利用負(fù)重CT數(shù)據(jù)分析外翻患者第1跖趾關(guān)節(jié)匹配度的特征*

王智 張樹 孫超 魏芳遠(yuǎn) 曲峰 王顯軍 張建中 張明珠

（首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院足踝外科中心，北京 100005）

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年1 月至2020 年1 月我院門診連續(xù)就診的外翻患者負(fù)重CT資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷第1跖趾關(guān)節(jié)輕、中度骨關(guān)節(jié)炎或外翻，主訴為趾向外偏斜，引發(fā)足內(nèi)側(cè)疼痛，穿鞋不適或疼痛；②畸形影響日常行走及穿鞋；③影像學(xué)測量IMA＞9°或HVA＞15°。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者有足部手術(shù)史；②診斷為痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；③糖尿病足；④有下肢神經(jīng)、血管疾病史；⑤有腦血管疾病史，伴有肌力異常；⑥中樞或外周神經(jīng)疾病，伴有下肢皮膚感覺異常。

經(jīng)過上述入排標(biāo)準(zhǔn)篩查，117 例女性患者（211足）納入本研究，其中23 例為單足，94 例為雙足。年齡19～84 歲，平均（55.0±12.6）歲。IMA 平均14.1°±3.0°，HVA 平均33.1°±10.5°，第1 跖骨關(guān)節(jié)面外翻角（distal metatarsal articular angle,DMAA）平均18.7°±7.9°，跖內(nèi)收角（metatarsal adduction angle,MAA）平均15.7°±5.3°，第1 跖骨旋轉(zhuǎn)α 角平均23.2°±7.2°。根據(jù)測量所得關(guān)節(jié)匹配關(guān)系，將患足分為關(guān)節(jié)不匹配組與關(guān)節(jié)匹配組。

本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 負(fù)重CT數(shù)據(jù)收集

掃描使用PedCAT 足踝部站立負(fù)重CT 掃描機(jī)（CurveBeam,Hatfield PA,USA），采用雙足站立的方式掃描，告知患者站立時(shí)放松，雙足平行，目視前方，掃描參數(shù)采用120 kVp，Sharp 模式，掃描層厚0.4 mm。數(shù)據(jù)分析采用CubeVue（CurveBeam,Hatfield PA,USA）版本3.2.1.0。完成后可以在CubeVue 軟件中自由調(diào)整XYZ 坐標(biāo)軸，觀察需要的掃描斷面圖像。同時(shí)軟件InstantX模塊可根據(jù)Dicom數(shù)據(jù)導(dǎo)出負(fù)重正位X線圖像。這樣通過一次掃描，獲取負(fù)重正位CT圖像。

通過負(fù)重正位片測量IMA、HVA、MAA、DMAA、Hardy-Clapham 脛側(cè)籽骨分度[8,9]。在CT 冠狀面籽骨位按Kim 報(bào)道的CT 截圖方法取得圖像，首先在矢狀面選擇軸線與第1 跖骨平行，然后在水平面找到第3跖骨軸線，使切面與之平行，然后水平面找到通過籽骨中心的連線，在這個(gè)切面上，從冠狀位觀察籽骨脫位，定義脛側(cè)籽骨脫位程度，并測量旋轉(zhuǎn)α角[8]。冠狀位籽骨分度參考Kim、Yildirim 等的方法[8,9]。IMA 的測量采用了Shima報(bào)道[10]的跖骨頭圓心至近端關(guān)節(jié)面中點(diǎn)的測量法（圖1）。負(fù)重CT 測量籽骨的分度和Shima 報(bào)道的跖骨頭圓心測量法有很好的觀察者間和觀察者自身可重復(fù)性[10,11]。

選擇測量DMAA 時(shí)使用的關(guān)節(jié)面邊緣連線與趾近節(jié)趾骨近端關(guān)節(jié)面邊緣的連線測量其夾角，當(dāng)兩線平行時(shí)，定義為關(guān)節(jié)匹配[1,4]（圖2）。

