引用本文: 張樂曙, 張金成, 周航, 陳旺, 胡正浩, 陳向陽, 馮碩. 髕韌帶附著處作為脛骨假體旋轉對位解剖參考標志的準確性研究. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(6): 722-728. doi: 10.7507/1002-1892.202202040 復制
股骨假體和脛骨假體之間正確的對線對位是確保人工全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)成功的關鍵因素[1]。嚴重的假體旋轉對位錯誤會導致髕骨軌跡不良[2-3]、膝關節前方疼痛[4-5]、伸肌機制障礙[6]、嚴重僵直膝[7-8]和聚乙烯墊片磨損[9]等術后并發癥。股骨外上髁突與股骨內上髁溝連線構成的外科通髁軸(surgical transepicondylar axis,SEA)是膝關節的屈伸活動軸[10],用其作為股骨假體與脛骨假體的旋轉對位參考軸符合生物力學特點。但是在實際操作中,外科醫生無法直接在脛骨近端截骨面上定位SEA。因此,研究人員多利用脛骨結節[11]、脛骨嵴[12]和踝關節[13]等解剖標志建立合適的參考軸線。然而骨贅形成、膝關節畸形、個體解剖變異和脛骨近端骨缺損等因素都會影響上述關節內外解剖標志的準確性。為避免上述因素的影響,Akagi等[14]提出了一條新的脛骨假體旋轉對位參考軸,該軸線經過髕韌帶附著處內側緣和后交叉韌帶(posterior cruciate ligament,PCL)止點中點,與SEA的垂線 [脛骨前后(anteroposterior,AP)軸)] 基本平行(±2.8°),后被命名為“Akagi線”。然而在TKA術中Akagi線的實際應用也存在局限性,在脛骨近端截骨后常常會出現無法辨認PCL止點的情況。因此,為針對性地改良Akagi線,本研究提出以脛骨近端截骨面中點代替PCL止點中點作為脛骨假體旋轉對位的后解剖參考標志,降低術中辨認難度。同時,既往大多數關于假體旋轉對位的研究都是利用膝關節二維CT[15]。但是,股骨外上髁凸和內上髁凹這兩個解剖標志并不一定都在同一CT斷層平面上,基于二維CT確定SEA位置的方法會影響旋轉對位評價的準確性[16]。
鑒于此,本研究擬通過建立膝關節三維模型,以脛骨近端截骨面中點作為后解剖參考標志,選取髕韌帶附著處的3個不同位置作為前解剖參考標志,創建新的旋轉對位參考軸,評價它們是否可以作為改良型Akagi線被應用于脛骨假體的旋轉對位。報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
納入標準:① 符合膝關節骨關節炎診斷標準,Kellgren-Lawrence分級達Ⅲ~Ⅳ級;② 相關影像學資料完整,包括站立位下肢全長正側位X線片及膝關節三維CT;③ 膝關節內翻畸形;④ 擬行初次TKA。排除標準:① 膝關節及其周圍存在嚴重創傷史或感染史;② 類風濕性關節炎;③ 脛骨平臺存在嚴重骨缺損。
2021年7月—12月共72例患者符合選擇標準納入研究。其中男18例,女54例;年齡47~84歲,平均64.9歲。左膝33例,右膝39例。病程2~28年,平均9.8年。身體質量指數為19.6~28.4 kg/m2,平均25.8 kg/m2。術前髖-膝-踝角為0°~26°,平均9.3°。Kellgren-Lawrence分級:Ⅲ級17例,Ⅳ級55例。
1.2 主要設備和軟件
① 圖像采集:Optima 660 16排CT機(GE公司,美國)。② 計算機工作站:Intel Core(TM)i7-9750H CPU 2.60 GHz;8G×2 DDR4內存;512G硬盤;操作系統Windows 10。③ 圖像處理相關軟件:Mimics 21.0(Materialise公司,比利時);Geomagic Wrap 2017(Raindrop公司,美國);Solidworks 2018(Dassault Systemes公司,美國)。
