正常青年人髌骨高度及其形态学研究
作者：李振宙 吴海山 鲁建淳
单位：李振宙(第二军医大学长征医院骨科，上海200003)；吴海山(第二军医大学长征医院骨科，上海200003)；鲁建淳(第二军医大学长征医院影像科)
关键词：膝关节；髌骨高度
第二军医大学学报000742 [中图分类号] R 683.42 [文献标识码] B
[文章编号] 0258-879X(2000)07-S7-02
髌骨高度指髌骨在下肢长轴上相对于股骨远端或胫骨上端的位置。髌骨高度异常是指髌骨在股骨滑车中过于靠近头侧或足侧。髌骨高度及髌骨形态异常与髌股关节紊乱,诸如髌骨软骨软化症，髌股关节脱位、半脱位，前膝痛综合征等疾病的发生密切相关[1,2]。目前，国际上测量髌骨高度及形态的参数较多，国内仅见应用Insall-Salvati指数的报道[1]，且采用的是西方人的标准。我们在临床上发现国人的髌骨高度明显较西方人群高，髌骨形态亦存在差异。因此，我们对正常国人髌骨高度和髌骨形态进行系统调查。
, http://www.100md.com
1 资料和方法
1.1 临床资料 50例健康青年人，男25例(左膝12例，右膝13例)，女25例(左膝13例，右膝12例)，平均年龄23.78岁(22～27岁)；平均身高167.36 cm(155.00～180.00 cm)；平均体质量59.4 kg(44.0～85.0 kg)。入选条件：(1)无休息或活动时前膝痛、髌骨脱位、半脱位等症状。(2)无膝关节肿胀、髌骨弹响、绞锁，挤压髌骨时无捻发研磨感，运动征阴性。(3)膝关节X线无明显骨骼发育畸形，骨质无退行性变。
1.2 X线拍摄条件及体位 岛津500 X线机，X线源距离X片夹100 cm，X片大小20.32 cm×25.40 cm，放大倍数100%，曝光条件为65 kV，12 mA。随机选择研究对象一侧膝关节，取站立负重位，踝关节中立位，足纵轴与X线片平行,以手持测角器控制被检膝关节屈曲30°，60°，分别拍摄其标准侧位片。
1.3 测量参数及测量方法 用精度为0.5 mm的直尺，精度为1°的测角器在膝关节屈曲30°, 60°时的标准X线侧位片上分别测量以下参数(图1)：(1)Insall-Salvati指数[1]：BE/AE。(2)改良Insall-Salvati指数[2]：BF/AF。(3)Blackburne-Peel指数[1]：GF/AF。(4)Caton指数[2]：DF/AF。(5)de Carvalho指数[2]：CF/AF。(6)髌骨高位指数(patella alta index, PAI)[3]：(AE+BE)/AF。(7)髌骨长：AE。(8)髌关节面长：AF。(9)髌骨形态比值[4]：AE/AF。(10)髌顶角：∠EAF。
, 百拇医药
1.4 统计学处理 将所有数据输入统计学软件SPSS8.0版处理。
2 结 果
2.1 膝关节屈曲30°,60°时各参数的改变 除Blackburne-Peel指数外,其他髌高参数在膝屈曲60°时的变异系数均比屈曲30°时大；髌骨长、髌关节面长在膝屈曲60°时比屈曲30°时大；髌骨形态比值和髌顶角则相反。膝屈曲30°时,改良Insall-Salvati指数变异系数最小,Blackburne指数最大(表1)。膝关节从屈曲30°到60°各参数的变化 Caton指数(P<0.01), de Carvalho指数(P<0.01),髌骨长(P<0.05)在膝关节屈曲30°和屈曲60°测量值之间出现显著性差异,膝关节屈曲60°比30°时测得值小。
表 1 中国健康青年人髌骨高度及
髌骨形态参数测量值 参数
, 百拇医药
膝屈曲30°
膝屈曲60°
参数
变异系数
参数
变异系数
1
1.06±0.14
0.13
1.07±0.15
0.14
2
1.79±0.22
, 百拇医药
0.12
1.80±0.26
0.14
3
0.92±0.36
0.39
0.86±0.19
0.22
4
1.05±0.17
0.16
0.94±0.19
0.20
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5
1.08±0.17
0.16
0.93±0.19
0.20
6
2.94±0.24
0.08
2.95±0.27
0.09
7
4.43±0.42
0.09
, http://www.100md.com
4.41±0.42
0.10
8
3.11±0.36
0.12
3.10±0.39
0.13
9
1.45±0.22
0.15
1.43±0.14
0.10
10
, 百拇医药
15.80±2.60
0.17
15.70±2.20
0.14