圖1 模擬負(fù)重正位X線片角度測量

圖2 在正位片找到第1跖骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面兩邊緣連線，在趾近節(jié)趾骨關(guān)節(jié)面兩緣連線，兩線平行時(shí)，跖趾關(guān)節(jié)為匹配關(guān)節(jié)

通過CAD迷你畫圖在截屏圖片上進(jìn)行測量。由1 名醫(yī)師測量3 次，取均值完成。每間隔3 周后再次測量一次數(shù)據(jù)，以減少測量次間的誤差。只用1名觀察者測量是因?yàn)镈MAA 角測量在觀察者間的差別較大[12]。測量值取均值，匯總為數(shù)據(jù)表。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。角度測量值根據(jù)是否符合正態(tài)性分布，進(jìn)行Wilcoxon秩和檢驗(yàn)或t檢驗(yàn)。多組間數(shù)據(jù)比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)或單因素方差分析。采用Spearman相關(guān)分析兩組各參數(shù)間的相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組外翻各角度參數(shù)比較

根據(jù)關(guān)節(jié)匹配度，將患者分為兩組。匹配組82足（38.9%），不匹配組129 足（61.1%）。兩組患者IMA、HVA、DMAA 及MAA 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），但兩組旋轉(zhuǎn)α 角差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.263，表1）。關(guān)節(jié)不匹配的外翻存在更為嚴(yán)重的畸形。參考Kim 等報(bào)道的正常足旋轉(zhuǎn)α 角約為15.8°，本研究的兩組外翻患者中旋轉(zhuǎn)α角度均值都超過正常旋前度。匹配與不匹配兩組的冠狀面旋轉(zhuǎn)α角度相對15.8°增加6.7°和7.8°，兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 各角度參數(shù)的Spearman相關(guān)性分析結(jié)果

Spearman 相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，在不匹配組，IMA 與各參數(shù)均存在相關(guān)關(guān)系，其中與MAA 為負(fù)相關(guān)。正位籽骨分度與IMA、HVA、DMAA、冠狀位籽骨分度、旋轉(zhuǎn)α 角均存在正相關(guān)。不匹配組外翻畸形相關(guān)參數(shù)隨IMA 增大及正位籽骨脫位分度增大而加重，跖骨頭旋轉(zhuǎn)和兩者存在正相關(guān)（表2）。

在匹配組，IMA 與旋轉(zhuǎn)α 角、MAA 沒有相關(guān)關(guān)系。正位籽骨分度與冠狀位籽骨分度、IMA、HVA、DMAA、旋轉(zhuǎn)α 角存在正相關(guān)性。旋轉(zhuǎn)α 角在匹配組只與正位籽骨分度存在相關(guān)性（r=0.377，P＜0.001）。這提示在匹配組，第1跖骨旋轉(zhuǎn)和正位籽骨分度存在相關(guān)性，與IMA、HVA不相關(guān)（表3）。

表1 兩組負(fù)重CT測量的外翻各參數(shù)比較[,M（QL,QU）]

表1 兩組負(fù)重CT測量的外翻各參數(shù)比較[,M（QL,QU）]

從匹配組的結(jié)果可推測，沒有籽骨脫位時(shí)，第1跖骨旋轉(zhuǎn)受到一定的限制。而不匹配組，籽骨脫位，進(jìn)而失去了對跖骨頭旋轉(zhuǎn)的控制。兩組外翻足存在基本相近的旋轉(zhuǎn)度。

2.3 兩組正位與冠狀位籽骨分度分布特點(diǎn)比較

在匹配組，正位籽骨分度以4、5、6 度為主，占86.6%；冠狀位籽骨分度大多位于0 度和1 度，占78.0%。不匹配組正位籽骨分度以6、7 度為主，占83.0%，冠狀位籽骨分度以2、3 度為主，占83.7%（圖3，表4）。冠狀位籽骨分度大于0 度時(shí)提示存在籽骨真脫位的狀態(tài)。從這個(gè)比例分析可見，不匹配組的籽骨大多存在脫位。不匹配關(guān)節(jié)大多應(yīng)考慮手術(shù)中行軟組織松解，以利于籽骨相對于跖骨的復(fù)位，這是不匹配關(guān)節(jié)手術(shù)中需要注意的關(guān)鍵問題。