1.3 測量方法
1.3.1 CT斷層圖像的采集與保存
掃描體位為仰臥位,雙膝固定于中立位,掃描過程中保持下肢完全伸展;掃描部位由股骨遠端至脛骨近端。采用Optima 660 16排CT機進行掃描,電壓120 kV,電流150 mA,層厚1.25 mm,骨窗寬為2 000 HU;掃描所得數據以DICOM格式保存。
1.3.2 膝關節三維模型的建立與測量
應用Mimics 21.0讀取存儲的DICOM格式膝關節CT圖像數據。選取合適的閾值范圍分別建立股骨、脛骨和髕韌帶的蒙版,之后通過“區域增長”和“編輯蒙版”的命令完成對各蒙版的填補;將初步重建的膝關節三維模型以STL格式導入Geomagic Wrap 2017中,通過松弛、去噪和刪除釘狀物等操作,最終將處理后的膝關節三維模型以STP格式導入Solidworks 2018中進行脛骨近端的模擬截骨與測量。
以脛骨平臺外側中心點遠端8 mm處為截骨平面,截骨方向與脛骨解剖軸垂直,后傾角為3°。默認軟骨厚度為2 mm,保證10 mm的截骨厚度。在股骨和脛骨三維模型中標記各解剖標志的位置。在股骨三維模型中標記內上髁凹(A)和外上髁最高點(B)的位置,建立SEA。將SEA投影于脛骨截骨面,繪制其投影的垂線(AP軸)。如無法準確識別內上髁凹的位置,則連接內外上髁最高點構建臨床通髁軸,將其在脛骨截骨面上投影的垂線內旋3° 作為AP軸的替代軸線。在脛骨三維模型中,以截骨面最內側突出點(G)和最外側突出點(H)連線的中點作為脛骨截骨面中點(GC),依次標記出PCL止點中點(O)、髕韌帶附著處內側緣(C)、內側1/6(D)、內側1/3(E)和外側緣(F)的位置,并將其投影于脛骨截骨面上,建立5種旋轉對位參考軸:① Akagi線:O點和C點連線;② 髕韌帶內側軸(medial border axis of the patellar tendon,MBPT):GC點和C點連線;③ 髕韌帶內側1/6軸(medial sixth axis of the patellar tendon,MSPT):GC點和D點的連線;④ 髕韌帶內側1/3軸1(medial third axis of the patellar tendon 1,MTPT1):O點和E點的連線;⑤ 髕韌帶內側1/3軸2(medial third axis of the patellar tendon 2,MTPT2):GC點和E點的連線。見圖1~3。


a. CT中髕韌帶在脛骨結節附著處;b. 三維模型中髕韌帶在脛骨結節附著處
Figure2. Sketch map of patellar tendon at the attachment levela. The patellar tendon at the attachment of tibial tubercle on CT scan; b. The patellar tendon at the attachment of tibial tubercle on 3D model

a. Akagi線;b. MBPT;c. MSPT;d. MTPT1;e. MTPT2
Figure3. Schematic diagram of various rotational alignment reference axes on the tibial cutting planea. Akagi line; b. MBPT; c. MSPT; d. MTPT1; e. MTPT2
1.4 觀察指標
由2名醫師分別測量Akagi線、MBPT、MSPT、MTPT1和MTPT2與AP軸之間的夾角,精確到0.1°。正值表示脛骨假體旋轉對位參考軸外旋于AP軸,負值則為內旋(圖4)。計算各脛骨假體旋轉對位參考軸與AP軸夾角值分布情況,分為≤3°、3°~4°、5°~10°和>10°。其中1名醫生在1個月后再次進行上述測量。在數據分析前,對2名醫生的所有測量結果進行一致性檢驗,采用組內相關系數(intraclass correlation coeffcient,ICC)評估觀察者內和觀察者間的變異性。

