国人髌骨解剖标志点在髌骨置换截骨中意义★

张磊，刘忠堂，李彬，林祥波，钱齐荣，吴宇黎，吴海山

课题背景：由于国人膝关节生理参数与欧美人种的差异等原因，是否进行髌骨置换仍有较大争论，置换后较高的并发症给医生和患者带来的心理挫折也是影响其应用的主要原因。多数学者认为：这种并发症除与置换技术因素有关外，还与保留的髌骨骨床厚度有很大关系。

应用要点：实验利用国人髌骨的解剖标志点，进行徒手的髌骨截骨，获得了精确的截骨数据，是一种操作简单的手术技术，减少手术时间，为临床髌骨置换中的髌骨截骨提供了可靠方法，从而有可能进一步减少置换后并发症。

相关链接：国人髌骨的厚度与西方人的不同，截骨残存厚度及解剖标志点这一根本性的基础研究可以进一步减少髌骨置换后并发症。文献资料显示除了利用髌骨截骨导板技术，徒手的髌骨截骨成为目前研究的方向之一。

上海长征医院骨科，上海市 200003

张磊★ 男，1976年生，安徽省亳州市人，2007年解放军第二军医大学毕业，硕士，主治医师，主要从事关节外科研究。
doc-zl@163.com

摘要：
目的：全膝置换中进行正确的髌骨截骨是减少置换后髌骨并发症的重要因素，实验利用正常国人髌骨解剖标志点，探讨其在国人髌骨置换髌骨截骨中的意义。
方法：实验于2006-06/2007-01在上海长征医院关节外科完成。①实验材料：成人尸体50膝（由解放军第二军医大学提供）。②实验过程：采用标准的膝关节正中皮肤切口入路打开关节腔，外翻髌骨，测量髌骨厚度，暴露髌腱外缘髌骨止点及股四头肌内、外缘的髌骨止点，美兰标记，由同一位医师利用摆锯截骨。③评估：测量截骨前髌骨厚度及截骨后残存髌骨厚度。
结果：髌骨截骨前平均厚度为（23.39±1.19）mm，残存髌骨的平均厚度为（13.83±1.04）mm，大于12 mm的要求（文献报道的国人髌骨截骨术后残余厚度应大于12 mm，P < 0.05）。
结论：利用髌腱外缘及股四头肌内、外缘作为截骨的解剖标志点进行国人的髌骨截骨，残余髌骨厚度满足髌骨假体置换的要求，是适合国人解剖特点的髌骨截骨标志点。
关键词：髌骨；解剖标志；关节成形术，置换；组织构建

张磊，刘忠堂，李彬，林祥波，钱齐荣，吴宇黎，吴海山.国人髌骨解剖标志点在髌骨置换截骨中意义[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(17):3241-3244 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-17/17k-3241(ps).pdf]

中图分类号: R681
文献标识码: B
文章编号: 1673-8225
(2008)17-03241-04

Precision and accuracy of Dpx-MD type Dual-energy X-ray absorptiomerty in measuring the vertebral phantom

Abstract
AIM: Accurate patellar resection in total knee arthroplasty can reduce patellar complications after surgery. This study explored the anatomic characters in freehand resection of the patella during total knee arthroplasty in Chinese.
METHODS: The experiment was performed at Department of Joint Surgery, Shanghai Changzheng Hospital from June 2006 to January 2007. Fifty patellae of adult cadavers were provided by Second Military Medical University of Chinese PLA. Articular cavity was exposed by standard knee medial incision. Patella was resected with saw using three marks: the lateral attachment of the patella tendon distally and the two edges of the quadriceps tendon proximally. The patellar thickness was measured pre- and post-resection.
RESULTS: The mean thickness of patella was (23.39±1.19) mm before resection, and (13.83±1.04) mm after resection, which met the demand of 12 mm for patellar resurfacing arthroplasty during total knee arthroplasty in Chinese (P < 0.05).
CONCLUSION: The three marks (lateral attachment of the patella tendon distally and the two edges of the quadriceps tendon proximally) are safe to be used in freehand resection of the patella in Chinese.

