第1章 下肢的生理軸線

1、下肢的生理軸線1 介紹膝關(guān)節(jié)是人體最大和最復(fù)雜的關(guān)節(jié)，擁有最長的杠桿臂。關(guān)節(jié)將肌肉的收縮力轉(zhuǎn)化為人體的運(yùn)動(dòng)。膝關(guān)節(jié)大的杠桿臂產(chǎn)生大的負(fù)荷力矩。軸向負(fù)荷引起膝關(guān)節(jié)高機(jī)械應(yīng)力。平地行走時(shí)的機(jī)械負(fù)荷約為體重的3.4倍，而在上樓梯時(shí)則為體重的4.3倍。2下肢的生理軸線當(dāng)考慮下肢軸線時(shí)有必要區(qū)分解剖和機(jī)械軸線。股骨和脛骨的解剖軸與其骨干的中線一致。由于股骨頸的方向，股骨的骨干軸線并非如脛骨般是一條直線。股骨和脛骨的解剖軸線構(gòu)成一個(gè)外側(cè)張開的173°-175°角（aFTA）（Fig 1-1a）。Fig1-1a 冠狀面的下肢軸線和關(guān)節(jié)角圖示。a 解剖軸和關(guān)節(jié)角的標(biāo)準(zhǔn)值。解剖股脛角（aFT

2、A）=173-175°，解剖股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（aLDFA）=81°±2°，解剖脛骨近端內(nèi)側(cè)角（aMPTA）=87°±3°，解剖脛骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（aLDTA）=89°±3°。b 機(jī)械軸和關(guān)節(jié)角的標(biāo)準(zhǔn)值。機(jī)械股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（mLDFA）=87°±3°，機(jī)械脛骨近端內(nèi)側(cè)角（mMPTA）=87°±3°，機(jī)械脛骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（mLDTA）=89°±3°。A=股骨髁的切線（膝關(guān)節(jié)基線）。 B=脛骨平臺(tái)的切線。股骨的機(jī)械軸自股

3、骨頭的中心到膝關(guān)節(jié)的中心，與股骨干解剖軸形成6°±1°成角（aMFA）（Fig 1-2）。脛骨的機(jī)械軸和解剖軸幾乎一致，兩條軸線平行，解剖軸較機(jī)械軸偏內(nèi)約數(shù)毫米。下肢的力線（Mikulicz線）是指股骨頭中心和踝關(guān)節(jié)中心的連線（Fig 1-3）。這條線生理上經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心偏內(nèi)側(cè)平均4（±2）mm。如果這條機(jī)械軸經(jīng)過這一點(diǎn)的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，提示外翻或內(nèi)翻畸形（如下）。由于兩側(cè)髖關(guān)節(jié)中心的距離大于兩側(cè)膝關(guān)節(jié)中心及踝關(guān)節(jié)中心的距離，下肢的力線自頭端外側(cè)向尾端內(nèi)側(cè)略呈斜行，與身體的垂直軸線約成3°夾角（Fig 1-3）。*下肢的機(jī)械軸（Mikulicz線）

4、經(jīng)過股骨頭中心至踝關(guān)節(jié)中心，在生理狀態(tài)下，此線經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心偏內(nèi)側(cè)平均4（±2）mm。股骨解剖軸和機(jī)械軸成6°（±1°）夾角（aMFA）。Fig 1-2 股骨機(jī)械軸（a）和解剖軸（b）夾角。生理的解剖機(jī)械股骨角（aMFA）為6°±1°。Fig 1-3 下肢的機(jī)械軸（綠線）自頭端外側(cè)向尾端內(nèi)側(cè)略呈斜行，與身體的垂直軸線（黑線）約成3°夾角。在生理狀態(tài)下，膝關(guān)節(jié)的基線（股骨髁的切線）和脛骨平臺(tái)的切線幾乎平行（關(guān)節(jié)線會(huì)聚角=JLCA，0-1°內(nèi)側(cè)會(huì)聚）（見Fig1-1，F(xiàn)ig1-6）。由于脛骨的機(jī)械軸和解剖軸平