1.5 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。使用Shapiro-Wilk檢驗評估計量資料是否符合正態分布,符合正態分布的數據以均數±標準差表示,組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用Bonferroni法;檢驗水準α=0.05。各脛骨旋轉對位參考軸與AP軸夾角分布情況組間比較采用Friedman M檢驗,兩兩比較校正檢驗水準α=0.012 5。
2 結果
觀察者內和觀察者間ICC值均>0.8,說明測量結果可信度高。Akagi線和MBPT分別相對于AP軸內旋(1.6±5.9)° 和(2.4±6.9)°,而MSPT、MTPT1和MTPT2則相對于AP軸分別外旋(5.4±6.6)°、(7.0±5.8)° 和(11.9±6.6)°;各脛骨假體旋轉對位參考軸與AP軸夾角比較顯示,Akagi線與MBPT間以及MSPT與MTPT1間差異均無統計學意義(P>0.05),其余兩兩比較差異均有統計學意義(P<0.05)。
各脛骨假體旋轉對位參考軸與AP軸夾角的分布情況差異有統計學意義(χ2=248.144,P<0.001)。其中,Akagi線與MBPT間差異無統計學意義(P=0.067),與MSPT、MTPT1和MTPT2比較差異均有統計學意義(P<0.012 5)。見表1。

3 討論
大量研究表明,股骨假體和脛骨假體的旋轉對位不良是導致TKA失敗進行翻修的重要原因之一。為了提高假體間旋轉對位的準確性,研究人員多通過參考股骨與脛骨表面的骨性解剖標志建立旋轉對位參考軸。通過觀察膝關節屈伸活動的三維動態過程,發現膝關節的屈伸圍繞著股骨后髁處1條固定軸線。這條軸線經過內外側副韌帶的起點,與SEA基本平行[17-18]。因此,股骨外上髁最高點與股骨內上髁凹常被用作股骨假體旋轉對位的解剖參考標志。
然而同股骨側相比,人們仍未對脛骨假體旋轉對位參考軸達成共識。脛骨假體旋轉對位參考軸由前、后解剖參考標志構成。目前研究人員提出的前參考標志包括脛骨嵴前緣[19]、脛骨髁間棘[20]、第2跖骨及踝關節[13]等。但是在實際使用中,這些解剖標志具有明顯局限性,易受個體解剖差異、關節面骨贅及踝關節骨關節炎等因素的影響。臨床醫生通過總結手術經驗,提出以脛骨結節內側1/3軸作為脛骨假體旋轉對位的前解剖參考標志[21-22],但由于脛骨結節在手術中被髕韌帶所覆蓋,存在一定暴露難度。而髕韌帶作為股四頭肌肌腱的延續,是全身最強大的韌帶之一,向下終止于脛骨結節,其止點在術中易于觀察與辨別,因此有研究[23-24]以髕韌帶附著處內側1/3的位置代替脛骨結節內側1/3作為前解剖參考標志。
Akagi等[14]提出以髕韌帶附著處內緣作為前解剖參考標志。他們以膝關節伸直位時經過PCL止點中點且垂直于SEA的軸線作為脛骨AP軸,發現在正常人髕韌帶附著處,脛骨AP軸分割的髕韌帶寬度占髕韌帶總寬度的0.2%±10.4%,因此他們認為SEA的垂線基本平行于PCL止點中點與髕韌帶附著處內側緣的連線。在之后的研究中,其結論被證明在膝關節骨關節炎伴有內翻或外翻畸形的患者中同樣適用[25-26]。
由于PCL位于膝關節的中心且其止點在CT中明確表現為一橢圓形斑塊,因此包括Akagi在內的研究人員多直接以PCL止點中點作為后參考標志[27]。但是Kawahara等[28]則認為PCL止點中點并不是一個合適的解剖參考標志,因為TKA術中脛骨近端截骨會影響其辨認的準確性。因此,他們提出以脛骨截骨面中點作為脛骨假體旋轉對位的后解剖參考標志,其中脛骨截骨面中點被定義為脛骨截骨面內外側最長軸(脛骨截骨面最內側與最外側突出點的連線)的中點;他們同時發現在髕韌帶附著處,通過脛骨截骨面中點的SEA垂線將髕韌帶分割出約占其總寬度1/6的部分,并首次提出以髕韌帶附著處內側緣1/6處作為前解剖參考軸。