Zhang L, Liu ZT, Li B, Lin XB, Qian QR, Wu YL, Wu HS.Significance of anatomic characters of patella in Chinese during total knee arthroplasty. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(17):3241-3244(China) [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-17/17k-3241(ps).pdf]

0 引言

全膝关节置换术已成为治疗各种严重膝关节病变成熟的治疗措施之一。对于全膝关节置换术中是否进行髌骨置换仍存在较大争论，除某些客观因素外，术后较高的并发症给医生和患者带来的心理挫折也是影响其发展的主要原因之一。如何进行术中精确的髌骨截骨成为学者重视的焦点，本实验通过对尸体标本的髌骨进行利用髌腱外缘及股四头肌内外缘作为截骨的解剖标志点截骨，测量术后髌骨残存厚度，了解此标志点对于国人髌骨截骨的定位的可行性，以为临床提供一种简单并且精确的髌骨截
骨方法。

设计：单一样本观察。
单位：上海长征医院关节外科。
材料：实验于2006-06/2007-01在上海长征医院关节外科完成。选择国人成人50膝尸体标本（由解放军第二军医大学提供）。
设计、实施、评估者：均为第一作者，受过正规培训。
技术路线：采用标准的膝关节正中皮肤切口入路打开关节腔，外翻髌骨，测量髌骨厚度，暴露髌腱外缘髌骨止点及股四头肌内、外缘的髌骨止点，美兰标记，以3个解剖学标志点作为截骨平面，由同一位高年资主治医师利用摆锯截骨，必要时对初次截骨进行修正。测量截骨前髌骨厚度及截骨后残存髌骨厚度。
主要观察指标：髌骨截骨前后厚度。
统计学方法：由第一作者应用SAS软件进行t检验。

髌骨截骨前后厚度：本组髌骨截骨前厚度为：21~ 26 mm，频数分布见图1，2，平均厚度为（23.39± 1.19）mm，髌骨截骨后髌骨平均残余厚度为（13.83±1.04）mm，截除髌骨厚度为（9.56±0.36）mm。与徐斌等[1]人报道的国人髌骨截骨术后残余厚度应大于12 mm比较，差异有显著性（P < 0.05）。

