中国东北地区人群踝关节X线片的形态学参数测量及应用研究

褚虹宇，薛浩文，武珂卉，杨艳艳，程凯亮，李幼琼

(1.吉林大学 基础医学院,吉林 长春130021；2.吉林大学中日联谊医院)

踝关节骨性关节炎等疾患可导致关节运动异常、活动受限、疼痛、负重障碍等，进而影响人们生活质量。以往临床治疗应用较为广泛的是踝关节融合术，这种术式可造成关节运动消失、术中组织结构损伤过大、临近关节退行性改变及骨骼应力改变等[1,2]。近年来，踝关节假体置换术是关节融合术的重要替代方法，它不仅可以缓解疼痛、保持关节稳定性，还可以恢复关节的运动。目前国内踝关节假体多来源于进口，由于西方人与东方人在骨骼形态方面存在差异[3,4]，故术后常出现由于形态不符而产生对接不良的情况，进而导致下肢力线异常、过度磨损和假体无菌性松动等并发症[5,6]。踝关节假体主要是根据解剖学参数而设计，进而保证置入后的形态学匹配良好[7]。因此根据国人踝关节参数测量结果设计更适用于中国人的踝关节假体组件十分必要且迫切。

1 资料与方法

1.1 实验样本选择

吉林大学中日联谊医院影像科 2017年4月-2018年6月正常人踝关节X线片作为实验样本，实验样本筛选标准是：(1)年龄20-70岁；(2) X线片显示踝关节无形态学畸形的东北地区人群；(3) 零负重下，踝关节常规正、侧位X线片。在考虑纳入和筛选标准后，选出符合条件的X 线片影像资料500例，并随机抽选出其中的120例影像资料进行形态学测量分析，其中男性57例，女性63例。

1.2 X片的处理

X线片由AW-VolumeShare-4图文分析系统进行测量分析。

1.3 测量参数

根据 StagniR[8]等人描述的方法和本文作者拟定的测量指标，制定了13个踝关节形态学参数，现测量参数名词缩写说明如下(表1、图1)。

表1 测量参数名词缩写说明

注：APG：胫骨踝穴前后点间距；TiAL：胫骨踝穴弦长；APA：胫骨踝穴矢状面倾斜角；MTiTh：矢状面胫骨下段最大的前后径；MDA：胫骨踝穴前点与MTiTh间距；MDV:胫骨踝穴顶点与MTiTh间距；TaAL：距骨滑车弦长；SRTi:胫骨远端踝穴的矢状半径;SRTa:距骨滑车的矢状半径Th:距骨滑车矢状顶点与TaAL的间距；TiW:踝穴左右间距；TaW：距骨滑车左右间距；MalW：内外踝间距。

图1 a:MalW,TiW,TaW;b:Th,TaAL,SRTa; c:MTiTh,TiAL; d:APA; e:SRTi; f:MTiTh,MDA,MDV,APG

1.4 统计学方法

2 结果

测量的13个踝关节形态学参数相关数据结果见表2。

在踝关节形态学参数数据的测量结果方面，与Stagni[8]所测的意大利数据相比(表3)，中国东北地区正常成年人除MDV、MalW、MDA之外，TIW、TiAL等7个指标均存在显著性差异(P<0.01)，其中MTiTh、TiW等5个踝关节形态参数大于意大利人群，而TaAL、TiAL等2个踝关节形态学参数小于意大利人群。

与Kown[9]所测量韩国人群的数据相比，MDV、APA、APG等3个踝关节形态学参数之间不存在显著性差异，而TaAL TaW等7个参数差异具有显著性，其中TiW等5个踝关节形态参数值大于韩国人群，而MDA、TaW小于韩国人群。

同时我们所测量的中国东北地区的男性与女性参数对比结果(表4)，APG等13项解剖学参数均存在显著性差异(P<0.01)，且13项所测参数值中，女性均小于男性。

表2 踝关节X线片形态学参数测量

与表1注同

3 讨论

根据文献报道证实，中国人与西方人在膝关节[10]、髋关节[11]的形态学对比分析等领域存在显著的差异性，但目前关于踝关节对比的相关研究报道较少。本文针对上述情况，对120例踝关节的13项形态学参数进行测量分析，并与国外相关文献数据进行对比，得出中国人踝关节的形态学参数数值，为未来关节假体制作、术中器械开发等领域提供形态学资料。