因此,為提高術中旋轉對位的精確性,建立更易于識別的脛骨假體旋轉對位參考軸,本研究以髕韌帶附著處內側1/3、髕韌帶附著處內側1/6和髕韌帶附著處內側緣作為前解剖參考標志,以PCL止點中點和脛骨截骨面中點作為后解剖參考標志,基于膝關節三維重建技術構建出Akagi線、MBPT、MSPT、MTPT1和MTPT2,測量AP軸與5種不同參考軸之間的夾角。其中Akagi線與AP軸之間差異最小,存在(1.6±5.9)° 的內旋;MBPT相對于AP軸內旋(2.4±6.9)°,與Akagi線比較差異無統計學意義。MSPT與AP軸的夾角則為(5.4±6.6)°,和MTPT1比較差異無統計學意義。以髕韌帶附著處內側1/3點作為前解剖參考標志建立的MTPT1和MTPT2與AP軸之間差異較大,分別外旋(7.0±5.8)°和(11.9±6.6)°。因此我們認為,以脛骨截骨面中點為后解剖參考標志的MBPT可以替代Akagi線作為脛骨假體旋轉對位參考軸,尤其是當TKA術中無法準確辨清PCL止點位置時。
本研究具有以下幾點局限性:① 所有患者拍攝影像學資料時均采用仰臥位,而非下肢負重位,未考慮負重對下肢旋轉對位情況的影響;② 本研究納入的是Kellgren-Lawrence分級Ⅲ~Ⅳ級的膝關節骨關節炎患者,部分患者股骨內上凹存在無法準確辨認的情況,影響了SEA的正確建立;③ 為避免膝關節畸形對旋轉對位參考標志定位的影響,本研究只納入了內翻畸形骨關節炎患者而排除了外翻畸形患者。盡管如此,本研究通過三維虛擬軟件模擬TKA術中脛骨截骨,精確定位解剖參考標志,評估各脛骨假體旋轉對位參考軸的準確性和可重復性,有助于減少TKA術后脛骨假體旋轉不匹配的情況。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經徐州醫科大學附屬醫院醫學倫理委員會批準(XYFY2021-KL137-01)
作者貢獻聲明 陳向陽、馮碩:研究設計;張樂曙:統計分析與論文撰寫;張金成、周航:數據測量和整理;陳旺、胡正浩:資料收集和圖表制作
股骨假體和脛骨假體之間正確的對線對位是確保人工全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)成功的關鍵因素[1]。嚴重的假體旋轉對位錯誤會導致髕骨軌跡不良[2-3]、膝關節前方疼痛[4-5]、伸肌機制障礙[6]、嚴重僵直膝[7-8]和聚乙烯墊片磨損[9]等術后并發癥。股骨外上髁突與股骨內上髁溝連線構成的外科通髁軸(surgical transepicondylar axis,SEA)是膝關節的屈伸活動軸[10],用其作為股骨假體與脛骨假體的旋轉對位參考軸符合生物力學特點。但是在實際操作中,外科醫生無法直接在脛骨近端截骨面上定位SEA。因此,研究人員多利用脛骨結節[11]、脛骨嵴[12]和踝關節[13]等解剖標志建立合適的參考軸線。然而骨贅形成、膝關節畸形、個體解剖變異和脛骨近端骨缺損等因素都會影響上述關節內外解剖標志的準確性。為避免上述因素的影響,Akagi等[14]提出了一條新的脛骨假體旋轉對位參考軸,該軸線經過髕韌帶附著處內側緣和后交叉韌帶(posterior cruciate ligament,PCL)止點中點,與SEA的垂線 [脛骨前后(anteroposterior,AP)軸)] 基本平行(±2.8°),后被命名為“Akagi線”。然而在TKA術中Akagi線的實際應用也存在局限性,在脛骨近端截骨后常常會出現無法辨認PCL止點的情況。因此,為針對性地改良Akagi線,本研究提出以脛骨近端截骨面中點代替PCL止點中點作為脛骨假體旋轉對位的后解剖參考標志,降低術中辨認難度。同時,既往大多數關于假體旋轉對位的研究都是利用膝關節二維CT[15]。但是,股骨外上髁凸和內上髁凹這兩個解剖標志并不一定都在同一CT斷層平面上,基于二維CT確定SEA位置的方法會影響旋轉對位評價的準確性[16]。