虽然全膝关节置换术在国内得到了较快的发展，国人膝关节置换的技术日渐成熟，治疗严重膝关节骨性关节炎和类风湿性关节炎病变，重建了膝关节功能。髌骨置换与否仍是当今关节外科争论的主要焦点之一，髌骨置换术后患者的疗效差异以及髌骨置换术后较多的并发症是大家争论的主要依据。精确的手术技术以及符合解剖的假体设计是获得良好疗效和减少并发症的主要措施之一，髌骨厚度的保持是避免髌骨并发症的重要因素，因此，作者对于髌骨置换术中髌骨的截骨技术进行了相关解剖学测量，以求解决髌骨截骨的相关问题。
3.1 髌骨置换的选择临床使用的多是三间室全膝关节置换术，不置换髌骨，术后膝关节疼痛和失败的可能性较大，但髌骨置换的全膝关节置换术的髌股关节并发症也较多，所以，也有人不主张常规置换髌骨，对于是否置换，没有统一的标准，不同学者有不同的意见：
Wood等[2]对220膝进行了至少3年的随访研究后发现，髌骨置换患者在膝前痛和下楼梯能力方面要优于没有置换髌骨的患者。Han等[3]也认为全膝关节置换术术后不应将髌股关节的症状均归因于初次手术时是否置换了髌骨。Waters和Bentley[4]对474膝全膝关节置换术进行了随机临床研究显示不置换髌骨时膝前痛的发生率为25.1%，置换髌骨后膝前痛的发生率为5.3%。Burnett等[5]认为行髌骨置换的膝关节和未置换髌骨的膝关节，因髌股关节问题而行翻修的比例无差异。而Forster[6]的研究结果却不同：未置换髌骨的膝关节因髌股关节问题而接受二次手术的比例明显高于髌骨置换的膝关节（P =0.003）。Robertson等[7]利用27 372例全膝关节置换术对髌骨置换与否问题进行研究，无论是骨性关节炎患者还是类风湿性关节炎患者，全膝关节置换术中未置换髌骨患者的满意度通常低于置换髌骨的患者。未置换髌骨的患者其满意度并未随时间推移而下降，而髌骨置换的患者满意度随时间的推移而下降。
许多作者认为：与髌骨置换的全膝关节置换术相比，未置换髌骨的全膝关节置换术也可获得满意的临床效果。Barrack等[8]报道他们对89例全膝关节置换术进行至少5年的随访，结果证明髌骨置换与否在KSS疼痛评分和髌股关节的功能方面无明显差异性，认为如果部件放置合理、肢体对线良好、膝关节的韧带和伸膝装置得到良好的平衡，那么无论髌骨置换与否，多数全膝关节置换术手术均可获得良好效果。Burnett等[9]的随访研究以及在术后10年时的随访结果显示，全膝关节置换术中髌骨置换与否无统计学差异。在两组患者中，最后一次随访时，术前无前膝痛的患者术后均未发生膝前痛。术后10年时，两组患者在影像学表现、翻修率、膝前痛、患者满意度以及膝关节功能均无差异性。Nizard等[10]的临床研究结果也证实了这一点。
因此，一般认为髌骨置换的适应证[11]为：髌骨宽厚、髌骨畸形、术前髌前疼痛严重、多次手术关节、疼痛类型复杂以及部分骨质较好的类风湿关节炎患者。
3.2 髌骨置换的并发症以及原因髌骨置换的并发症发生率为4%~50%，主要表现为髌骨骨折、伸膝装置破裂、骨坏死、无菌性松动、不稳和脱位、髌股关节过度填塞、灾难性失败、髌骨假体磨损、髌骨弹响征等。其原因主要考虑两方面：假体设计和手术技术。全膝关节置换术后髌骨的接触特性、稳定性越接近于正常膝关节，则结果越满意。无论手术是否置换髌骨，全膝关节置换术后的髌股接触面积均明显减少，接触压增高，髌骨的运动轨迹发生改变，并与假体的种类有关。髌骨及股骨假体的设计均影响接触面积和髌骨运动轨迹，不对称设计的滑车沟及较深的滑车沟对髌骨产生的压力及剪力较小。加深的滑车沟提供了与正常膝关节相似的髌骨轨道。手术技术方面，胫骨、股骨以及髌骨假体放置的位置都会影响髌骨的运动轨迹和髌股接触压力改变，髌骨不对称截骨可引起髌骨轨迹异常，髌股并发症的发生率很高，52%的患者需要翻修或有膝前痛[12]。Oishi等[13]的研究表明髌骨厚度的增加会增大骨-假体间的剪切力，尤其是在屈膝超过45°时，同时它使髌周软组织紧张，增加了髌股间的压应力。目前比较一致的看法是置换后的髌骨厚度应略小于术前厚度。手术入路可能影响股内侧肌与股四头肌腱的腱性联合，削弱了内侧牵引力，髌骨有潜在脱位的危险。
3.3 国人髌骨截骨面解剖标志点的研究及意义髌股关节是全膝关节置换术后影响患者满意度、膝关节活动度和结果的重要因素[14]。很多学者术中不进行髌骨置换的很大一部分原因是技术因素引起术后并发症增多或考虑到过程繁琐延长手术时间[15]，因此，如果能找到一种准确和快速的髌骨截骨方法，就能解决髌骨置换的关键问题－截骨，从而进一步减少全膝置换术后髌骨相关并发症。