2.4 以籽骨分度趨勢觀察外翻角度畸形改變

為觀察匹配與不匹配組畸形改變趨勢與正位籽骨分度的關(guān)系，進(jìn)一步分別按正位籽骨分度分析外翻參數(shù)的變化（圖4）。匹配組和不匹配組IMA、HVA和DMAA 均隨正位籽骨分度增加而增大。旋轉(zhuǎn)α 角沒有隨之增加的趨勢。

不匹配組各正位籽骨分度組間：IMA（Kruskal-WallisH值=22.518，P＜0.001）、HVA(F=8.729，P＜0.001)、DMAA（F=4.385，P=0.006）存在組間差異，而旋轉(zhuǎn)α 角（F=1.568，P=0.200）不存在組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；匹配組的正位籽骨分度組間均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，其中IMA（Kruskal-WallisH值=11.184，P=0.025），

HVA（F=6.072，P＜0.001）、DMAA（F=9.323，P＜0.001）、旋轉(zhuǎn)α角（F=3.986，P=0.005）。旋轉(zhuǎn)α角在匹配組正位籽骨7 度時(shí)，旋轉(zhuǎn)α 角減小，但這一組患足只有3例（3.7%，3/82足）。

3 討論

表2 不匹配組各參數(shù)的Spearman相關(guān)系數(shù)[n=129，r(P)]

表3 匹配組各參數(shù)的Spearman相關(guān)系數(shù)[n=82，r（P）]

3.2 兩組間的各參數(shù)異同及對手術(shù)決策的提示

圖3 根據(jù)籽骨分度對患足例數(shù)計(jì)數(shù)分布

根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不匹配的跖趾關(guān)節(jié)IMA、HVA、MAA、DMAA 均效匹配組大。不匹配組存在更為嚴(yán)重的畸形。首先，IMA在不匹配關(guān)節(jié)更大。說明第1 跖骨內(nèi)收在不匹配關(guān)節(jié)中更明顯。此時(shí)籽骨脫位分度更高，關(guān)節(jié)畸形更重。IMA在兩組中位數(shù)分別是12°與15°，相差為3°。針對這兩種情況，具體手術(shù)中采用的截骨方式通常不同。跖骨干遠(yuǎn)端Chevron截骨主要用于IMA＜13°的患者，而13°以上考慮行第1跖骨干截骨、近端截骨[1]，提示不匹配關(guān)節(jié)大多不適合應(yīng)用跖骨遠(yuǎn)端截骨進(jìn)行糾正。然而對于關(guān)節(jié)匹配，IMA較小的患者，存在明顯第1跖骨旋轉(zhuǎn)，在手術(shù)中要注意旋轉(zhuǎn)的糾正。

另一個(gè)關(guān)鍵的結(jié)果是不匹配關(guān)節(jié)DMAA 較大。有研究認(rèn)為DMAA 是第1跖骨旋轉(zhuǎn)引發(fā)的假象[15]，可以通過糾正旋轉(zhuǎn)來糾正DMAA。然而從本研究相關(guān)性分析的結(jié)果看，DMAA 在匹配組與旋轉(zhuǎn)不相關(guān)，在不匹配組與旋轉(zhuǎn)存在相關(guān)性。因此不應(yīng)當(dāng)單純從第1跖骨旋轉(zhuǎn)解釋DMAA 增大。DMAA 與IMA、HVA 存在相關(guān)性，與正位籽骨分度也存在相關(guān)性?？梢酝茰yDMAA 的改變還與拍攝X 線投影形成的角度有關(guān)。拍攝時(shí)X 線束對準(zhǔn)第2 跖骨干，IMA 增大時(shí)第1跖骨相對于第2跖骨內(nèi)收增大，從而顯示出的第1跖骨跖側(cè)髁更大，形成DMAA增大的表現(xiàn)。有研究[16]發(fā)現(xiàn)使用負(fù)重CT 測量DMAA 有更準(zhǔn)確的結(jié)果，更準(zhǔn)確的反映畸形的狀態(tài)。