鑒于此,本研究擬通過建立膝關節三維模型,以脛骨近端截骨面中點作為后解剖參考標志,選取髕韌帶附著處的3個不同位置作為前解剖參考標志,創建新的旋轉對位參考軸,評價它們是否可以作為改良型Akagi線被應用于脛骨假體的旋轉對位。報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
納入標準:① 符合膝關節骨關節炎診斷標準,Kellgren-Lawrence分級達Ⅲ~Ⅳ級;② 相關影像學資料完整,包括站立位下肢全長正側位X線片及膝關節三維CT;③ 膝關節內翻畸形;④ 擬行初次TKA。排除標準:① 膝關節及其周圍存在嚴重創傷史或感染史;② 類風濕性關節炎;③ 脛骨平臺存在嚴重骨缺損。
2021年7月—12月共72例患者符合選擇標準納入研究。其中男18例,女54例;年齡47~84歲,平均64.9歲。左膝33例,右膝39例。病程2~28年,平均9.8年。身體質量指數為19.6~28.4 kg/m2,平均25.8 kg/m2。術前髖-膝-踝角為0°~26°,平均9.3°。Kellgren-Lawrence分級:Ⅲ級17例,Ⅳ級55例。
1.2 主要設備和軟件
① 圖像采集:Optima 660 16排CT機(GE公司,美國)。② 計算機工作站:Intel Core(TM)i7-9750H CPU 2.60 GHz;8G×2 DDR4內存;512G硬盤;操作系統Windows 10。③ 圖像處理相關軟件:Mimics 21.0(Materialise公司,比利時);Geomagic Wrap 2017(Raindrop公司,美國);Solidworks 2018(Dassault Systemes公司,美國)。
1.3 測量方法
1.3.1 CT斷層圖像的采集與保存
掃描體位為仰臥位,雙膝固定于中立位,掃描過程中保持下肢完全伸展;掃描部位由股骨遠端至脛骨近端。采用Optima 660 16排CT機進行掃描,電壓120 kV,電流150 mA,層厚1.25 mm,骨窗寬為2 000 HU;掃描所得數據以DICOM格式保存。
1.3.2 膝關節三維模型的建立與測量
應用Mimics 21.0讀取存儲的DICOM格式膝關節CT圖像數據。選取合適的閾值范圍分別建立股骨、脛骨和髕韌帶的蒙版,之后通過“區域增長”和“編輯蒙版”的命令完成對各蒙版的填補;將初步重建的膝關節三維模型以STL格式導入Geomagic Wrap 2017中,通過松弛、去噪和刪除釘狀物等操作,最終將處理后的膝關節三維模型以STP格式導入Solidworks 2018中進行脛骨近端的模擬截骨與測量。
以脛骨平臺外側中心點遠端8 mm處為截骨平面,截骨方向與脛骨解剖軸垂直,后傾角為3°。默認軟骨厚度為2 mm,保證10 mm的截骨厚度。在股骨和脛骨三維模型中標記各解剖標志的位置。在股骨三維模型中標記內上髁凹(A)和外上髁最高點(B)的位置,建立SEA。將SEA投影于脛骨截骨面,繪制其投影的垂線(AP軸)。如無法準確識別內上髁凹的位置,則連接內外上髁最高點構建臨床通髁軸,將其在脛骨截骨面上投影的垂線內旋3° 作為AP軸的替代軸線。在脛骨三維模型中,以截骨面最內側突出點(G)和最外側突出點(H)連線的中點作為脛骨截骨面中點(GC),依次標記出PCL止點中點(O)、髕韌帶附著處內側緣(C)、內側1/6(D)、內側1/3(E)和外側緣(F)的位置,并將其投影于脛骨截骨面上,建立5種旋轉對位參考軸:① Akagi線:O點和C點連線;② 髕韌帶內側軸(medial border axis of the patellar tendon,MBPT):GC點和C點連線;③ 髕韌帶內側1/6軸(medial sixth axis of the patellar tendon,MSPT):GC點和D點的連線;④ 髕韌帶內側1/3軸1(medial third axis of the patellar tendon 1,MTPT1):O點和E點的連線;⑤ 髕韌帶內側1/3軸2(medial third axis of the patellar tendon 2,MTPT2):GC點和E點的連線。見圖1~3。


