膝关节骨性关节炎是危及中老年健康的常见疾病，其发病机制涉及生物力学、炎症、免疫、劳损、退变等多种原因，其中尤以膝关节内侧间室骨性关节炎最为常见[1]。目前针对膝关节骨性关节炎的研究多集中于膝关节的远端，根据张英泽教授的“不均匀沉降理论”[2]，由于构成膝关节的胫骨内侧平台由松质骨构成，承受较大压力，并且无外侧平台的腓骨支撑，长期会出现“沉降”现象，同时关节软骨磨损，软骨下骨增生，下肢机械力线内移，使内侧平台承受更大的压力，从而形成恶性循环，而这一切的始动因素就是内侧平台的塌陷。基于纠正下肢力线、恢复膝关节应力平衡的目的，目前保膝治疗常用的手术方法主要是胫骨高位截骨、腓骨截骨[3]、胫骨截骨可吸收垫片植入[4]、胫骨截骨可吸收垫片植入联合腓骨截骨等。以上手术方式均是通过改变膝关节远端的形态以纠正整个下肢的力线，但目前对于膝关节内侧间室骨性关节炎的研究中，关于膝关节近端的股骨形态的影像学研究尚不多。理论上股骨形态的改变同样可影响下肢力线，从而参与到骨性关节炎形成的恶性循环当中。
1 下肢影像学与生物力学关系
对下肢力线的测量需在下肢全长拼接位X线片进行，从我院影像归档和通信系统(PACS)中可调取，常用的参考线为下肢机械力线、股骨机械轴、股骨解剖轴、胫骨机械轴、胫骨解剖轴。下肢机械力线是股骨头中心点与踝关节面的中点的连线；股骨机械轴是股骨头中心至膝关节中点的连线；股骨解剖轴即为股骨干的长轴。股骨的机械轴和解剖轴是不重合的，所成角度为膝关节生理外翻角(图1)；胫骨的机械轴和解剖轴是相互重合的，均为膝关节中点到踝关节中点的连线。影像学相关测量可反映膝关节应力，理想状态下的直立位，膝关节无内外翻畸形，下肢的机械力线通过膝关节的中心，即股骨机械轴和胫骨机械轴成180 °，体重所带来的压力沿股骨机械轴向下传导，经过膝关节中心，再沿胫骨机械轴传至踝关节中点，此时体重带来的压应力应对称地分布于内外侧平台的关节面上，但内侧平台的面积较大，导致实际上内侧间室承受着全部负荷的60%～75%,外侧间室承担着25%～40%的负荷。理想状态下，膝关节内外侧压力均匀分配时，膝关节面保持水平，股骨机械轴与胫骨机械轴均垂直于膝关节面，此时可避免压应力集中于一侧，也不会产生向侧方的剪切力，使维持膝关节侧方稳定的韧带等软组织处于对称的张力状态。基于此，将髋-膝-踝角(hip-knee-ankle angle，HKA)=180 °，股骨机械轴垂直于膝关节面，胫骨近端内侧角(medial proximal tibial angle，MPTA)=90 °(图1)，作为膝关节的理想状态用于理论阐述(正常人群的HKA为178.6 °，MPTA为85～90 °)。
2股骨机械轴远端内侧角(mechanical medial distal femoral angle,mMDFA)
胫骨内侧平台“不均匀沉降理论”[2]认为，胫骨平台下骨为松质骨，又缺少腓骨支撑，在长期的压应力下，胫骨的内侧平台会出现“沉降”现象，HKA由180 °逐渐减小，形成膝内翻，从而打破了膝关节原有的应力平衡状态，下肢力线移至膝关节中点的内侧，使更多的压应力集中于内侧平台，加剧内侧平台的沉降，如此形成恶性循环，“沉降”现象成为内侧间室骨关节炎的“起点”。 “沉降值”的测量方法：①确定胫骨的机械轴线；②从胫骨外侧平台的边缘作胫骨机械轴的垂线；③胫骨内侧平台边缘到上述胫骨机械轴垂线的距离即定义为内侧平台的不均匀沉降值(图1)，此沉降值的提出是基于患肢的胫骨平台相对于理想的胫骨平台(MPTA=90 °)的形态学变化，能很好地反映胫骨内侧平台的塌陷与受力的关系。同理，股骨远端在膝关节内翻的病程中如果存在形态学改变，这种变化也应是与理想状态下的股骨形态(即股骨机械轴垂直于膝关节面)作比较。作者在对内侧间室骨关节炎的下肢进行影像学测量时，强调了mMDFA的概念，定义为股骨机械轴与股骨双髁连线的内侧夹角(图1)，原因是内侧应力大于外侧，从而可能导致形变，更能反映出股骨远端形变的部位，比以往常用的股骨机械轴远端外侧角(mechanical lateral distal femoral angle，mLDFA)更有针对性(图1)，也有其不具备的临床意义。初步收集的典型下肢全长拼接位X线片的测量结果也印证了此假设：我们发现mMDFA随着内翻膝关节炎的严重程度的增加呈现出减小的趋势，即膝关节内翻程度越大，HKA越小，mMDFA越小；MPTA越小，mMDFA越小；KL分级越高，mMDFA越小；“沉降值”越大，mMDFA越小(图2)。
图1 下肢X线测量各角度
图2 mMDFA随膝关节内翻程度的增加呈现减小的趋势
以往对于内翻膝关节炎的影像学及生物力学研究中，较多关注于膝关节远端，对于构成膝关节近端的股骨形态的影像学研究，则多集中于股骨解剖轴远端外侧角及膝关节生理外翻角，尤其是全膝关节置换的相关研究，因为股骨定位器与髓内定位杆的角度需要在术前根据病人个体差异而定。而mMDFA则从根本上反应股骨的力学改变情况，可以此作为矫形手术目标角度的制定依据，尤其适用于保膝治疗的患者。对于适合保膝治疗的患者，若构成膝关节内翻的原因是单纯的胫骨内侧平台“沉降”，可应用胫骨高位截骨、腓骨截骨[3]、胫骨截骨可吸收垫片植入[4]、胫骨截骨可吸收垫片植入联合腓骨截骨这些针对膝关节远端的矫形手术，但是胫骨平台“沉降” 的同时，若股骨远端mMDFA也发生变化，当变化超出接受范围时，单纯对胫骨近端进行矫形可能会造成对膝关节内翻纠正不足，或者为了追求恢复下肢力线，对胫骨近端过度矫形，造成膝关节面的倾斜，从而对周围软组织形成剪切力，以上均有可能造成保膝治疗的失败。
本研究中着重强调mMDFA的概念，为其赋予了新的临床应用范围，目的是反映内翻膝关节炎的股骨形态学变化，探讨股骨远端的形态学变化是否也应纳入到矫形手术的术前计划当中，为保膝治疗及膝关节置换等手术提供理论依据。本研究目前的病例数较少，但拟实施进一步研究证实我们的理论。
[参考文献]
[1] Roemer FW,Crema MD,Trattnig S,et al. Advances in imaging of osteoarthritis and cartilage[J]. Radiology,2011,260(2):332-354.
[2] 张英泽,李存祥,李冀东,等.不均匀沉降在膝关节退变及内翻过程中机制的研究[J].河北医科大学学报,2014,35(2):218-219.
[3] 陈伟,张英泽,侯志勇,等.应用腓骨截骨术治疗膝关节骨关节炎[J].实用骨科杂志,2015,21(10):945-946.
[4] 郑占乐,于沂阳,高石军,等.胫骨高位截骨嵌入可吸收网状垫片治疗内侧间室骨性关节炎的初步临床研究[J].河北医科大学学报,2016,37(8):988-989,封三.