髌骨厚度的保留将很大程度上影响髌骨置换术后的疗效，术后髌骨过薄或过厚都会比未置换髌骨或保持原有髌骨厚度的假体置换与股骨髁假体接触面减小，引起应力集中，无论置换后髌骨过薄或过厚都会导致髌骨骨折，另外髌骨过薄还会出现伸膝无力及关节前后不稳。髌骨过厚会引起屈膝张力过大导致屈膝受限，术中切口张力过大，术后出现缝线断裂并导致髌骨向外侧半脱位。切骨不对称则使聚乙烯负荷过大和磨损。Bengs等[16]研究认为：髌骨厚度每增加2 mm，被动屈曲将减少3°，从而认为髌骨假体总厚度应适应髌股关节，髌骨置换应尽量恢复原有髌骨厚度。过多的髌骨截骨会导致前方应力增加，接触面积减少，引起髌骨骨折及伸膝无力的表现。髌骨的不对称截骨发生率很高，常见内侧切骨较少，导致髌骨外倾，从而导致髌骨半脱位。Rand[17]发现：髌骨不对称切骨及倾斜分别为18%和10%。因此，正确的髌骨截骨是减少术后并发症的重要因素。
如何进行正确的髌骨截骨始终是困扰国内外学者的难题，测量术前髌骨厚度，参考髌前及关节面理论上可以得到很好控制，遗憾的是髌骨面的病变及磨损可能导致参考困难。选择髌前可能导致切骨错误，特别是软组织覆盖时，导致截骨过多。截骨板的应用可以获得良好结果，但截骨板的放置受股四头肌及髌腱的限制，由于髌骨形状辨别不清，在冠状面准确切骨更困难，可导致内侧关节面切骨较少和倾斜切骨，另外，过于复杂的截骨导板使切骨工具应用困难，浪费时间，术中损伤较大。
Ledger等[18]研究证实：采用3个解剖标志点控制髌骨的冠状切骨平面进行截骨，远端为髌腱外缘髌骨止点，近端为股四头肌内、外缘的髌骨止点，残余髌骨厚度平均为16 mm（14~19），髌骨切骨的斜度（PA）平均为（2±3.2）°,髌骨滑车方位角（PFA）平均为（2.3±2.6）°,没有因内侧关节面切骨过少导致髌骨外倾，多数髌骨保持与髌骨沟相同的方向，从而认为：采用髌腱外缘髌骨止点，股四头肌内、外缘的髌骨止点进行截骨，能有效控制髌骨厚度和对线。Lombardi等[19]利用此3个标志点进行徒手截骨研究，认为其可以为髌骨截骨提供可重复的和精确的截骨。
国人的髌骨解剖学上与西方人有明显不同，从而国人的髌骨置换技术也有异于国外。徐斌等[1]研究认为：国人髌骨的厚度平均为：（23.12±0.16）mm，较西方（25~30）mm人小，且髌骨软骨关节面最低处厚度常常只有13~14 mm，不可能按照国外手术原则要求保留骨床厚度15 mm，故认为保留12 mm较为理想，国内学者张斌等[20]同样认为：国人髌骨厚度较小，应尽量保持髌骨厚度至12~14 mm。由于这种解剖学的异常，对于国人髌骨截骨的精度要求更高，截骨面的选择就将更加严格，另外，临床发现国外髌骨置换的截骨导板及工具放置比较困难，本实验是利用国人尸体标本髌腱外缘髌骨止点及股四头肌内、外缘的髌骨止点3个解剖学标志点进行徒手的国人髌骨截骨得到的结果，髌骨截骨前髌骨为：21~26 mm，平均厚度为（23.39±1.19）mm，与徐斌等人报道的国人髌骨平均厚度（23.12±0.16）mm差异无显著性（P > 0.05）。证明国人髌骨较薄，本组所有标本的髌骨截骨后髌骨平均残余厚度为（13.83±1.04）mm，与徐斌等人报道的国人髌骨截骨术后残余厚度应大于12 mm比较，差异有显著性（P < 0.05）。证实了这种徒手截骨方法的可靠性及安全性。平均截除髌骨厚度为（9.56±0.36）mm，截骨量符合市场上常规髌骨假体置换的截骨需求。其中有2例截骨后残余髌骨厚度小于12 mm,考虑国人髌骨较薄，进行截骨后仍有低于12 mm的人群比例，因此进行徒手截骨前，应仔细测量髌骨厚度，对于髌骨很薄的患者，谨慎处理。
因此可以认为：本实验为临床徒手髌骨截骨提供利用髌腱外缘髌骨止点及股四头肌内、外缘的髌骨止点3个解剖学标志点作为截骨平面进行截骨，对于髌骨残余骨量控制理想，精确度高。解剖标志点明确，易于手术中的定位，操作简单，损伤较小。结合目前假体市场上的进口髌骨假体厚度为8~10 mm，可以较好的恢复原有髌骨厚度，保证髌骨置换术后的力学特点及运动轨迹，从而有可能减少术后髌股关节并发症的产生。本实验为临床徒手髌骨截骨提供了可靠的解剖学依据。

