腓骨截骨术对距下关节力线变化的影响

郭家良 董维冲 秦迪 金霖 董天华 林哲 侯志勇 张英泽

膝关节骨性关节炎是一种慢性、进展性、退变性疾病，尤其好发于老年人群。膝关节畸形患者常伴有内侧间室变窄，从而导致内侧间室骨性关节炎。目前，常用的治疗膝关节内翻畸形的手术方式有胫骨高位截骨术和膝关节表面置换术。胫骨高位截骨术主要通过减缓内侧间室的破坏性改变来延缓患者行关节置换的时间。由于其保留了膝关节被广大关节外科医生所熟知并广泛应用于临床。虽然胫骨高位截骨术可有效治疗内侧间室骨性关节炎，但是术后易出现骨折不愈合、手术切口感染等并发症，且治疗费用昂贵，因此积极探索新的治疗手段十分必要[1]。腓骨截骨术通过在腓骨近端去除2 cm腓骨段，使内侧间室压力明显减少，对内侧间室骨性关节炎患者的疗效显著，患者术后功能恢复良好[2]。腓骨截骨术后力线的改变势必会导致邻近关节力线发生变化，而在治疗膝关节内翻时往往会忽视踝关节以及距下关节力线的变化。由于跟骨直接与地面接触，因此评估距下关节力线尤为重要。本研究旨在评估腓骨截骨术对距下关节力线变化的影响。

资料与方法

一、资料

回顾分析2015年1月至2016年8月河北医科大学第三医院骨科收治的行腓骨截骨手术的49例患者(53膝)的病历资料。纳入标准：Kellgren-Lawrence(KL)分级>2级，中度至重度的内侧间室骨性关节炎患者[3]。排除标准：创伤性膝关节骨性关节炎、炎症性关节炎以及既往有骨折史的患者；伴有严重膝关节内翻的骨性关节炎患者。年龄(67.10±6.82)(51～87)岁，患病时间(6.14±3.31)(1.3～22.0)年。临床和影像学资料均通过医学影像信息系统(picture archiving and communication systems，PACS)搜集，内容包括年龄、性别、术后影像学资料及随访情况等。本研究符合河北医科大学第三医院伦理委员会的要求。所有的患者或患者的监护人均自愿签署知情同意书。

二、方法

1. 影像学测量：基于站立位正位X线片测量髋-膝-踝角(hip-knee-ankle angle，HKA)、股骨胫骨角(femoral tibial angle，FTA)、胫骨倾斜角(talar inclination，TI)、股骨远端关节面角(tibial articural surface,TAS)、距骨倾斜角(talar tilt，TT)，见图1。腓骨近端移位程度通过测量腓骨长度(fibula length，FL)来确定。近端位于正位X线片上胫骨和腓骨交界处；远端位于外踝尖端，见图2。后足力线可用于反映距下关节的变化。后足力线角(hind foot alignment valgus angle，HAVA)指从跟骨最远端与胫骨轴线在关节面相交形成的夹角；后足力线比值(hind foot alignment ratio，HAR)指跟骨最宽处被胫骨轴线分为A、B两部分(B/A)；后足瞬时力臂(hind foot moment arm，HMA)指跟骨最远端至胫骨轴线的夹角的垂直距离，见图3。2周后重复测量上述指标。应用组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)评估观察者间以及观察者内的可信度。ICC>0.9时被认为可信度较高，取平均值作为最终测量结果。

2.临床评估：采用美国膝关节协会评分(the American Knee Society score，KSS)、美国足踝外科协会(American Orthopedic Foot and Ankle Society，AOFAS)踝-后足评分、视觉模拟评分(visual analogue score，VAS)评估治疗前后的踝关节及距下关节功能。

图1足踝部角度的测量示意图。TI：胫骨倾斜角；TT：距骨倾斜角图2外踝近端移位的测量示意图。近端位于腓骨和胫骨皮质交界处，远端位于外踝尖端图3后足力线的测量示意图。HAVA：后足力线角，是指从跟骨最远端与胫骨轴线在关节面相交形成的夹角；HAR：后足力线比值，是指跟骨最宽处被胫骨轴线分为A、B两部分(B/A)；HMA：后足瞬时力臂，是指跟骨最远端至胫骨轴线的夹角的垂直距离

结 果

一、影像学测量结果

治疗后的HKA、FTA、TI、TT与治疗前比较，差异均有统计学意义(均P<0.05)。治疗后，HAVA、HAR、HMA得到了明显纠正，差异均有统计学意义(均P<0.05)。治疗后的FL虽然短于治疗前，但差异无统计学意义(P>0.05)，说明外踝上移并不明显。见表1。治疗前后的HKA与踝关节参数TAS、TT、TI无明显相关性，但与距下关节参数HAVA、HAR、HMA呈中等程度的相关性，见表2。

二、临床评估结果

腓骨截骨术后，患者的膝关节力线均得到了不同程度的纠正，且未发生并发症。治疗后的KSS评分、AOFAS踝-后足评分及VAS评分较治疗前均改善，但治疗前后AOFAS踝-后足评分及VAS评分比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，见表3。

