基于不同长度胫骨轴线胫骨平台后倾角测量值的差异比较分析

2021-12-01倪乾坤宋关阳张志军郑峒曹晏维张辉

中国运动医学杂志 2021年9期

倪乾坤宋关阳张志军郑峒曹晏维张辉

北京积水潭医院运动损伤科（北京100035）

胫骨平台后倾角（posterior tibial slope，PTS）一般被定义为胫骨解剖轴线（tibial anatomic axis，TAA）的垂线与胫骨平台前后向切线之间的夹角[1]。研究证实增大的PTS 是非接触性前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤的一个重要解剖性危险因素[2-4]。此外，一些临床及生物力学研究也发现PTS 仅增加2°便会显著增大ACL 所受的张力，ACL 损伤及ACL 重建后失效的风险亦会随着PTS的增大而逐渐升高[5-9]。因此，为了协助评价ACL 损伤及重建后失效的风险，对PTS进行精确的测量便至关重要。

截至目前，文献中报道的PTS 的测量方法多达数十种[10-13]，尽管计算机断层扫描（computed tomography，CT）和磁共振图像（magnetic resonance imaging，MRI）在临床上已广泛应用并可用于PTS 的测量，但因膝关节X 线片具有方便、易得、成本低的特点，大多数医生仍习惯于在膝关节X线片上进行PTS的测量[14]。

一些研究报道PTS 的大小可以在短节段膝关节X线片上进行准确、可重复的测量[15，16]，但短节段膝关节X 线片上PTS 的测量值是否比下肢全长X 线片上的测量值更为准确尚无定论[10，11]。Dean 等的研究[14]发现在下肢全长及短节段膝关节X线片上PTS的测量值无显著性差异。然而，Yoo等的研究[10]提出PTS测量值的大小会受到测量时胫骨轴线长短的显著性影响；与之相似，Faschingbauer等的研究[11]发现参考不同长度的胫骨轴线进行PTS测量时，其测量值存在显著性差异，并在分析比较后认为下肢全长X线片上PTS的测量值更加准确。

考虑到PTS的大小对ACL损伤及重建术后失效的重要影响，确立一种测量准确且一致性高的测量方法就显得至关重要。因此，本研究比较下肢全长及短节段膝关节侧位X 线片上PTS 测量值的大小、差异及其测量差值的频数分布。本研究的假设为下肢全长及短节段膝关节侧位X线片上PTS的测量值存在显著性差异。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究对2019年1月至2021年1月间就诊于我科的ACL 损伤患者进行回顾性分析。纳入标准为：（1）ACL 初次损伤或翻修患者；（2）术前拍摄有下肢全长X线片及短节段膝关节X线片。排除标准为：（1）之前接受过胫骨近端截骨术或者骨折复位术；（2）骨骺未完全闭合的青少年患者；（3）病例资料不完整的患者。根据上述纳入及排除标准共计纳入患者100例。本研究获得了医院伦理委员会的批准并取得了所有患者的知情同意。

1.2 测量方法

在侧位X线片上，PTS定义为胫骨平台前后向切线与胫骨干轴线的垂线所形成的夹角（图1）[17]。当内外侧胫骨平台的切线不完全重合时，取二者的平均值作为最终测量结果[14]。本研究中胫骨轴线定义为同时与胫骨干前后缘皮质相切的两个圆的圆心连线，如图1所示。在下肢全长侧位X 线片上，上方内切圆位于胫骨结节下方，下方内切圆位于踝关节上方，其圆心连线代表胫骨全长轴线；在短节段膝关节侧位X线片上，分别于关节线下5 cm和15 cm处做内切圆，其圆心连线代表胫骨近端轴线[18]。

图1 两种X线片上PTS的测量

两种测量均由同一位作者独立完成。为了评估测量方法的一致性，在正式测量之前，从所纳入患者中随机选出30例，由两位作者分别进行PTS的测量；2周之后再由其中一位重复测量；利用以上测量数据计算组间相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）。计算得知下肢全长侧位X线片上PTS测量值的组间和组内的ICC分别为0.93和0.95；短节段膝关节侧位X线片上PTS 测量值的组间和组内的ICC 则分别为0.81 和0.84 ；两种测量方法的ICC均达到了良好的水平，但可以看出下肢全长侧位X 线片上PTS 测量的一致性更好。

1.3 统计学分析

所纳入患者的基本信息均被收集，以频数（分类变量）和平均值±标准差（连续变量）形式展示。组内及组间一致性通过ICC进行评估，并使用独立样本t检验比较两种测量值大小。此外，同一患者的两种测量值的差值大小分布也被计算并进行亚组分析。以上所有数据的分析处理均在SPSS25.0（IBM 公司，美国）软件上完成，P＜0.05定义为存在统计学意义。