表4 負(fù)重CT測量外翻匹配與不匹配組的籽骨位置分布

表4 負(fù)重CT測量外翻匹配與不匹配組的籽骨位置分布

圖4 兩組按正位籽骨分度比較各參數(shù)變化

以往認(rèn)為，DMAA 角較大的患者，要個(gè)性化對待外翻畸形，必要時(shí)采用第1 跖骨干近、遠(yuǎn)端雙截骨手術(shù)，或是Lapidus 結(jié)合Akin 的截骨,或是改良Scarf截骨糾正遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)的匹配度[17-19]。依據(jù)本研究結(jié)果可推論，手術(shù)中糾正IMA 后，應(yīng)當(dāng)透視再次判斷DMAA，并調(diào)整旋轉(zhuǎn)，來決定術(shù)中是增加遠(yuǎn)端截骨，還是糾正旋轉(zhuǎn)。

3.3 正位籽骨分度是判斷外翻畸形的有效指標(biāo)

從相關(guān)分析結(jié)果可見正位籽骨分度的大小和畸形的嚴(yán)重程度基本一致。不匹配關(guān)節(jié)的籽骨脫位較重，也對應(yīng)了較重的外翻畸形。正位籽骨分度是第1 跖趾關(guān)節(jié)這個(gè)三維結(jié)構(gòu)形成的二維投影。然而外側(cè)籽骨相對于第2 跖骨，即前足力線中心，其位置較為穩(wěn)定。而外側(cè)與內(nèi)側(cè)籽骨間存在強(qiáng)大的韌帶與肌腱連結(jié)因此可以簡單看成一個(gè)整體。IMA增大，第1跖骨內(nèi)收[14]、第1 跖趾關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)[8]都可形成正位籽骨分度的增大。當(dāng)正位籽骨分度位于4度時(shí)，認(rèn)為是外翻與非外翻足的分界線[20,21]。Chen等[22]報(bào)道脛側(cè)籽骨位置復(fù)位不佳會(huì)影響術(shù)后2 年時(shí)的隨訪結(jié)果。Okuda 等[23]報(bào)道65 例女性外翻患者手術(shù)治療14個(gè)月的隨訪，發(fā)現(xiàn)術(shù)后正位籽骨分度大于4度是外翻復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)因素。Kim 報(bào)道正位籽骨分度還受到第1跖骨旋轉(zhuǎn)的影響，可能是跖籽關(guān)節(jié)系統(tǒng)整體的旋轉(zhuǎn),并不能代表跖籽關(guān)節(jié)的真正脫位[8]。但是從本研究的數(shù)據(jù)中可見，第1跖骨旋轉(zhuǎn)在關(guān)節(jié)匹配兩組中不存在差異。正位籽骨分度的增高和外翻畸形更為嚴(yán)重的改變有相關(guān)性。因此在手術(shù)中應(yīng)當(dāng)考慮籽骨的復(fù)位。這是通過X 線的二維投影，判斷跖趾、跖籽系統(tǒng)三維解剖結(jié)構(gòu)復(fù)位的簡單有效的參考指標(biāo)。王曉康等[20]回顧文獻(xiàn)認(rèn)為內(nèi)側(cè)緊縮可改善手術(shù)效果，說明糾正籽骨脫位、恢復(fù)跖籽關(guān)節(jié)系統(tǒng)的正常旋轉(zhuǎn)角度，充分糾正第1 跖骨的內(nèi)收，更有利于遠(yuǎn)期治療效果。

本研究有一些不足之處，選取樣本量有限，是回顧性對照研究，可能存在樣本的偏倚。此外，本研究沒有統(tǒng)計(jì)側(cè)位X 線的各觀察指標(biāo)，不能排除平足、外翻足及高弓足對測量指標(biāo)的干擾。再者，Ota 等[24]報(bào)道，第1 跖骨存在自身的扭轉(zhuǎn)。本研究沒有計(jì)算第1跖骨干自身的扭轉(zhuǎn)對測量的影響。