骨颈平均最小上下径d左=(36.17±4.93)mm，d右=(36.43±5.12)mm，X线相对计算机断层扫描有放大作用，放大率为19%(＜0.01)。股骨近端髓内钉的双螺钉外间距为22mm，联合交锁加压髓内钉的双螺钉外间距为15.25mm，Gamma钉和股骨近端防旋髓内钉的拉力螺钉直径为10.5mm。结论对股骨颈直径细小的某些身材矮小的女性股骨转子间骨折患者，建议选择股骨颈单钉置入内固定器材。

髋部骨折；股骨颈解剖学研究；临床意义

股骨转子间骨折的老年患者，因保守治疗导致褥疮、感染和深静脉血栓形成的发生率高，目前多主张积极行手术治疗。临床上以髓内固定治疗多见，其头颈钉分为单钉和双钉两类，前者如史赛克公司的Gamma钉(gammanail,GN)和国产股骨近端防旋髓内钉 (proximalfemoralnailantirotation,PFNA-Ⅱ)，后者如辛迪思公司的股骨近端髓内钉 (proximal femoralnail,PFN)和施乐辉公司的联合交锁加压髓内钉(intertrochantericantegradenail,TrigenIntertan)。对于股骨颈直径细小的女性患者，术中在股骨颈内置入两根平行螺钉需要不断调整螺钉位置，不仅增加了手术时间、出血量和照射次数，而且还可能改变最初的骨折良好复位[1,2]。此外PFN主要是依据国外人群的股骨颈形态设计，两根平行螺钉间的距离是否适合于国人股骨颈形态，目前尚缺乏相关研究。本文通过测量股骨颈径相参数，从头颈钉与股骨颈边缘的距离方面初步探讨头颈钉在股骨颈内位置的安全性，以指导临床选择更加合适的髓内固定治疗股骨转子间骨折。

1 资料与方法

1.1 股骨资料

股骨标本（湖北中医药大学人体解剖学教研室提供），成人髋关节计算机断层扫描 (computedtomography,CT)图像和骨盆正位X线股骨颈图像(武汉大学中南医院图像储存与传输系统获取)。排除标准：排除有病变的股骨标本；排除有骨盆结构破坏或髋关节、股骨病变的CT图像或X线图像。

1.2 研究方法

1.2.1 股骨标本测量

用游标卡尺测量股骨颈最狭窄处的前后径和上下径，注意保持游标卡尺与股骨颈轴线垂直 (见图1)。

图1 A游标卡尺于股骨颈前后最狭窄位置测量最小前后径；B游标卡尺于股骨颈上下最狭窄位置测量最小上下径。测量过程中注意保持游标卡尺与股骨颈轴线垂直，并从侧方观察所测量的直径轴线是否在股骨颈中央位置

1.2.2 成人骨盆X线图像与髋关节CT图像测量

1.2.2.1 股骨颈最小上下径测量

首先于X线图像上定位股骨头中心点A和股骨颈基底部直径的中点B，然后经A、B两点连线作股骨颈轴线段LAB。以股骨颈上缘表面为参照标准，选择股骨颈上缘最低点C作为测量位置，经C点作股骨颈轴线段LAB的垂线，其与股骨颈下缘相交于D点，垂线段LCD长度即为股骨颈最小上下径。根据髋关节CT冠状位股骨颈图像数目，选择扫描层面排序中间的图像进行测量，方法与X线图像测量相同(见图2)。

1.2.2.2 股骨颈最小前后径测量

根据髋关节CT横断位股骨颈图像数目，选择扫描层面排序中间的图像测量。首先作股骨颈轴线段 LIJ，在股骨颈前后径最狭窄处的前缘K点作LIJ的垂线，垂线段LKL的长度即为股骨颈最小前后径 (见图2)。

图2 A A点为股骨头中心，B点为股骨颈基底部直径中点，LAB为股骨颈轴线段，C点为骨颈上缘最低点，D点为经C点作LAB的垂线与股骨颈下缘的交点，垂线段LCD即为股骨颈最小上下径；B E点为股骨头中心，F点为股骨颈基底部直径中点，G点为股骨颈上缘最低点，H点为经G点作LEF的垂线与股骨颈下缘的交点，垂线段LGH即为股骨颈最小上下径；C I点和J点为横断位股骨颈轴线段LIJ分别与股骨头和股骨外侧皮质的交点，K点为股骨颈前缘最狭窄位置，L点为经K点作股骨颈轴线段LIJ的垂线与股骨颈后缘的交点，垂线段LKL即为股骨颈最小前后径。