讨 论

膝关节内翻畸形会导致内侧间室压缩，关节间隙变窄。腓骨截骨术是治疗膝关节内翻畸形的有效方法，有时能够代替传统膝关节置换术，尤其适用于伴有严重内科疾病不适合行关节置换术的患者。目前已有很多研究报道了腓骨截骨术治疗内侧间室骨性关节炎患者的显著效果，但是对于术后踝关节及距下关节的报道较少[3-4]。本研究患者在治疗前胫骨轴线外移，远端关节面内翻，距骨内翻；而在腓骨截骨术后，胫骨轴线外移程度下降，胫骨远端关节面有外翻的趋势(多数患者仍然中立或内翻)，距骨的内侧倾斜程度较小，从而提高了胫距关节的适应性。这说明，腓骨截骨术后踝关节和后足代偿性外翻畸形得到了部分纠正。腓骨作为维持关节周围软组织平衡的重要结构，承担下肢1/6的重量[5]。根据不均匀沉降理论，腓骨截骨术能纠正膝关节内翻畸形，使压力从内侧间室转向外侧间室，从而缓解患者膝关节的疼痛。本研究患者腓骨截骨术后FTA与HKA均得到明显改善，内翻畸形被有效纠正。腓骨截骨术的另一个优点是不影响后期的膝关节置换。

表1 治疗前后影像学测量结果比较

注：HKA：髋-膝-踝角；FTA：股骨胫骨角；TI：胫骨倾斜角；TT：距骨倾斜角；TAS：股骨远端关节面角；FL：腓骨长度；HAVA：足力线角；HAR：后足力线比值；HMA：后足瞬时力臂

表2 治疗前后HKA与各参数的相关性

注：ΔHKA表示治疗前后的机械轴变化；ΔTT表示治疗前后的距骨倾斜角变化；ΔTI表示治疗前后的胫骨倾斜变化；ΔHAVA表示治疗前后的后足力线角变化；ΔHAR表示治疗前后的后足力线比值变化；ΔHMA表示治疗前后的后足瞬时力臂变化

表3 治疗前后的功能评分分)

注：KSS：美国膝关节协会评分；AOFAS：美国足踝外科协会；VAS：视觉模拟评分

关于胫骨高位截骨术后膝关节力线与踝关节力线的变化已有报道，但是目前尚无明确定论。近来，有研究报道距下关节对膝关节和踝关节畸形均有代偿作用，而正常距下关节的力线维持在2°～6°的外翻状态[6-8]。Takeuchi等[9]研究结果显示，应用胫骨高位截骨术治疗膝关节内翻畸形伴有同侧踝关节炎患者的疗效显著。虽然胫骨高位截骨术治疗膝关节内翻畸形患者的疗效显著，但是对于踝关节外翻畸形则需行踝上截骨术予以纠正[10]。与胫骨高位截骨类似，腓骨截骨术亦能有效纠正内翻畸形，但其对于踝关节及距下关节的影响尚无系统性的研究。有学者通过尸体研究发现，腓骨截骨术后胫距关节面的最大压力和最大接触面积均得到了不同程度的下降；但是该研究未具体表述压力的分布，且尸体不能模仿正常人行走的力线特点[10]。本研究结果显示，腓骨截骨术后踝关节的畸形确实被纠正了，但是踝关节的功能评分(AOFAS踝-后足评分、VAS评分)与治疗前比较差异无统计学意义。考虑其原因为：(1)踝关节的功能变化可能被膝关节严重症状的缓解所掩盖；(2)纳入的患者均被诊断为膝关节内侧间室关节炎，但并非所有患者均合并同侧踝关节畸形或炎症；(3)随访时间的限制。

本研究影像学测量结果显示，反映胫骨位置的踝关节TI、TT较治疗前明显改善，反映下肢力线的HKA、FTA较治疗前也明显改善。力线的改变势必会导致压力分布的变化。但实际上，腓骨截骨术后踝关节所承受的力量并未减少，甚至可能由于腓骨支撑力量的消失而增加，因此势必会导致受力位置的再分布。Baldini等[11]认为，腓骨截骨术后力量的传导会向内侧转移。遗憾的是，本研究并未记录力学的数据。此外，外踝未向近端明显移位，这就保证了踝关节的稳定性。关节的退行性变被认为是正常关节变化的一部分；如果存在力线异常，这一过程会明显加快尤其在下肢负重关节的表现更为明显。虽然临床随访结果提示差异无统计学意义，但是力线的纠正对延缓关节退变仍有积极的意义。当然长期的随访研究是必要的，很可能产生不同的结果。

虽然腓骨截骨术不需置入额外的内固定物，但是其对畸形的纠正效果存在一定的局限性：(1)虽然距下关节外翻畸形被纠正了，但是术后未达到解剖学的轻度外翻。(2)踝关节的功能评分差异无统计学意义，而既往研究认为膝关节内侧关节间隙的宽度是影响术后功能恢复的危险因素之一。因此，对于关节间隙<5°的膝关节内翻畸形患者建议采用腓骨截骨术，但对于严重的患者建议采用腓骨截骨术加胫骨截骨加垫片或联合支撑钢板固定来纠正下肢力线。与胫骨高位截骨术及关节置换术相比，腓骨截骨术的优点在于其减少了对胫骨过早的干预，使术者对于后续治疗的选择变得更加灵活。

本研究的缺点在于未设立对照组，在测量过程中可能受人为因素的影响。但是为了减少人为因素影响，采取多人重复测量。

综上所述，下肢机械轴的变化与距下关节的变化存在明显的相关性。腓骨截骨不仅能改善膝关节的疼痛，同时还能纠正距下关节及踝关节的力线。虽然对于力线的纠正与临床功能评分方面并未显示出预想的正相关关系，但腓骨截骨术增加了膝关节的功能评分，同时纠正了踝关节的力线，是一种安全有效的治疗内侧间室骨性关节炎的手术方式。今后将纳入更多合并距下关节或踝关节疾病的患者来评估本研究结论。