表3a 中国人踝关节形态参数与国内外测量结果对比

表3b 中国人踝关节形态参数与国内外测量结果对比

表4 中国东北地区男性与女性对比表

1997年Fessy[12]借助X线片测量分析了50例法国正常成年人踝关节形态学参数，其中包括TiW等10组数据，得出踝穴左右间距分别与胫骨踝穴弦长、距骨滑车左右间距、距骨滑车弦长之间均存在较大相关性，且距骨滑车弦长与距骨滑车左右间距同样存在较大相关性。然而关于性别对于踝关节形态学参数的影响，Fessy 等人并未探究。我们经过研究发现，除了Fessy发现的4组相关性外，我们还发现MTiTh和TiW，MTiTh和TaW之间存在较强相关性，且在矢状面上SRTi和SRTa同样存在较大相关性，而TaAL和TAW之间的相关性略小于Fessy所分析的结果，故可以据此来设计较为匹配的假体。

2005年，StagniR[8]等在Fessy的基础上将测量方法进行改进，测量并分析了36例意大利正常成人的踝关节X线片。通过与Fessy的实验数据进行对比，他们发现所测得的意大利人群的踝关节形态学数据更大。同时，StagniR和临床上常用型号的踝关节假体进行比对，他们发现，某些踝关节假体的最大数值，仍然小于他们的测量结果。经过我们和临床上应用的假体比较发现，STAR型号的假体相比其它假体更为适合国人。但本项研究测量的某些参数上仍偏大，使切除的骨质增加。故应该设计和选取更加适合国人的踝关节假体。

2014年，Kown[9]等人对踝关节形态学数据库进行补充，他们利用 Stagni 等所描述测量方法对100例正常韩国成人进行测量，并与意大利人进行比较。他们发现，除了距骨滑车左右间距，其他测量参数均偏小，且两者之间存在显著性差异。

本实验研究中，通过相关性对比，所测得中国东北部成年人的踝关节形态学数据与法国人、意大利人、韩国人之间的差异均具有统计学意义，且男性与女性之间的差异同样具有统计学意义。经过统计学分析，TiAL与法国不存在显著性差异，和韩国、意大利之间存在显著性差异，且和意大利差异性更加显著。APA和法国、意大利相比存在显著性差异，但是和韩国相比不存在显著性差异。说明差异性可能与地理和种族因素有关。另外，APG的测量结果显示，中国东北地区人群显著大于意大利人群，提示东北地区人群在踝关节置换术术后出现骨折的风险更大。同时，MDV，MDA，APG和APA值的范围有助于骨面的切割、确定踝关节置换术中相关仪器的最佳倾斜度和最小化地截骨。并且，TiW和MTiTh显著高于意大利和韩国地区，提示国人的胫骨远端截骨面面积及假体尺寸可能更大。在胫骨远端截骨时应当考虑更宽的假体同时注意保护内外踝。且中国东北人群在7个参数上和意大利人群存在显著性差异，由此可知，目前根据外国人踝关节形态学设计的大部分假体应用于国人时，由于契合不匹配，易导致假体无菌性松动、假体下沉及松动脱位等相关并发症。相比于韩国人，两者的踝关节形态更接近但仍然存在差异，这可能是同属于东亚地区的原因。由此可见，种族和地区差异对于踝关节形态学具有一定影响，因此，我们要建立中国人群踝关节形态学数据库，为设计更加匹配的踝关节假体提供理论依据。

在Fessy[12]的研究中，其认为性别之间不存在显著性差异，而我们通过对性别差异进行分析发现，所测量的13个踝关节形态学参数中，男女性之间均存在显著性差异且男性均大于女性。分析其原因，作者认为或许是Fessy所测量样本数量不够大，导致其不能够客观的分析量化，而我们进行了较大样本的统计，具有代表性。因此，在踝关节形态方面的研究，应当考虑性别产生的影响，并进行多地区、大样本的统计，以更为全面而客观对全踝关节置换术假体的大小和型号进行分类。

临床上，当胫骨远端的踝关节假体尺寸过大时，可出现软组织分离损伤过大而导致维系关节平衡的韧带等结构受到损害，造成关节不稳，术中相关结构损伤大易影响术后愈合，骨与关节假体之间由于应力改变而易导致松动，且由于术中截除更多的骨质，亦可能造成内外踝的损伤及骨折；尺寸过小，假体由于过多的接触骨松质而增加了假体下沉的概率，无法与胫骨截骨面的骨皮质很好契合。而尺寸过大的距骨组件，易造成踝关节活动能力的降低；尺寸过小的距骨组件，由于来自骨皮质的支撑不足易下沉或固定不稳，导致假体松动、移位、乃至脱位[13,14]。所以，在临床应用全踝关节置换术假体及假体设计时，我们也要考虑到其是否与胫骨和距骨面匹配。