1.2.3 内固定螺钉直径和双螺钉外间距

分别通过游标卡尺测量或从各厂家提供的产品手册或操作指南获取螺钉直径和双螺钉外间距。

1.2.4 螺钉与股骨颈边缘的距离计算方法

股骨标本虽然可以准确直观体现股骨颈的解剖特点，但因无法获知标本所属遗体捐献者的性别，难以具体应用于临床分析，而X线又存在一定的放大效应，因此本研究以CT图像测量结果作为标准进行计算。

假设GN或PFNA-Ⅱ的螺钉位于股骨颈中下1/3位置，螺钉与股骨颈下缘距离Lb=1/3 La-1/2 Ld；螺钉与股骨颈上缘距离Lc=La-Lb-Ld；螺钉与股骨颈前后缘距离Lg=1/2Lf-1/2 Ld。双钉类的PFN和Intertan的测量方法与GN和PFNA-Ⅱ基本相同 (见图3)。

图3 A La:股骨颈最小上下径，Lb:拉力螺钉或加压螺钉与股骨颈下缘距离，Lc:拉力螺钉或防旋螺钉与股骨颈上缘距离，Ld:螺钉直径或双螺钉外间距，Le:股骨颈中下1/3位置；B实线圆形代表股骨颈，虚线圆形代表螺钉，Lf：股骨颈最小前后径，Lg：螺钉与股骨颈前后缘距离

1.3 统计学方法

2 结果

排除有病变的股骨，共获得34具正常股骨标本，其股骨颈平均最小前后径为 (24.08±2.24)mm，平均最小上下径为 (30.61±2.77)mm。排除有骨盆结构破坏或髋关节、股骨病变的CT图像和X线图像，获得150位成人的正常髋关节CT图像和774位成人的正常骨盆X线图像。在CT图像上测得股骨颈平均最小前后径为 (24.70±2.89)mm，其中男性(26.11±2.74)mm，女性 (23.33±2.33)mm，男性比女性平均大3mm(＜0.01)(见表1)，股骨颈平均最小上下径为(30.56± 3.76)mm，其中男性 (33.07±3.14)mm，女性 (28.11±2.47) mm，男性比女性平均大5mm(＜0.01)。X线图像上股骨颈平均最小上下径为(35.73±3.98)mm，其中男性(38.67±3.36) mm，女性(33.57±2.86)mm，男性比女性平均大5mm(＜0.01) (见表2)。经测量13位男性成人和8位女性成人CT图像和X线图像上股骨颈最小上下径，得左右侧CT图像和X线图像股骨颈平均最小上下径分别为D左=(30.40±3.30)mm，D右=(30.61±3.84)mm，d左=(36.17±4.93)mm，d右=(36.43±5.12)，经配对 检验，X线相对CT有放大作用，放大率为19%(见表3)。CT与X线各自测量的股骨颈最小上下径分别进行左右比较，差异无统计学意义 (＞0.05)。各内固定螺钉直径以及螺钉与股骨颈上下缘和前后缘的距离 (见表4、5)。

表1 成人股骨颈最小前后径的CT图像与股骨标本测量结果

表2 成人股骨颈最小上下径男女比较 (mm)

表3 21位同时行CT扫描与X线照射的成人股骨颈最小上下径CT与X线测量值比较

表4 男性成人的螺钉与股骨颈上下缘和前后缘距离 (mm)

表5 女性成人的螺钉与股骨颈上下缘和前后缘距离 (mm)

3 讨论

治疗股骨转子间骨折的髓内固定主要有PFN、GN、PFNA -Ⅱ和Intertan[3-6]，Queally JM等[7]通过系统评价认为目前仍缺乏足够的随机对照试验以提供证据评价各种髓内固定间的疗效差异。文献报道PFN在治疗股骨颈狭窄患者转子间骨折时，术中置入两根平行螺钉需不断调整螺钉位置[1,2]。对于股骨颈狭窄患者使用双钉结构的PFN时，存在螺钉穿出股骨颈的风险。本文通过测量股骨颈最小前后径和最小上下径初步探讨髓内固定在治疗股骨转子间骨折中的意义。

