膝骨关节病股骨后髁偏心距和偏心率特点及其与胫骨平台后倾角相关性分析

曾俊杰 郭 艾

(首都医科大学附属北京友谊医院骨科,北京 100050)

股骨后髁偏心距(posterior condylar offset, PCO)的概念最早由Bellemans等[1]提出，并认为PCO改变是影响全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)后膝关节屈伸功能恢复的关键之一，PCO减小可能限制术后屈曲功能恢复。PCO增大则可能增大膝关节后方组织张力，限制膝关节伸直[2]。但考虑到性别、种族均可能影响PCO，研究者们[3]随后提出股骨后髁偏心率(posterior condylar offset ratio, PCOR)的概念，认为PCOR可以更好地描述不同人种、性别股骨远端解剖学特点。目前针对膝关节正常人群PCO及PCOR特点的研究[3-5]已相对充分，但PCO及PCOR是否受到膝骨关节病的严重程度影响仍有待研究。笔者假设：PCO及PCOR随膝骨关节病严重程度的增加而增大。

PCO与胫骨平台后倾角(posterior tibial slope, PTS)共同构成膝关节后间室，两者可能存在解剖学或运动学相关性。PCO及PTS的增大理论上可增加膝关节的最大屈度[1, 6-7]。但膝关节退行性改变对这种相关性是否存在影响亦有待明确，笔者假设：膝骨关节病级别越高，PCO及PCOR与PTS的相关性越小。

本研究拟通过分析不同严重程度膝骨关节病患者PCO及PCOR特点，探索疾病进展对PCO、PCOR与PTS相关性的影响，为临床医师后髁截骨量及假体型号选择、屈伸间隙平衡的把握提供一定指导。

1 对象与方法

1.1 研究对象

首都医科大学附属北京友谊医院2018年2月至2018年6月就诊的骨关节病患者205例，其中X线片质量不佳者5例，共计纳入患者200人，共361膝，其中男性63例，共112膝；女性137例，共249膝。入选标准：诊断为膝骨关节病，并具有标准正侧位影像学资料者；排除标准：①类风湿性关节炎、创伤性关节炎或痛风性关节炎等继发性骨关节病；②缺少影像学资料或正侧位片摄片效果差，难以测量者。

1.2 数据采集

通过膝关节正位片对每一例膝进行Kellgren-Lawrence分级(K-L分级)。参考Bellemans测量PCO方法[1]，同时考虑股骨前倾角的影响，在膝关节标准侧位片上距离股骨关节面10 cm处分别作股骨前后皮质的平行切线，同时作股骨后髁顶点切线，后皮质与后髁顶点切线间的垂直距离即为PCO，前皮质与后髁顶点切线间的垂直距离即为股骨远端直径(anterior-posterior dimension，ACP)，并计算PCOR(PCO/ACP)(图1)。

1.3 统计学方法

图1 后皮质与后髁顶点切线间的垂直距离为PCO，前皮质切线与后髁顶点切线间的垂直距离为ACPFig.1 The PCO was defined as the distance between the tangent of the posterior cortex of the femoral and vertex of posterior condyle ACP was defined as the distance between the tangent of posterior and anterior cortex of the femoral

PCO：posterior condylar offset；ACP：anterior-posterior dimension..

2 结果

2.1 研究对象的基本特征

200例患者平均年龄为(63.56±8.6)岁，男性平均年龄为(64.12±9.6)岁，女性平均年龄为(63.30±8.2)岁(P=0.531)。男性K-L分级为Ⅱ级者38膝(33.9%，38/112)，Ⅲ级者50膝(44.6%,50/112)，Ⅳ级者24膝(21.4%,24/112)。女性K-L分级为Ⅱ级者58膝(23.2%,58/249)，Ⅲ级者94膝(37.7%,94/249)，Ⅳ级者97膝(38.9%,97/249)。

