胫骨扭转角的测量及其相关研究进展
【摘要】 胫骨扭转角是人体胫骨生理解剖的固有角度。其存在已为广大的临床工作者所认识。但对其后天形成机制和对部分临床疾病关系的研究尚处于初步阶段。近年来随着胫骨扭转畸形这一概念的提出人们对胫骨扭转角度日见重视，本文旨在概括其测量方法及其相关研究进展。
【关键词】 胫骨; 胫骨扭转角; 扭转畸形
Anglar measure of tibial torsion and advancement of correlated research∥ZHANG Cheng-qi, ZHANG Zhi-gang.The 208th Central Hospital of PLA, Changchun 130062, China
Abstract:The angle of tibial torsion is an inherent angle in human bodies. The angle has been to knew of clinical workers. But the research of mechanism for angle of tibial torsion and relationship with some disease still in initial stage. Recent years, the angle of tibial torsion has been noticed with the concept of torsionaldeform appearance. This paper summarizes measurement of the angle of tibial torsion andits advancement of correlated research.
Key words：tibia; angle of tibial torsion; torsional deform
正常人的胫骨存在着一定的扭转角度，胫骨扭转角最早是由Le Damany定义为胫骨近端关节面的横轴线与胫骨远端关节面的横轴线在冠状面上的夹角。以往临床上往往忽视了胫骨扭转角度的异常所引起的下肢疾病，并不为临床医师所重视，其测量方法亦多种多样。根据报道，胫骨扭转角的测量有尸体解剖法、临床体检法、放射影像法。并且有学者提出了扭转畸形这一新概念(即：个体扭转角与正常人群平均值相差2倍标准差以上)，通过研究发现其与一些临床疾病的关系非常密切。
1 胫骨扭转角度的测量方法
胫骨扭转的检测方法可以分为三类：一是直接进行尸体测量，二是通过临床检查进行间接评估，三是利用CT进行影像学检测。尸体解剖法具有直观准确的优点，但脱离整体且不能在活体中进行，临床应用较少;临床体检法可反复直接测量活体，简捷无伤害，但因很难找到精确的骨性标志点而欠准确，普通X线片仅能提供重叠平面像，测量复杂且不准确。而CT的应用集合了上述3种方法的优点，使扭转角的测量既方便又准确，能随意选取参照面，且所有扫描平面均与胫骨长轴垂直，角度能在一张CT片上直接量取，这是其他方法所无法做到的。另外，CT通过定位在测量区域获得一系列断面，重组后可恢复成立体裸骨，测量起来就象测量尸体骨一样直观，加上没有重叠，没有伪影，重复性好，因而是准确可信的。故目前CT被认为是检测胫骨扭转角度的金标准[1]。
CT测量胫骨扭转角需保证胫骨长轴与扫描弧垂直，近端取胫骨平台关节面下2～10 mm区域内任一扫描平面，测量轴线可选择胫骨髁后缘切线或胫骨横轴，Yagi证实此区域的胫骨髁形态几乎相同，测量值最大相差3°。Echoff利用CT三维重建技术发现胫骨上端20 mm区域内测量值差异无显著性意义;远端测量轴线多数选择踝关节面水平的内外踝横轴线，少数人选择胫骨远端横轴。体位：患者仰卧于CT扫描床上，身体长轴与扫描弧垂直，膝关节、髋关节完全伸直，双膝关节处用绷带固定，确保髌骨位于中立位。踝关节下垫沙袋使胫骨长轴成水平。