1：Insall-Salvati指数； 2：改良Insall-Salvati指数； 3：Blackborn-peel指数； 4：Caton指数； 5:De Carvalho指数； 6.髌骨高位指数； 7:髌骨长； 8：髌关节面长； 9：髌骨形态比值； 10.髌顶角2.2 各参数的多因素多元回归分析 把性别、关节侧别数量化,加上身高、体质量,对这4个因素对各参数的影响进行多元回归分析：髌高参数中,Insall-Salvati指数在膝屈曲30°和60°均只受性别影响,屈曲30°时男(0.99±0.11)，女(1.13±0.14)有显著差异(P<0.01);改良Insall-Salvati指数在膝屈曲30°时与体质量成负相关,屈曲60°时与身高成负相关;Blackburne-Peel指数在膝屈曲30°时不受所研究因素影响,屈曲60°时与身高成负相关;Caton指数屈曲60°时与身高成负相关;de Carvalho指数屈曲60°时与体质量成负相关;PAI在屈曲30°和60°时都与体质量成负相关。髌骨形态参数中,髌骨长在膝屈曲30°,60°时均与身高、体质量成正相关,男性比女性长;髌关节面长在膝屈曲30°和60°时均与身高成正相关;髌骨形态比值、髌顶角均不受所研究因素影响。
, 百拇医药
2.3 各种髌高和髌骨形态参数之间的相关性检验 6种髌高参数中, Insall-Salvati指数仅与Caton指数有显著性相关(r=0.28),与其他髌高参数无相关性,与髌骨形态比值成负相关(r=-0.38);其他髌高参数之间均有显著性相关,而且均与髌骨形态比值成正相关;髌顶角与其他参数无相关性。
2.4 中国正常青年人髌骨高度与西方人群的比较 从表2可见前5种国人髌骨高度参数测量值均较西方人群高,其中改良Insall-Salvati指数、Caton指数、Blackburne-Peel指数均存在显著差异，髌骨形态比值亦比西方人大，PAI与Leung 等[3]报道的结果相近。国内对髌骨高度的研究仅见应用Insall-Salvati指数的报道，刘宗礼等[5]的测得值为1.08(男，女混合)，与本研究结果相近(P>0.05)。
表 2 西方正常人群与中国正常青年人
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髌骨高度及形态学参数比较 髌高及形态学参数
西方人群
[(
±s)/n]
中国青年人
[(±s)/n]
μ
P
Insall-Salvati指数
1.02±
0.13/114[1]
, 百拇医药
1.06±
0.14/50
1.72
>0.05
改良Insall-Salvati
1.50±
0.22/100[2]
1.79±
0.22/50
7.61
<0.01
Blackburne-Peel指数
, http://www.100md.com
0.80±
0.14/171[2]
0.92±
0.36/50
2.30
<0.05
Caton指数
0.97±
0.13/141[1]
1.05±
0.17/50
3.02
, 百拇医药
<0.01
髌骨形态比值
1.40±
0.10/200[4]
1.45±
0.22/50
1.57
>0.05
3 讨 论
3.1 国人髌骨高度及形态学研究的意义 本研究发现的我国正常青年人髌骨高度及形态学与西方人群的差异有助于我国髌股关节病的流行病学调查和病因分析，对国人髌骨假体的设计、膝关节手术中髌骨的放置及手术后髌骨低位综合征的早期发现均有重要的临床意义。
, 百拇医药
3.2 髌骨高度与形态学参数的筛选 本研究中，考虑到前膝痛，髌股关节脱位、半脱位等疾病的症状多出现或加重于膝关节站立负重屈曲体位30°，我们采用该体位以符合膝关节正常和病理生理状态，并有利于以后的病例对照研究及东、西方人群的对比研究。Caton指数,de Carvalho指数在膝关节屈曲30°，60°时测量值有显著性差异,这与股骨远端解剖特点有关，膝关节屈曲过程中，股骨远端旋转半径变小，使髌骨后移，使上述2个指数值变小，且它们受身高、体质量等因素影响，不宜作为理想的髌高参数； Blackburne指数尽管简单，实用，影响因素少，不受膝屈曲影响，但不准确，其变异系数最大，可能与胫骨平台形态多样化有关；Insall-Salvati指数,改良Insall-Salvati指数，PAI在测量时标志点明确，容易掌握，测量结果准确，实用，膝关节屈曲对其影响小，除Insall-Salvati指数存在性别间差异外，此3种髌高参数受机体的影响因素少，与髌骨形态有显著相关性。髌骨形态参数中，髌骨长和髌关节面长均为绝对值，受关节大小及X线放大倍数影响，不宜采用；髌顶角由于与髌高参数及髌骨形态比值均无相关性，无临床意义。综上所述，我们认为参考国人正常值，综合考虑膝关节站立负重屈曲30°时的Insall-Salvati指数，髌骨形态比值和改良Insall-Salvati指数或PAI三者的测量值是目前诊断髌骨高度异常的较理想的方法。