2.2 不同性别、级别PCO、PCOR特点分析

200例患者的PCO为(29.62±2.99)mm，PCOR为0.48±0.03。男性PCO为(31.04±2.93)mm，PCOR为0.47±0.03；女性PCO为(28.99±2.79)mm，PCOR为0.48±0.03。Ⅱ级PCO为(28.99±2.46)mm，PCOR为0.48±0.03；Ⅲ级PCO为(29.88±3.22)mm，PCOR为0.48±0.03；Ⅳ级PCO为(29.82±3.03)mm，PCOR为0.48±0.03。男性女性患者不同级别PCO和PCOR测量值比较结果详见表1。

(1)PCO：男性PCO较女性更大(F=42.283，P=0.000)。且在各级别患者中均有此表现(Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ级检验值分别为F=3.907，P=0.049；F=30.773，P=0.000；F=16.506，P=0.000)。分级别比较：Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ级别患者PCO差异具有统计学意义(F=42.283，P=0.000)。而女性患者PCO整体及各级别间均差异无统计学意义。男性患者各级别差异有统计学意义(F=6.760，P=0.001)，Ⅱ级患者较Ⅲ/Ⅳ级患者明显偏小(P=0.004，P=0.008)，而Ⅲ级与Ⅳ级患者间差异无统计学意义。

(2)PCOR：男女样本人群整体PCOR差异有统计学意义(F=4.748P=0.030)，而在同级别患者男性女性成对比较中差异无统计学意义。分级别比较：Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ级患者PCOR差异无统计学意义，且同性别患者各级别成对比较中差异均无统计学意义。

ItemK-LdegreeMale(n=112)Female(n=249)FdegreePdegreeFsexPsexPCO/mmLevelⅡ29.69±2.71(n=38)28.54±2.19(n=58)LevelⅢ31.65±2.93(n=50)28.93±2.97(n=94)7.1380.00142.2830.000LevelⅣ31.90±2.58(n=24)29.31±2.93(n=97)PCORLevelⅡ0.47±0.03(n=38)0.48±0.03(n=58)LevelⅢ0.47±0.03(n=50)0.48±0.03(n=94)0.4780.6204.7480.030LevelⅣ0.47±0.02(n=24)0.48±0.03(n=97) K-L:kellgren-lawrence;PCO:posteriorcondylaroffset;PCOR:posteriorcondylaroffsetratio.

2.3 PCO、PCOR与PTS的相关性分析

男性女性PCO及PCOR与PTS均无相关性。三个级别患者PCO与PTS均无相关性。Ⅱ级患者PCOR与PTS具有相关性(r=0.2269，P=0.02)，而Ⅲ级及Ⅳ级患者并未发现类似相关性。各分类及分组相关性分析结果，详见表2。

表2 PCO、PCOR与PTS相关性分析结果Tab.2 Pearson correlation analysis between PCO/PCOR and PTS in different group

PCO：posterior condylar offset；PCOR：posterior condylar offset ratio；PTS:posterior tibial slope.

膝骨关节病的疾病进展对男性患者PCO的影响较女性更大。膝骨关节病进展所致骨质增生与骨赘形成不影响股骨远端的解剖学特点，但对股骨与胫骨后间室解剖结构的相关性有一定影响，随着疾病进展，两者原有的相关性逐渐消失。

3 讨论

3.1 分性别PCO/PCOR特点

男性患者PCO较女性更大，同时与针对我国正常人群的研究结果比较，本研究中男女PCO均更大[3]，考虑与膝骨关节病患者股骨远端骨赘形成造成测量结果偏大有关。本研究尽管整体比较提示男性PCOR小于女性，但同级别男女间PCOR均差异无统计学意义，考虑与男女患者组内各级别比例不同相关，同时与我国正常人群PCOR特点相同[3]。Kim等[8]通过相同的测量方法，发现同属亚洲人种的韩国膝骨关节病人群PCO为(24.78±2.243)mm，PCOR为0.387±0.036，其PCO及PCOR均明显小于我国正常人群及膝骨关节病患者。西方正常人群女性PCO较男性小，但PCOR同样不受性别影响[9]。由此可见，PCO可能受性别及种族差异影响，但PCOR相对稳定，是比较不同性别及不同人种股骨后髁解剖学特点的良好标准。