2 结果

患者的一般统计学资料如表1所示。本研究共计纳入患者100 例，平均年龄为29.1 ± 8.0 岁，其中男性81 例，女性19 例。结果显示，下肢全长侧位X 线片上PTS测量值为15.2 ± 3.8°，短节段膝关节侧位X线片上PTS 测量值为13.2 ± 3.6°，二者差值具有显著的统计学意义（P＜0.01）。

表1 患者一般资料和PTS测量值

下肢全长侧位X线片和短节段膝关节侧位X线片上PTS 的测量值具有显著的统计学差异（15.2° ±3.8° vs 13.2° ± 3.6°，P＜0.01），其差值的平均值为2.0° ± 1.4°，具体分布如表2 所示。既往研究[19]显示，PTS 相差2°以上时，其在膝关节动力学中所起到的作用便具有显著性差异；以此为标准衡量下肢全长侧位X 线片与短节段膝关节侧位X 线片上测量值差异分布时可知，有50%（n=50）的患者其测量差值≥2°（范围：2°～4.6°）（表2）。

表2 下肢全长侧位X线片和短节段膝关节侧位X线片上PTS测量值差值的频数分布

3 讨论

本研究最主要的发现是：利用同一种方法进行PTS测量时，下肢全长X 线片上的PTS 测量值要高于短节段膝关节X 线片，其差值具有统计学意义；此外，半数患者下肢全长X 线片上的PTS 比短节段膝关节X 线片上的测量值大2°以上。

近些年来，PTS 受到越来越多学者的关注，因其在ACL损伤及重建失效中起着重要作用[2-4]。既往研究[5，8]显示，PTS 相差2°对ACL 移植物的影响便具有显著性差别。考虑到部分ACL翻修患者可能面临着胫骨近端闭合截骨以矫正异常增大的PTS来保护ACL移植物的情况，对PTS 进行精确的测量便尤为重要[20]。截至目前，已经有多种PTS测量方法被提出，但应用不同方法得到的PTS 测量值差异悬殊，在不同的研究中常常难以直接进行比较。尽管在X线片上测量PTS的方法最为常用，但不同长度胫骨轴线下测量的PTS 值之间是否具有显著性差异仍然没有定论。

本研究利用同一种PTS 测量方法，对同一组患者分别在下肢全长X线片和短节段膝关节X线片上进行PTS的测量；结果显示两种测量值具有显著性差异，下肢全长X 线片上PTS 的测量值要高于短节段膝关节X线片，且二者差异较大而不具备可比性。因此，为了确保有关于PTS 的研究及所得的结论具有可比性，在进行PTS 测量时，测量方法以及所利用胫骨轴线的长度均需要被考虑在内。

本研究的结果显示有一半的患者其在不同长度的X线片上PTS的测量值差异在2°以上，表明PTS的测量值大小受到测量时胫骨轴线长短的显著影响。该结果与Akamatsu等[21]的研究结果相似，在他们的研究中，下肢全长X线片上内外侧胫骨平台的PTS测量值分别为12.3°和9.6°，而在短节段膝关节X线片上内外侧胫骨平台的PTS测量值分别为9.3°和7.9°；尽管作者利用了同一种测量方法，但参考不同长度的胫骨轴线时测得的PTS值仍具有显著性差异。Lipps等[22]的研究也证实了PTS测量值及测量方法的一致性会受到测量时胫骨长度选取的显著性影响。既往的这些研究结果均表明不同胫骨长度下测得的PTS值之间不具有可比性。然而，Dean等[14]的研究却得出了相反的结论，作者共纳入140 例门诊就诊时怀疑有ACL 或者后交叉韧带损伤的患者，并在下肢全长X 线片及短节段膝关节X 线片上进行PTS测量，结果显示两个测量值并无显著性差异，本研究结果与此不符。

本研究中，利用同一种测量方法对同一组患者进行PTS测量，胫骨长度为唯一的变量，结果显示不同胫骨长度下PTS 的测量值具有显著性差异。但与此同时，研究结果也显示下肢全长X线片与短节段膝关节X线片上PTS的差值大多介于1～3°之间，表明两种测量方法均具有较高的可信度，因此在日常应用中均可以选择使用。但要注意的是，医生们需要清楚不同长度的胫骨轴线下PTS 的测量值会有1-3°的差异存在，而这种差异不能被忽略，尤其是在做出涉及到与PTS 大小相关的结论时。

本研究尚有以下两点局限性。（1）当内外侧胫骨平台后倾角不一致时，本研究取二者平均值作为测量值，不如分别测量时精确。（2）PTS的测量方法众多，本研究中只采用了一种最为常见的，因为本研究的目的主要在于探究胫骨长度对PTS测量值的影响。