本研究经CT图像测得华中地区男性股骨颈最小前后径为 (26.11±2.74)mm，女性为 (23.33±2.33)mm，通过查阅内固定产品手册得到GN和国产PFNA-Ⅱ的拉力螺钉直径为10.5mm，Intertan的拉力螺钉直径为11mm，加压螺钉直径为7mm。查阅文献得PFN承重钉直径为11mm，防旋钉直径为6.5mm[3]，游标卡尺测得PFN的双螺钉外间距为22 mm。鉴于螺钉在侧位X线片上位于股骨颈中央位置的原则，若除去螺钉本身所占空间，则GN和PFNA-Ⅱ的拉力螺钉距离股骨颈前后缘男性为7.75mm，女性为6.25mm；Intertan拉力螺钉和PFN承重钉距离股骨颈前后缘男性为7.5 mm，女性为6mm，四种髓内固定的螺钉在前后位上均位于股骨颈内，因此较为安全。

同时本研究在正常髋关节CT图像上测得华中地区男性股骨颈平均最小上下径为(33.07±3.14)mm，女性为(28.11± 2.47)mm。根据操作指南，头颈钉在正位X线片上一般处于股骨颈中央或中下1/3位置。若以股骨颈中下1/3位置作为GN和PFNA-Ⅱ的拉力螺钉以及PFN承重螺钉的置钉位置，同时考虑到拉力螺钉或承重钉本身所占空间，根据计算公式GN和PFNA-Ⅱ的拉力螺钉距离股骨颈下缘男性为5.75mm，女性为4.08mm，距离股骨颈上缘男性为16.75mm，女性为13.42mm，螺钉在股骨颈内较为安全。对于PFN而言，若治疗对象为男性患者，由于其股骨颈平均最小上下径约为33mm，除去双螺钉外间距，根据计算公式PFN承重钉距离股骨颈下缘约5.5mm，防旋钉距离股骨颈上缘约5.5mm，两根螺钉在股骨颈内较为安全。但若治疗对象为女性患者，由于其股骨颈平均最小上下径仅为28mm，承重钉距离股骨颈下缘为3.8mm，防旋钉距离股骨颈上缘仅为2.2mm，术中螺钉极有可能从股骨颈上下缘穿出，特别是对于部分股骨颈最小上下径小于28mm的患者，这种风险更高。此外在本研究的150位成人中，女性股骨颈最小上下径的最小值仅为20mm，对于该患者PFN已经无法适用。假设PFN承重钉在正位X线片上处于股骨颈中央位置，则防旋钉更易穿出股骨颈。因此本研究建议女性患者尤其是股骨颈最小上下径小于28mm的患者应谨慎选择使用PFN作为内固定物。

对于Intertan治疗华中地区患者的髋部骨折而言，若其拉力螺钉位于股骨颈中下1/3位置，则上方的拉力螺钉距离股骨颈上缘男性为16.5mm，女性13.2mm；下方的加压螺钉距离股骨颈下缘男性为1.25mm，女性则理论上穿出了股骨颈下缘。因此对于Intertan的拉力螺钉，本研究建议应谨慎选择在股骨颈中下1/3处置钉。尹自飞等[1]前瞻性研究PFN与Intertan的治疗效果，发现PFN组手术时间、术中失血量、术中C型臂X线机照射时间均多于Intertan组。本研究分析其可能与PFN的双螺钉外间距较Intertan大，术中置钉困难有关。

陆晴友等[8]通过测量正常国人股骨CT三维重建图像，发现股骨颈中央直径左侧为(25.24±3.63)mm，右侧为(27.31 ±4.24)mm，本文通过大样本测量CT和X线两种图像上股骨颈最小上下径，经统计比较，左右侧无显著性差异。梁捷予等[9]通过测量股骨标本发现股骨颈最小上下径为 (32.24 ±3.31)mm。本研究的股骨颈最小上下径在股骨标本测得(30.61±2.77)mm，CT图像上测得 (30.56±3.76)mm，与上述学者结果不同，可能与测量方法、样本中男女组成比例和地域差异有关。此外本研究选择在股骨颈上下缘最狭窄位置测量，可较为接近股骨颈最小上下径。同时选择在侧方视角上位于股骨颈中央的位置和CT扫描层面排序中间的图像上进行测量，以尽可能模仿侧位X线片上拉力螺钉位于股骨颈中央位置的手术原则。