a. CT中髕韌帶在脛骨結節附著處;b. 三維模型中髕韌帶在脛骨結節附著處
Figure2. Sketch map of patellar tendon at the attachment levela. The patellar tendon at the attachment of tibial tubercle on CT scan; b. The patellar tendon at the attachment of tibial tubercle on 3D model

a. Akagi線;b. MBPT;c. MSPT;d. MTPT1;e. MTPT2
Figure3. Schematic diagram of various rotational alignment reference axes on the tibial cutting planea. Akagi line; b. MBPT; c. MSPT; d. MTPT1; e. MTPT2
1.4 觀察指標
由2名醫師分別測量Akagi線、MBPT、MSPT、MTPT1和MTPT2與AP軸之間的夾角,精確到0.1°。正值表示脛骨假體旋轉對位參考軸外旋于AP軸,負值則為內旋(圖4)。計算各脛骨假體旋轉對位參考軸與AP軸夾角值分布情況,分為≤3°、3°~4°、5°~10°和>10°。其中1名醫生在1個月后再次進行上述測量。在數據分析前,對2名醫生的所有測量結果進行一致性檢驗,采用組內相關系數(intraclass correlation coeffcient,ICC)評估觀察者內和觀察者間的變異性。

1.5 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。使用Shapiro-Wilk檢驗評估計量資料是否符合正態分布,符合正態分布的數據以均數±標準差表示,組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用Bonferroni法;檢驗水準α=0.05。各脛骨旋轉對位參考軸與AP軸夾角分布情況組間比較采用Friedman M檢驗,兩兩比較校正檢驗水準α=0.012 5。
2 結果
觀察者內和觀察者間ICC值均>0.8,說明測量結果可信度高。Akagi線和MBPT分別相對于AP軸內旋(1.6±5.9)° 和(2.4±6.9)°,而MSPT、MTPT1和MTPT2則相對于AP軸分別外旋(5.4±6.6)°、(7.0±5.8)° 和(11.9±6.6)°;各脛骨假體旋轉對位參考軸與AP軸夾角比較顯示,Akagi線與MBPT間以及MSPT與MTPT1間差異均無統計學意義(P>0.05),其余兩兩比較差異均有統計學意義(P<0.05)。
各脛骨假體旋轉對位參考軸與AP軸夾角的分布情況差異有統計學意義(χ2=248.144,P<0.001)。其中,Akagi線與MBPT間差異無統計學意義(P=0.067),與MSPT、MTPT1和MTPT2比較差異均有統計學意義(P<0.012 5)。見表1。

3 討論
大量研究表明,股骨假體和脛骨假體的旋轉對位不良是導致TKA失敗進行翻修的重要原因之一。為了提高假體間旋轉對位的準確性,研究人員多通過參考股骨與脛骨表面的骨性解剖標志建立旋轉對位參考軸。通過觀察膝關節屈伸活動的三維動態過程,發現膝關節的屈伸圍繞著股骨后髁處1條固定軸線。這條軸線經過內外側副韌帶的起點,與SEA基本平行[17-18]。因此,股骨外上髁最高點與股骨內上髁凹常被用作股骨假體旋轉對位的解剖參考標志。