2 胫骨扭转角度的正常测量值
单淘等[2]对长春、通辽两地出土的男71副，女56副成人干燥胫骨测量，胫骨远近端横轴扭转角均值男性16.0°，女性18.2°，其性别差异无显著性意义，但侧别差异有显著性意义，为女性大于男性。郑靖中等对男100根、女100根西安地区人干燥胫骨的人类学研究结果显示，胫骨远近端横轴扭转角男性16.1°，女性16.8°，其性别差异无显著性意义，但侧别差异有显著性意义，不论男女性均为右侧大于左侧。该文作者没有对胫骨扭转角的侧别差异原因作进一步分析，SeberS等[3]用CT测量50例男性胫骨远近端横轴扭转角，平均值为29.1°(左)，30.9°(右)，其侧别差异无显著性意义。Strecker使用CT测量355个成年人下肢的扭转角度，其中胫骨间内扭转24.1°±17.4°，胫骨向外扭转34.9°±15.9°，Strecker认为该结果对计划准确的截骨术有帮助。黄煌渊等经过测量后认为国人的胫骨扭转角度平均为23.5°，正常范围为13.5°～33.5°之间。大于或小于这个范围均为扭转畸形。笔者倾向于此测量范围。
国内外对胫骨远近端横轴的扭转形态研究较多，从上述结果可以看出国内不同地区人群胫骨远近端横轴的扭转角度明显接近，但国人的数据与国外的结果明显不一致。
3 胫骨扭转角度异常的后天形成机制
有学者认为痉挛性脑瘫亦可导致胫骨扭转角度的改变。有关正常胚胎至骨发育成熟期间胫骨旋转演变的CT研究发现，胚胎生命早期胫骨处于增大的外扭转状态，随着生长发育逐渐减小;新生儿出生时，胫骨呈现内扭转状态;尔后胫骨外旋转发育，直至骨骼发育成熟时平均胫骨外扭转达15°。临床观察发现，脑瘫儿这种能力明显不足甚至障碍，认为痉挛性肌力与肌张力失衡是其扭转致畸的动力源。但不像股骨内扭转病因那样明确系臀中小肌、髋内收肌、乃至腘绳肌功能异常所致，即有内扭转又有外扭转表形的胫骨畸形可能其动力机理更复杂，缺乏广泛一致的观点。除肌痉挛外，生长发育中近侧膝以上、远侧足踝错误力线下的负重，可能也是胫骨扭转的力学原因之一[4]。
王飞等[5]的研究表明胫骨高位外翻截骨并截骨远端前置内移术的手术可以导致胫骨扭转角度的改变。手术前后的胫骨扭转角度相比较具有统计学意义。
4 胫骨扭转角度异常与下肢疾病的关系
4.1 胫骨扭转角度异常对膝关节的影响 下肢的力线异常导致膝关节生物力学的改变是膝关节骨关节炎发生的重要机制。依据X线片，众多学者对二维平面内的下肢畸形作了广泛而深入的研究，如内翻、外翻等冠状面轴向畸形导致骨关节炎已被阐明并被大家所接受，而对三维空间内的肢体畸形研究者甚少。肢体扭转角是一个三维空间内的概念。过去由于缺少有效的测量手段，临床研究非常困难。近年来，由于测量手段的改进，尤其是CT在骨科领域内的广泛应用，为扭转角的深入研究奠定了基础，提出了扭转畸形这一新概念，并发现其与骨关节炎的关系非常密切。Takai等认为股骨扭转角过大可诱发髌股关节骨关节炎，扭转角过小与膝关节内侧病变密切相关;Turner则证实胫骨扭转角过小及向内扭转易出现全膝骨关节炎;Yagi报道，膝关节内侧疼痛的骨关节炎患者，其胫骨扭转角远小于正常人，且胫骨扭转角越小，骨关节炎程度越重。Yagi测量正常日本成人的胫骨扭转值为23.5°，而患有内侧间室骨关节炎日本人胫骨扭转值明显减少，平均为11.3°，骨关节炎的严重程度与胫骨外向扭转角度降低具有显著相关性。黄煌渊、张权、祝瑞江等的研究提示胫骨向外扭转畸形是髌股关节病变的一个重要因素。其主要机制可能为：胫骨扭转畸形扰乱了髌股关节的正常序列结构，使其生物应力分布失常，导致髌股关节软骨的退变衰老。