計算機x攝影測量正常成人下肢負重軸線

1、<p>　　計算機X攝影測量正常成人下肢負重軸線</p><p>　　作者：溫宏，胡月正，陳成旺，張宇，史建靖</p><p>　　【摘要】 目的:用計算機X攝影和數(shù)據(jù)處理獲得正常成人下肢負重軸線。方法:選擇平均年齡為25歲的志愿者160人，男女各80例。志愿者的篩選標準：沒有下肢疾病、畸形和手術(shù)病史，步態(tài)正常，沒有下肢疼痛和活動功能障礙等病史。兩下肢站立負重位，髖、膝、踝各攝

2、片1次，由計算機軟件合成得到下肢全長圖像，并計算出下肢負重軸線角（A角）、脛骨內(nèi)傾角（B角）和負重軸線與股骨解剖軸線之間的夾角（C角）。結(jié)果:男女A角各為（178.5±1.7）°和（179.0±1.5）°，即存在輕度的內(nèi)翻；男女B角分別為(94.1±1.8)°和(94.1±1.2)°，即男女的膝關(guān)節(jié)線都有大約4 °左右的內(nèi)傾；男女C角各為(5.7&

3、#177;0.6)°和(5.8±0.7)°。結(jié)論:本研究得到的男女A角和C角與國外報道的西方人數(shù)據(jù)差異沒有顯著性。但男女膝關(guān)節(jié)B角要大于西方人B角，這可能是中國人容易發(fā)生膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的主要原因。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 計算機X攝影；軸線；下肢</p><p>　　Abstract: Objective: To obtain weight-be

4、aring axial alignment of the lower extremities in normal adult with computerized radiography and data processing. Methods: The mean age of 80 male and 80 female volunteers was 25-year-old. Screening criterion of these vo

5、lunteers was no any disease，deformity， surgical history， abnormal gait， pain and motive dysfunction of the lower extremities. A weight-bearing radiograph of both lower extremities was made with the X-ray beam centered at

6、 the hip， knee and </p><p>　　Key words: computerized radiography；axial alignment；lower extremity</p><p>　　下肢負重軸線是否正常直接影響膝關(guān)節(jié)的負荷傳導(dǎo)，正常的下肢負重軸線方可達到膝關(guān)節(jié)負荷的合理分配，軸線的異常改變會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)負荷分配的的變化，其結(jié)果是膝關(guān)節(jié)一側(cè)的關(guān)節(jié)軟骨

7、承受過大的應(yīng)力，導(dǎo)致軟骨的逐漸磨損，這種情況是膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病的主要原因之一。為了達到膝關(guān)節(jié)矯形手術(shù)或全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的理想療效，術(shù)后下肢負重軸線是否恢復(fù)正?；蚪咏Ｖ陵P(guān)重要。目前我國使用的正常成人下肢負重軸線數(shù)據(jù)主要參考國外的數(shù)據(jù)資料[1，2]。不同種族是否會存在軸線數(shù)據(jù)的差異，作者對160位正常國人下肢軸線進行計算機X線攝片和測量，將測量得出的數(shù)據(jù)進行分析，并與國外的數(shù)據(jù)進行比較。</p><p><

8、b>　　1 對象和方法</b></p><p>　　1.1 測量對象 選擇年齡20～30歲的志愿者160例，男女各80例，平均年齡25歲。志愿者的篩選標準：沒有下肢疾病、畸形和手術(shù)病史，步態(tài)正常，沒有下肢疼痛和活動功能障礙等病史。</p><p>　　1.2 攝片技術(shù) 采用德國愛克發(fā)公司的計算機X攝片機，配備能容納3個36 cm×43 cm暗盒的托座，

9、包括37 cm×128 cm定位板及39 cm×127 cm防散射光柵。被攝片者均取站立位，以獲得準確的負重力線[3]，雙膝伸直，髕骨朝向前方，膠片距2.5 m，曝光條件為50 mv.s，70～80 kv。中心線位置在于膝關(guān)節(jié)水平行一次性曝光攝片。攝取的圖像數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)愛克發(fā)ADC全腿軟件系統(tǒng)處理，將3組IP圖像組合，自動矯正各種誤差和變形，生成精確度極高的下肢全長圖像（見圖1）。</p><

10、;p>　　1.3 測量方法 在計算機PACS系統(tǒng)上打開已合成完畢的下肢全長圖像。用摩西圈（Mose circle）確定股骨頭中心點（A點）。分別點擊確定脛骨內(nèi)外側(cè)平臺軟骨下骨最低點，連接這兩點生成的連線為膝關(guān)節(jié)橫軸，再點擊此橫軸在脛骨內(nèi)外側(cè)交界點，系統(tǒng)自動平分這兩點后得到膝關(guān)節(jié)中心點（B點）。用同樣方法獲得距骨踝關(guān)節(jié)軟骨下骨中心點，定為踝關(guān)節(jié)中點（C點）。連接ABC三點為理論上的下肢負重軸線。在股骨干上確定兩個中心點：點擊股骨