5、行，脛骨的解剖軸和機(jī)械軸與脛骨平臺(tái)切線的夾角近端內(nèi)側(cè)角均為87°±3°，踝關(guān)節(jié)線水平的脛骨遠(yuǎn)端外側(cè)角的標(biāo)準(zhǔn)值為89°±3°（見Fig1-1a-b）。股骨機(jī)械軸和膝關(guān)節(jié)基線相交的遠(yuǎn)端外側(cè)角也為87°±3°。由于aMFA，膝關(guān)節(jié)基線與股骨的解剖軸形成約81°±2°的夾角（見Fig1-1a-b，Table1-1）。Table1-1 下肢的生理關(guān)節(jié)角。3關(guān)節(jié)面的方向股骨和脛骨的骨干及髁的解剖與膝關(guān)節(jié)的功能完美匹配。股骨和脛骨骨干均有前弓（Fig 1-4a-b）。在矢狀面上脛骨平臺(tái)與股

6、（原文如此，應(yīng)為脛骨？后面標(biāo)紅處同此）骨干的軸線相比略向后移位（Fig1-4b）。并且在矢狀面上脛骨關(guān)節(jié)面后方向尾端傾斜10°（脛骨后傾）（Fig1-4c）。上述的軸向彎曲和股骨脛骨關(guān)節(jié)的解剖特點(diǎn)是膝關(guān)節(jié)獲得廣泛活動(dòng)范圍，避免屈曲時(shí)骨撞擊和肌肉軟組織卡壓的先決條件。*在矢狀面上，脛骨平臺(tái)與股骨干軸線相比稍向后移，且與水平線成10°后傾（脛骨后傾）。Fig1-4a-ca 矢狀面股骨干的生理前弓b 矢狀面脛骨干的生理前弓，脛骨平臺(tái)與股骨干軸線相比向后移位c 脛骨后傾的示意圖。在矢狀面上，脛骨近端關(guān)節(jié)面與水平線相比，后方尾傾10°。4 下肢畸形的原因下肢的畸形定義為生理

7、軸線的偏移。關(guān)節(jié)角和軸線在冠狀面、矢狀面和橫斷面上可發(fā)生病理改變，并引起整個(gè)下肢的對(duì)線異常。如果多個(gè)面上同時(shí)發(fā)生改變，就會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜的下肢畸形。股骨干或脛骨干縱軸生理旋轉(zhuǎn)的改變會(huì)導(dǎo)致下肢的旋轉(zhuǎn)畸形。下肢的旋轉(zhuǎn)畸形及其分析以及截骨矯形治療將在15章“股骨和脛骨的旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)”中進(jìn)行詳細(xì)闡述。下肢畸形的原因是多方面的。原因可以是先天性或原發(fā)性的?；慰砂l(fā)生于兒童期，由骺板部分早閉所致的生長異常、代謝異常（如佝僂?。┗蚬遣。I性骨?。┮稹Ｏ轮S線的偏移也可能是系統(tǒng)性肌肉和神經(jīng)源性疾病的一部分。在成人，創(chuàng)傷后畸形大多是骨折畸形愈合的結(jié)果。骨壞死、骨腫瘤或類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致的關(guān)節(jié)面破壞可導(dǎo)致下肢機(jī)械軸線的繼