本研究中有21位成人同时行髋关节CT和骨盆X线检查，CT图像测得股骨颈最小上下径D左=(30.40±3.30)mm，D右=(30.61±3.84)mm，X线图像测得股骨颈最小上下径d左=(36.17±4.93)mm，d右=(36.43±5.12)。经配对 检验，差异有统计学意义(＜0.01)，X线较CT有19%的放大作用。对于术前行X线检查的患者，特别是股骨颈直径细小的女性患者，本文建议术前应综合考虑X线的放大作用从而选择合适的髓内固定。需要指出的是X线的放大率与X线机球管、胶片和股骨三者之间的距离有关，因此其放大效应需要与各医院X线机的放大率具体结合分析。

总之在治疗转子间骨折时，若选择双螺钉设计的髓内固定，需要充分考虑到华中地区女性人群股骨颈平均最小上下径仅为28mm这一解剖学特点。术中结合X线照射，准确导入螺钉，避免反复调整螺钉位置，以减少手术时间和失血量。然而本研究所采用的股骨标本数量有限，并且可能存在测量方面的误差，对于头颈钉在股骨外侧的进钉点以及角度的选择尚需要作更进一步的测量分析，所以股骨颈解剖学特点以及其对转子间骨折治疗的意义还有待进一步研究。

[1] 尹自飞，郑宪友，柴益民，等.新型股骨近端髓内钉与PFN治疗老年股骨粗隆间骨折的前瞻性比较研究[J].中国骨与关节损伤杂志，2012，27(2):97-9.

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[9] 梁捷予，李康华，廖前德，等.股骨上段解剖测量及其临床意义[J].中南大学学报(医学版)，2009，34(8):811-4.

The measurement of femoral neck's diameter and its value to optimise the selection of internal fixation

Yan Lei,Cai Lin,Lei Jun,et al.Department of Orthopaedics,Zhongnan Hospital of Wuhan University,Wuhan Hubei, 430071,China

Objective The anatomic parameters of the femoral necks of the adults in the central China region are collected to treat the hip fracture better.Methods Collect data of minimal suprainferior and anteroposterior diameter of femoral necks by measuring femoral necks of cadavers(n=34),normal computed tomography scan image of hip joint of adults (n=150)and normal X-Ray image of pelvis of adults(n=774).Then compare with the maximal distance between two lag screws of proximal femoral nail and intertrochanteric antegrade nail,as well the diameter of lag screw of gamma nail and proximal femoral nail antirotation,to learn the anatomic parameters of the femoral necks and study their characteristics in internal fixation of hip fracture.Results The mean minimal anteroposterior and suprainferior diameter of 34 cadaveric femoral necks are(24.08±2.24)mm and(30.61±2.77)mm respectively.The mean minimal anteroposterior diameter of femoral necks of 150 adults on normal computed tomography scan images is(24.70±2.89)mm and the mean minimal suprainferior diameter is(30.56±3.76)mm.The mean minimal suprainferior diameter of femoral necks of 774 adultson normal X-Ray images is(35.73±3.98)mm.The mean minimal suprainferior diameter of bilateral femoral necks of 21 adults,whohave both computedtomographyscan and X-Rayimage,is Dleft=(30.40±3.30)mm and Dright=(30.61±3.84) mm on computed tomography scan images,and dleft=(36.17±4.93)mm and dright=(36.43±5.12)mm on X-Ray images. The image has been amplified in radiography comparing to the computed tomography scan and the magnification is 19% (＜0.01).The maximal distance between two lag screws of proximal femoral nail and intertrochanteric antegrade nail are 22 mm and 15.25 mm respectively,the diameter of lag screw of gamma nail and proximal femoral nail antirotation is 10.5mm.Conclusion It's maybe better to select the one lag screw fixation to treat the femoral intertrochanteric fracture of some diminutive female patient whose femoral neck is very narrow.

Hip fracture;Anatomical study of femoral neck;Clinical value

10.3969/j.issn.1672-5972.2015.03.003

swgk2015-02-0031

R683

A

严磊(1987-)男，硕士研究生在读。研究方向：创伤骨科。

*[通讯作者]蔡林(1962-)男，博士，教授，博士生导师。研究方向：创伤骨科，骨肿瘤。

2015-02-16)

武汉大学中南医院骨科，湖北武汉430071