, 百拇医药
作者简介：李振宙(1975-)，男(汉族)，硕士。
[参 考 文 献]
[1] Berg EE,Mason SL,Lucas MJ. Patellar height ratios: a comparison of four measurement methods[J]. Am J Sports Med,1996,24(3):218-221.
[2] Grelsamer RP,Meadows S. The modified Insall-Salvati ratio for assessment of patellar height[J]. Clin Orthop,1992,282(9):170-176.
[3] Leung YF,Wai YL,Leung YC. Patella alta in southern China: a new method of measurement[J]. Int Orthop,1996,20(5):305-310.
[4] Grelsamer RP,Proctor CS,Bazos AN. Evaluation of patellar shape in the sagittal plane: a clinical analysis[J]. Am J Sports Med,1994,22(1):61-66.
[5] 刘宗礼，潘子翔，刘仲秋.成年人髌股关节痛的X线改变[J].中华骨科杂志，1999，19(3)：145-148.
[收稿日期] 2000-01-05
[修回日期] 2000-06-12, 百拇医药
单位：李振宙(第二军医大学长征医院骨科，上海200003)；吴海山(第二军医大学长征医院骨科，上海200003)；鲁建淳(第二军医大学长征医院影像科)
关键词：膝关节；髌骨高度
第二军医大学学报000742 [中图分类号] R 683.42 [文献标识码] B
[文章编号] 0258-879X(2000)07-S7-02
髌骨高度指髌骨在下肢长轴上相对于股骨远端或胫骨上端的位置。髌骨高度异常是指髌骨在股骨滑车中过于靠近头侧或足侧。髌骨高度及髌骨形态异常与髌股关节紊乱,诸如髌骨软骨软化症，髌股关节脱位、半脱位，前膝痛综合征等疾病的发生密切相关[1,2]。目前，国际上测量髌骨高度及形态的参数较多，国内仅见应用Insall-Salvati指数的报道[1]，且采用的是西方人的标准。我们在临床上发现国人的髌骨高度明显较西方人群高，髌骨形态亦存在差异。因此，我们对正常国人髌骨高度和髌骨形态进行系统调查。
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1 资料和方法
1.1 临床资料 50例健康青年人，男25例(左膝12例，右膝13例)，女25例(左膝13例，右膝12例)，平均年龄23.78岁(22～27岁)；平均身高167.36 cm(155.00～180.00 cm)；平均体质量59.4 kg(44.0～85.0 kg)。入选条件：(1)无休息或活动时前膝痛、髌骨脱位、半脱位等症状。(2)无膝关节肿胀、髌骨弹响、绞锁，挤压髌骨时无捻发研磨感，运动征阴性。(3)膝关节X线无明显骨骼发育畸形，骨质无退行性变。
1.2 X线拍摄条件及体位 岛津500 X线机，X线源距离X片夹100 cm，X片大小20.32 cm×25.40 cm，放大倍数100%，曝光条件为65 kV，12 mA。随机选择研究对象一侧膝关节，取站立负重位，踝关节中立位，足纵轴与X线片平行,以手持测角器控制被检膝关节屈曲30°，60°，分别拍摄其标准侧位片。
1.3 测量参数及测量方法 用精度为0.5 mm的直尺，精度为1°的测角器在膝关节屈曲30°, 60°时的标准X线侧位片上分别测量以下参数(图1)：(1)Insall-Salvati指数[1]：BE/AE。(2)改良Insall-Salvati指数[2]：BF/AF。(3)Blackburne-Peel指数[1]：GF/AF。(4)Caton指数[2]：DF/AF。(5)de Carvalho指数[2]：CF/AF。(6)髌骨高位指数(patella alta index, PAI)[3]：(AE+BE)/AF。(7)髌骨长：AE。(8)髌关节面长：AF。(9)髌骨形态比值[4]：AE/AF。(10)髌顶角：∠EAF。