1 Xu B,Lv HS,Yan TQ.Zhongguo Linchuang Jiepouxue Zazhi 2001;19(2):157-158
徐斌，吕厚山，燕太强.正常髌骨厚度测量及临床意义探讨[J].中国临床解剖学杂志，2001，19（2）：157-158
2 Wood DJ, Smith AJ, Collopy D，et al. Patellar resurfacing in total knee arthroplasty: A prospective, randomized trial. J Bone Joint Surg 2002；84A: 187-193
3 Han I, Chang CB, Lee MC，et al. Correlation of the condition of the patellar articular cartilage and patellofemoral symptoms and function in osteoarthritic patients undergoing total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg 2004；87B: 1081-1084
4 Waters TS, Bentley G. Patellar resurfacing in total knee arthroplasty. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg 2003；85A: 212-217
5 Burnett RS, Bourne RB. Indications for patellar resurfacing in total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg 2003；85A: 728-745
6 Forster MC. Patellar resurfacing in total knee arthroplasty for osteoarthritis: a systematic review. Knee 2004；11: 427-430
7 Robertson O, Dunbar M, Pehrsson T，et al. Patient satisfaction after knee arthroplasty: a report on 27,372 knees operated on between 1981 and 1995 in Sweden. Acta Orthop Scand 2000；71: 262-267
8 Barrack RL, Bertot AJ, Wolfe MW, et al. Patellar resurfacing in total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg 2001；83A: 1376-1381
9 Burnett RS, Haydon CM, Rorabeck CH, et al. Patella resurfacing versus nonresurfacing in total knee arthroplasty: Results of a randomized controlled clinical trial at a minimum of 10 years’ follow up. Clin Orthop 2004；428: 12-25
10 Nizard RS, Biau D, Porcher R, et al. A meta-analysis of patellar replacement in total knee arthroplasty. Clin Orthop 2005；432: 196-203
11 Gao ZX,Weng XS,Qiu GX.Zhonghua Waike Zazhi 2006;44(24)：529-531
高增鑫，翁习生，邱贵兴. 全膝置换术中髌骨置换的适应症探讨[J]. 中华外科杂志，2006，44(24)：529-531
12 Jordan LR, Dowd JE, Olivo JL, et al. The clinical history of mobile-bearing patella components in total knee arthroplasty. Orthopedics 2002;25 (Suppl 2): S247-250
13 Oishi CS, Kaufman KR, Irby SE, et al. Effects of patellar thickness on compression and shear forces in total knee arthroplasty. Clin Orthop 1996;331: 283-290
14 Parvizi J, Rapuri VR, Saleh KJ，et al. Failure to resurface the patella during total knee arthroplasty may result in more knee pain and secondary surgery. Clin Orthop 2005；438: 191-196
15 Huang ZF,Weng XS,Qiu GX,et al.Shiyong Guke Zazhi 2007，13：(8):156-158
黄志峰，翁习生，邱贵兴，等.髌骨置换与否对全膝关节置换效果的影响[J].实用骨科杂志，2007，13(8)：156-158
16 Bengs BC,Scott RD.The effect of patellar thickness on intraoperative knee flexion and patellar tracking in total knee arthroplasty.J Arthroplasty 2006；21:650-655
17 Rand JA.Patellar resurfacing in total knee arthroplasty.Clin Orthop Relat Res 1990；260:110-117
18 Ledger M,Sharkespeare D,Scaddan M.Accuracy of patellar resection in total knee replacement.A study using the medial pivot knee.The knee 2005；12:13-19
19 Lombardi Jr AV,Mallory TH,Maitino PD,Herrington SM,Kefauver CA.Freehand resection of the patella in total knee arthroplasty.referencing the attachments of the quadriceps tendon and patellar tendon.J Arthroplasty 1998；13:788-792
20 Zhang B,Lv HS.Zhonghua Guke Zazhi 2002,22(5):280-283
张斌，吕厚山.髌骨表面置换术中髌骨骨床保留厚度的探讨[J].中华骨科杂志,2002,22(5):280-283