11、上下占交界處的內(nèi)外側(cè)皮質(zhì)生成一橫線，計算機自動平分此線得到股骨髓腔中點用同樣方法確定股骨膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面上方10 cm處髓腔中點。兩點之間的連線為股骨解剖軸線。</p><p>　　由計算機測量出3個角度：A角為負重軸線在膝關(guān)節(jié)處的內(nèi)側(cè)角（見圖1）；B角為脛骨軸線與膝關(guān)節(jié)橫軸形成的外下角（脛骨內(nèi)傾角）（見圖2）；C角為負重軸線和股骨解剖軸線之間的夾角(見圖3)。</p><p><b&g

12、t;　　2 結(jié)果</b></p><p>　　將計算機測得的數(shù)據(jù)分成男女兩組，每組各80例。測量的數(shù)據(jù)詳見表1。</p><p>　　從表中發(fā)現(xiàn)男女A角為178 °左右，并非理論上的180 °。這說明正常人下肢負重軸線不是通過膝關(guān)節(jié)中點，應(yīng)在膝關(guān)節(jié)中點偏內(nèi)側(cè)，即膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)室負重要大于外側(cè)室。B角為94 °左右，說明脛骨的關(guān)節(jié)面橫軸與縱軸不是相互垂

13、直，有4 °的內(nèi)傾角，要大于國外報道的3 °內(nèi)傾角[1]。男女C角分別為5.7 °和5.8 °，與國外報道的一致。</p><p><b>　　3 討論</b></p><p>　　下肢負重力線的不正可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)負重的不平衡，其結(jié)果是膝關(guān)節(jié)一側(cè)的過度負重，這是發(fā)生膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的主要原因之一。確定標準的下肢力線是評價和

14、預(yù)測下肢矯形手術(shù)療效的重要依據(jù)，尤其在進行全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，重建正常的力線是手術(shù)的基本原則。我國一直以來都參照Moreland等[1]用手工方法對西方人測量的下肢力線數(shù)據(jù)。另外，1990年Hus等[2]也報道了類似的研究。2000年Tang等[4]報道了男女各25例的下肢軸線的測量，其測量方法與Moreland的方法相同。另外吳其常等[5]也做過下肢軸線的測量，但測量的片子并非拍攝于下肢負重位，而且采用多張片多次曝光拼湊而成，不能真實

15、地得出下肢負重軸線數(shù)據(jù)。國內(nèi)還有一些學(xué)者也曾報道過下肢力線的數(shù)據(jù)，但測量的對象為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的患者，不能代表正常的下肢力線。</p><p>　　本研究采用計算機X攝片，并安裝了獨特的全下肢成像軟件，在站立負重位一次性曝光拍得的3張片子圖像經(jīng)該成像軟件處理后，得到了幾何上完全連續(xù)、高精確度和高清晰度的下肢全長骨骼圖像。數(shù)據(jù)由計算機自動測量得出，故精確度極高，避免了由手工測量造成的誤差。</p>

16、<p>　　本研究得到的男女A角（下肢軸線角）各為(178.5±1.7)°和(179.0±1.5)°，C角（股骨解剖軸和股骨機械軸之間的夾角）各為(5.7±0.6)°和(5.8±0.7)°，與Moreland等[1]和Tang等[2]報道的數(shù)據(jù)差異沒有顯著性。但男女B角（脛骨機械軸和膝關(guān)節(jié)橫軸所形成的外下角）測得的度數(shù)分別為(94.1±1

17、.8)°和(94.1±1.2)°，即男女脛骨平臺在冠狀位上約有4 °左右的內(nèi)傾。西方學(xué)者曾提出膝關(guān)節(jié)平面相對于脛骨機械軸有3 °的內(nèi)傾[5，6]，并提出膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中將股骨假體3 °外旋放置； Moreland等[1]的數(shù)據(jù)顯示同樣的度數(shù)，而Hsu等[2]測得的西方人度數(shù)為：男1 °，女0.1 °。這些數(shù)據(jù)與我們的實驗結(jié)果不同。但Tang等[4]報道香港人膝

18、關(guān)節(jié)的內(nèi)傾角大約在5 °。根據(jù)實驗結(jié)果，筆者建議在進行全膝關(guān)節(jié)置換時，對股骨截骨時，將截骨板置于外旋4 °位可能更能獲得接近矩形的屈膝間隙，更符合中國人膝關(guān)節(jié)的生理狀態(tài)。</p><p>　　中國是膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的高發(fā)地區(qū)，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率要明顯高于髖關(guān)節(jié)，膝髖骨性關(guān)節(jié)炎兩者的比例大約為(15～30):1，要比中東地區(qū)的3:1[6]和瑞典的1:2[7]明顯要高。臨床上以膝內(nèi)翻為主的骨關(guān)

19、節(jié)炎多見，這應(yīng)與本研究發(fā)現(xiàn)的下肢負重軸線約178 °內(nèi)側(cè)角（A角）和脛骨存在內(nèi)傾角（B角）有關(guān)。中國人脛骨平臺的明顯內(nèi)傾可能是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的高發(fā)的主要原因，這個問題有待進一步證實。</p><p><b>　　【參考文獻】</b></p><p>　　[1] Moreland JR, Bassett LW, Hanker GJ. Radiographic

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