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1.4 统计学处理 将所有数据输入统计学软件SPSS8.0版处理。
2 结 果
2.1 膝关节屈曲30°,60°时各参数的改变 除Blackburne-Peel指数外,其他髌高参数在膝屈曲60°时的变异系数均比屈曲30°时大；髌骨长、髌关节面长在膝屈曲60°时比屈曲30°时大；髌骨形态比值和髌顶角则相反。膝屈曲30°时,改良Insall-Salvati指数变异系数最小,Blackburne指数最大(表1)。膝关节从屈曲30°到60°各参数的变化 Caton指数(P<0.01), de Carvalho指数(P<0.01),髌骨长(P<0.05)在膝关节屈曲30°和屈曲60°测量值之间出现显著性差异,膝关节屈曲60°比30°时测得值小。
表 1 中国健康青年人髌骨高度及
髌骨形态参数测量值 参数
, 百拇医药
膝屈曲30°
膝屈曲60°
参数
变异系数
参数
变异系数
1
1.06±0.14
0.13
1.07±0.15
0.14
2
1.79±0.22
, 百拇医药
0.12
1.80±0.26
0.14
3
0.92±0.36
0.39
0.86±0.19
0.22
4
1.05±0.17
0.16
0.94±0.19
0.20
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5
1.08±0.17
0.16
0.93±0.19
0.20
6
2.94±0.24
0.08
2.95±0.27
0.09
7
4.43±0.42
0.09
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4.41±0.42
0.10
8
3.11±0.36
0.12
3.10±0.39
0.13
9
1.45±0.22
0.15
1.43±0.14
0.10
10
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15.80±2.60
0.17
15.70±2.20
0.14
1：Insall-Salvati指数； 2：改良Insall-Salvati指数； 3：Blackborn-peel指数； 4：Caton指数； 5:De Carvalho指数； 6.髌骨高位指数； 7:髌骨长； 8：髌关节面长； 9：髌骨形态比值； 10.髌顶角2.2 各参数的多因素多元回归分析 把性别、关节侧别数量化,加上身高、体质量,对这4个因素对各参数的影响进行多元回归分析：髌高参数中,Insall-Salvati指数在膝屈曲30°和60°均只受性别影响,屈曲30°时男(0.99±0.11)，女(1.13±0.14)有显著差异(P<0.01);改良Insall-Salvati指数在膝屈曲30°时与体质量成负相关,屈曲60°时与身高成负相关;Blackburne-Peel指数在膝屈曲30°时不受所研究因素影响,屈曲60°时与身高成负相关;Caton指数屈曲60°时与身高成负相关;de Carvalho指数屈曲60°时与体质量成负相关;PAI在屈曲30°和60°时都与体质量成负相关。髌骨形态参数中,髌骨长在膝屈曲30°,60°时均与身高、体质量成正相关,男性比女性长;髌关节面长在膝屈曲30°和60°时均与身高成正相关;髌骨形态比值、髌顶角均不受所研究因素影响。
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2.3 各种髌高和髌骨形态参数之间的相关性检验 6种髌高参数中, Insall-Salvati指数仅与Caton指数有显著性相关(r=0.28),与其他髌高参数无相关性,与髌骨形态比值成负相关(r=-0.38);其他髌高参数之间均有显著性相关,而且均与髌骨形态比值成正相关;髌顶角与其他参数无相关性。
2.4 中国正常青年人髌骨高度与西方人群的比较 从表2可见前5种国人髌骨高度参数测量值均较西方人群高,其中改良Insall-Salvati指数、Caton指数、Blackburne-Peel指数均存在显著差异，髌骨形态比值亦比西方人大，PAI与Leung 等[3]报道的结果相近。国内对髌骨高度的研究仅见应用Insall-Salvati指数的报道，刘宗礼等[5]的测得值为1.08(男，女混合)，与本研究结果相近(P>0.05)。
表 2 西方正常人群与中国正常青年人
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髌骨高度及形态学参数比较 髌高及形态学参数