然而同股骨側相比,人們仍未對脛骨假體旋轉對位參考軸達成共識。脛骨假體旋轉對位參考軸由前、后解剖參考標志構成。目前研究人員提出的前參考標志包括脛骨嵴前緣[19]、脛骨髁間棘[20]、第2跖骨及踝關節[13]等。但是在實際使用中,這些解剖標志具有明顯局限性,易受個體解剖差異、關節面骨贅及踝關節骨關節炎等因素的影響。臨床醫生通過總結手術經驗,提出以脛骨結節內側1/3軸作為脛骨假體旋轉對位的前解剖參考標志[21-22],但由于脛骨結節在手術中被髕韌帶所覆蓋,存在一定暴露難度。而髕韌帶作為股四頭肌肌腱的延續,是全身最強大的韌帶之一,向下終止于脛骨結節,其止點在術中易于觀察與辨別,因此有研究[23-24]以髕韌帶附著處內側1/3的位置代替脛骨結節內側1/3作為前解剖參考標志。
Akagi等[14]提出以髕韌帶附著處內緣作為前解剖參考標志。他們以膝關節伸直位時經過PCL止點中點且垂直于SEA的軸線作為脛骨AP軸,發現在正常人髕韌帶附著處,脛骨AP軸分割的髕韌帶寬度占髕韌帶總寬度的0.2%±10.4%,因此他們認為SEA的垂線基本平行于PCL止點中點與髕韌帶附著處內側緣的連線。在之后的研究中,其結論被證明在膝關節骨關節炎伴有內翻或外翻畸形的患者中同樣適用[25-26]。
由于PCL位于膝關節的中心且其止點在CT中明確表現為一橢圓形斑塊,因此包括Akagi在內的研究人員多直接以PCL止點中點作為后參考標志[27]。但是Kawahara等[28]則認為PCL止點中點并不是一個合適的解剖參考標志,因為TKA術中脛骨近端截骨會影響其辨認的準確性。因此,他們提出以脛骨截骨面中點作為脛骨假體旋轉對位的后解剖參考標志,其中脛骨截骨面中點被定義為脛骨截骨面內外側最長軸(脛骨截骨面最內側與最外側突出點的連線)的中點;他們同時發現在髕韌帶附著處,通過脛骨截骨面中點的SEA垂線將髕韌帶分割出約占其總寬度1/6的部分,并首次提出以髕韌帶附著處內側緣1/6處作為前解剖參考軸。
因此,為提高術中旋轉對位的精確性,建立更易于識別的脛骨假體旋轉對位參考軸,本研究以髕韌帶附著處內側1/3、髕韌帶附著處內側1/6和髕韌帶附著處內側緣作為前解剖參考標志,以PCL止點中點和脛骨截骨面中點作為后解剖參考標志,基于膝關節三維重建技術構建出Akagi線、MBPT、MSPT、MTPT1和MTPT2,測量AP軸與5種不同參考軸之間的夾角。其中Akagi線與AP軸之間差異最小,存在(1.6±5.9)° 的內旋;MBPT相對于AP軸內旋(2.4±6.9)°,與Akagi線比較差異無統計學意義。MSPT與AP軸的夾角則為(5.4±6.6)°,和MTPT1比較差異無統計學意義。以髕韌帶附著處內側1/3點作為前解剖參考標志建立的MTPT1和MTPT2與AP軸之間差異較大,分別外旋(7.0±5.8)°和(11.9±6.6)°。因此我們認為,以脛骨截骨面中點為后解剖參考標志的MBPT可以替代Akagi線作為脛骨假體旋轉對位參考軸,尤其是當TKA術中無法準確辨清PCL止點位置時。
本研究具有以下幾點局限性:① 所有患者拍攝影像學資料時均采用仰臥位,而非下肢負重位,未考慮負重對下肢旋轉對位情況的影響;② 本研究納入的是Kellgren-Lawrence分級Ⅲ~Ⅳ級的膝關節骨關節炎患者,部分患者股骨內上凹存在無法準確辨認的情況,影響了SEA的正確建立;③ 為避免膝關節畸形對旋轉對位參考標志定位的影響,本研究只納入了內翻畸形骨關節炎患者而排除了外翻畸形患者。盡管如此,本研究通過三維虛擬軟件模擬TKA術中脛骨截骨,精確定位解剖參考標志,評估各脛骨假體旋轉對位參考軸的準確性和可重復性,有助于減少TKA術后脛骨假體旋轉不匹配的情況。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經徐州醫科大學附屬醫院醫學倫理委員會批準(XYFY2021-KL137-01)
作者貢獻聲明 陳向陽、馮碩:研究設計;張樂曙:統計分析與論文撰寫;張金成、周航:數據測量和整理;陳旺、胡正浩:資料收集和圖表制作