髌骨是伸膝装置的杠杆支撑点，通过髌腱与胫骨上端相连接，当胫骨过度外旋时，为维持正常步态，髋关节、膝关节、踝关节分别出现内翻、内旋等变化，髌骨倾斜，Q角增大，髌股关节面应力负荷不均匀，致使关节软骨发生失水、硬化、龟裂、隐含免疫物外露、继发免疫反应、变性等一系列病理改变，终致软骨软化或骨关节炎形成。有报道胫骨扭转角度的变化可能与骨关节炎很多临床特点密切相关。内翻畸形的膝关节常合并屈膝挛缩畸形，可能因为胫骨外向扭转角度减少，膝关节和足踝关节有代偿性外旋倾向，在站立时，患膝常处于屈膝位来尽量的保持内旋位置，避免伸膝时胫骨和股骨之间因“扣锁机制(screwhome)”发生解剖性外旋，长时间屈曲位导致屈膝挛缩畸形。而外翻畸形的膝关节与之相反，因为胫骨外向扭转增大，所以合并屈膝挛缩的情况较少。内翻畸形的膝关节胫骨外向扭转角度降低，胫骨平台相对外旋，力学负荷多作用于内侧间室，所以骨赘形成或骨缺损经常发生在胫骨平台的前内侧方向，而外翻畸形的膝关节骨赘形成和骨缺损多发生在胫骨平台的后外侧面。
4.2 胫骨扭转角度对人工膝关节置换的影响 对于人工膝关节置换手术，胫骨假体与股骨假体之间旋转对线情况是影响术后关节功能的一个重要因素。为了使胫骨假体达到良好的旋转对位，临床常常以胫骨结节内1/3作为。孙铁铮[1]的研究表明，无论对于内翻畸形还是外翻畸形，胫骨存在扭转畸形的情况下，胫骨结节内1/3相对于股骨内外上髁轴线均发生明显外旋，相对于双踝轴的位置没有明显改变。因此，如果选择胫骨结节内1/3作为胫骨假体旋转对位标志，胫骨假体相对于股骨假体将发生明显外旋，导致术后胫骨和足尖发生代偿性内旋。即使在伸直位韧带平衡情况下安装胫骨假体，术后与术前相比较，胫骨结节内旋8°左右。如果TT-AA角小于15°。膝关节置换术后将造成“内八字足”，使左、右足发生撞击，不但影响行走，而且使胫骨平台衬垫和股骨假体之间产生很高的剪切力，导致衬垫磨损，从而影响人工关节假体的寿命。
5 胫骨扭转畸形的
黄煌渊等[6]经过测量后认为国人的胫骨扭转角度平均为23.5°，正常范围为13.5°～33.5°之间。大于或小于这个范围均为扭转畸形，需要进行矫正。矫正的方法主要是通过胫骨旋转截骨矫形术。截骨平面一般选定在胫骨结节下2 cm处，截骨后旋转胫骨远端后进行钢板内固定并积极矫正足部畸形，最大限度的恢复下肢正常的负重力线，减少患者远期畸形复发。
综上所述，胫骨扭转角度已为广大临床医师逐渐认识，其测量方法随医疗技术的亦有所改进。胫骨扭转角度异常的后天形成机制被初步认识，但就其所引起疾病的研究国内尚局限于膝关节，对足踝疾病的影响未见报道，有待进行进一步的研究。
【参考文献】
[1] 孙铁铮，吕厚山，等.膝关节骨关节炎患者胫骨扭转角度的异常及临床意义[J].中华关节外科杂志，2007，4：230-232.
[2] 单涛，丁士海，丁洲.国人胫骨的测量与性别判别的分析[J].人类学学报，1996，2：135-144.
[3] Seber S, Hazer B，Kose N,et al. Rotational profile of the lower extremity and foot progrssion angle: computerized tomographic examination of 50 male adults [J]. Arch Orthop Trauma Surg, 2000,5:255-258.
[4] 陈哨军.痉挛性脑瘫胫骨扭转矫形外科治疗进展[J].矫形外科杂志，2005，13：1024-1025.
[5] 王飞，陈百成，高石军，等.胫骨高位外翻截骨并截骨远端前置内移术后胫骨内旋[J].中华骨科杂志，2006，2：296-298.
[6] 黄煌渊，张权，祝瑞江，等.髌股关节疼痛患者的胫骨扭转角CT测定[J].中华骨，1998，2：94-96.