西方人群
[(
±s)/n]中国青年人
[(
±s)/n]μ
P
Insall-Salvati指数
1.02±
0.13/114[1]
, 百拇医药
1.06±
0.14/50
1.72
>0.05
改良Insall-Salvati
1.50±
0.22/100[2]
1.79±
0.22/50
7.61
<0.01
Blackburne-Peel指数
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0.80±
0.14/171[2]
0.92±
0.36/50
2.30
<0.05
Caton指数
0.97±
0.13/141[1]
1.05±
0.17/50
3.02
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<0.01
髌骨形态比值
1.40±
0.10/200[4]
1.45±
0.22/50
1.57
>0.05
3 讨 论
3.1 国人髌骨高度及形态学研究的意义 本研究发现的我国正常青年人髌骨高度及形态学与西方人群的差异有助于我国髌股关节病的流行病学调查和病因分析，对国人髌骨假体的设计、膝关节手术中髌骨的放置及手术后髌骨低位综合征的早期发现均有重要的临床意义。
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3.2 髌骨高度与形态学参数的筛选 本研究中，考虑到前膝痛，髌股关节脱位、半脱位等疾病的症状多出现或加重于膝关节站立负重屈曲体位30°，我们采用该体位以符合膝关节正常和病理生理状态，并有利于以后的病例对照研究及东、西方人群的对比研究。Caton指数,de Carvalho指数在膝关节屈曲30°，60°时测量值有显著性差异,这与股骨远端解剖特点有关，膝关节屈曲过程中，股骨远端旋转半径变小，使髌骨后移，使上述2个指数值变小，且它们受身高、体质量等因素影响，不宜作为理想的髌高参数； Blackburne指数尽管简单，实用，影响因素少，不受膝屈曲影响，但不准确，其变异系数最大，可能与胫骨平台形态多样化有关；Insall-Salvati指数,改良Insall-Salvati指数，PAI在测量时标志点明确，容易掌握，测量结果准确，实用，膝关节屈曲对其影响小，除Insall-Salvati指数存在性别间差异外，此3种髌高参数受机体的影响因素少，与髌骨形态有显著相关性。髌骨形态参数中，髌骨长和髌关节面长均为绝对值，受关节大小及X线放大倍数影响，不宜采用；髌顶角由于与髌高参数及髌骨形态比值均无相关性，无临床意义。综上所述，我们认为参考国人正常值，综合考虑膝关节站立负重屈曲30°时的Insall-Salvati指数，髌骨形态比值和改良Insall-Salvati指数或PAI三者的测量值是目前诊断髌骨高度异常的较理想的方法。
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作者简介：李振宙(1975-)，男(汉族)，硕士。
[参 考 文 献]
[1] Berg EE,Mason SL,Lucas MJ. Patellar height ratios: a comparison of four measurement methods[J]. Am J Sports Med,1996,24(3):218-221.
[2] Grelsamer RP,Meadows S. The modified Insall-Salvati ratio for assessment of patellar height[J]. Clin Orthop,1992,282(9):170-176.
[3] Leung YF,Wai YL,Leung YC. Patella alta in southern China: a new method of measurement[J]. Int Orthop,1996,20(5):305-310.
[4] Grelsamer RP,Proctor CS,Bazos AN. Evaluation of patellar shape in the sagittal plane: a clinical analysis[J]. Am J Sports Med,1994,22(1):61-66.
[5] 刘宗礼，潘子翔，刘仲秋.成年人髌股关节痛的X线改变[J].中华骨科杂志，1999，19(3)：145-148.
[收稿日期] 2000-01-05
[修回日期] 2000-06-12, 百拇医药