3.2 分级别PCO/PCOR特点

男性轻度膝骨关节病患者(Ⅱ级)PCO较重度(Ⅲ/Ⅳ级)患者更小(P=0.001)，但各级别PCOR差异无统计学意义；女性患者PCO及PCOR与膝骨关节病的严重程度并无明显关系。提示膝骨关节病的进展对男性股骨远端解剖学的影响较女性更大，对于重度骨关节病患者，关节畸形并不影响股骨后髁解剖学特征。

了解重度膝骨关节病PCO及PCOR的特点可能影响TKA术中后髁截骨量的把握及假体型号的选择。TKA术后PCO的增大或减小均可能影响术后膝关节屈伸功能的恢复[1-2]。对于后交叉韧带保留型TKA，Song等[10]认为PCO的改变并不影响术后最大屈度，后交叉韧带功能不良是影响术后膝关节屈曲功能的因素[11]。但更多研究[1，12]显示PCO减小是造成术后最大屈度减小的重要因素。Bellemans等[1]发现术后PCO每减小1mm，术后最大屈度减小6.1°。Massin等[12]得出相似结论：术后PCO每减小3mm，术后最大屈度减小10°。对于后稳定型TKA，有研究[8,13-14]显示PCO与术后最大屈度无关。后稳定型假体自身存在部分后滚，可能是减小PCO影响的原因[14]。但有研究[13，15]证实术后PCO的减小将造成TKA术后最大屈度减小，并且PCO的减小可能引起术后髌骨弹响综合征，造成术后满意度不佳。因此TKA术中保留或恢复PCO可能使患者获益更多。就本研究结果分析，男性重度膝骨关节病患者TKA术中即使后髁截骨量稍大或选择较小型号假体，术后PCO减小小于2 mm(Ⅲ级及Ⅳ级PCO平均值与Ⅱ级PCO平均值的差值)，并不会造成实际PCO的减小。而对女性患者若要恢复PCO则须保证后髁等量截骨。

3.3 PCO/PCOR与PTS相关性

正常膝关节屈曲时，股骨后髁向后方滑动(Roll-back)，伴随胫骨平台一定程度的后倾，这种运动学及解剖学特点可协同延迟胫骨后缘与股骨后皮质的撞击，保证膝关节的深度屈曲。Massin等[12]发现TKA术后不仅PCO减小可影响术后最大屈度，PTS的减小也有类似效应，PTS减小5°最大屈度随之减小5°。这提示两者在维持膝关节良好屈曲功能中可能具有协同作用。Weinberg等[16]也证实了内外侧PCO与对应PTS的相关性。Cinotti等[7]通过膝关节MRI分别测量内外侧PCO与PTS，发现仅内侧PCO与PTS存在相关性。膝关节内轴型运动模式以及内侧胫股关节更加紧张可能是造成内外侧差异的原因。本研究仅发现PCOR与PTS具有相关性，且与疾病影像学严重程度有关。考虑到PCOR并不受疾病严重程度影响，因此膝骨关节病的进展对胫骨侧的解剖学影响大于股骨侧，也部分验证了笔者的假设：关节病的进展可能逐渐造成PCOR与PTS相关性的缺失。而这与重度骨关节病患者膝关节功能受限是否有关还有待进一步说明。

本研究同样存在限制性：①本研究样本量理论上足够，但缺少分级为0或Ⅰ级的患者，同时女性患者中各级别占比分布以重度骨关节病患者为多，可能造成误差。②从测量方法来讲，本研究参考Bellemans的测量方法，将内外侧髁重合通过X线平片进行测量，但由于内外侧髁及内外侧胫骨平台解剖学上并不完全相同，内外侧髁重合必定造成股骨存在旋转，通过X线侧位片测量时可能受到股骨旋转的影响。同时本研究未能计算后髁软骨厚度，PCO的测量值较真实值偏小。

男性重度膝骨关节病者可能具有更大的PCO，男性患者TKA术中后髁截骨稍大或选择较小型号假体并不一定减小PCO。PCOR不受性别及疾病严重程度的影响，膝骨关节病的进展并不影响股骨远端后间室解剖特性，但可能造成股骨与胫骨后间室解剖学及运动学联系缺失。