8、發(fā)偏移。繼發(fā)性內(nèi)翻或外翻畸形的最常見原因是半月板切除后的繼發(fā)軟骨破壞。（Table1-2）*生理軸線的偏移導(dǎo)致下肢的畸形。關(guān)節(jié)角和軸線在冠狀面、矢狀面和橫斷面可發(fā)生病理改變。最常發(fā)生和臨床最關(guān)注的病理改變是冠狀面的內(nèi)外翻畸形。軸線畸形的原因先天性畸形原發(fā)性畸形骺板部分早閉所致的生長異常代謝性疾?。ㄈ缲E?。┕遣。ㄈ缒I性骨病）系統(tǒng)性肌源性疾病系統(tǒng)性神經(jīng)源性疾病骨折畸形愈合引起的創(chuàng)傷后畸形骨壞死、骨腫瘤或類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎引起的關(guān)節(jié)面破壞導(dǎo)致的繼發(fā)偏移半月板切除術(shù)后繼發(fā)軟骨破壞導(dǎo)致的內(nèi)外翻畸形Table1-2 下肢的軸線畸形原因5 軸線畸形的系統(tǒng)分析最常見的下肢畸形發(fā)生于冠狀面（內(nèi)外翻畸形）。冠狀面的對(duì)

9、線異常通過應(yīng)用“對(duì)線異常檢驗(yàn)”進(jìn)行分析。機(jī)械軸的偏移（MAD）表現(xiàn)為對(duì)線異常。冠狀面上若下肢力線軸經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)超過15mm（內(nèi)翻）或外側(cè)超過10mm（外翻）則為顯著偏移。為區(qū)分對(duì)線異常來源于股骨側(cè)還是脛骨側(cè)，必須要分析機(jī)械股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（mLDFA，標(biāo)準(zhǔn)值87°±3°）和機(jī)械脛骨近端內(nèi)側(cè)角（mMPTA，標(biāo)準(zhǔn)值87±3°）。如果mLDFA小于標(biāo)準(zhǔn)值，外翻畸形來源于股骨側(cè)；如果mMPTA大于標(biāo)準(zhǔn)值，外翻畸形則來源于脛骨側(cè)。相反地，如果mLDFA增大，內(nèi)翻畸形來源于股骨側(cè)；mMPTA減小，則內(nèi)翻畸形來源于脛骨側(cè)。進(jìn)一步再分析關(guān)節(jié)線會(huì)聚角（JLC

10、A）。在生理狀態(tài)下，膝關(guān)節(jié)的基線（股骨髁的切線）和脛骨平臺(tái)的切線幾乎相互平行（0-1°內(nèi)側(cè)會(huì)聚角）。JLCA內(nèi)側(cè)增加可能是因?yàn)閮?nèi)側(cè)韌帶關(guān)節(jié)囊的松弛，韌帶不穩(wěn)定或外側(cè)間室的軟骨丟失，而JLCA外側(cè)增加可能是因?yàn)閮?nèi)側(cè)間室軟骨丟失，關(guān)節(jié)面破壞或外側(cè)韌帶關(guān)節(jié)囊結(jié)構(gòu)松弛。Fig 1-5a-b 基于“對(duì)線異常檢驗(yàn)”的畸形系統(tǒng)分析。MAD=機(jī)械軸偏移，內(nèi)側(cè)移位15mm（內(nèi)翻畸形）（a）和外側(cè)移位10mm（外翻畸形）(b)為顯著偏移。mLDFA=機(jī)械股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角，標(biāo)準(zhǔn)值87°±3°。mMPTA=機(jī)械脛骨近端內(nèi)側(cè)腳，標(biāo)準(zhǔn)值87°±3°。5.

11、1 膝內(nèi)翻膝內(nèi)翻時(shí)股骨解剖軸和脛骨解剖軸的外側(cè)夾角超過173-175°。自股骨頭中心至踝關(guān)節(jié)中心的力線經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心偏內(nèi)超過4（±2）mm，亦即在顯著內(nèi)翻異常時(shí)，機(jī)械軸向膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)的偏移超過15mm。雙側(cè)股骨髁間距增加（Fig1-6a-b，Table1-3）。膝內(nèi)翻解剖股脛角大于173-175°Mikulicz線經(jīng)過4mm點(diǎn)內(nèi)側(cè)，顯著內(nèi)翻時(shí)MAD向膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)偏移超過15mm股骨髁間距增加Table1-3 膝內(nèi)翻特點(diǎn)5.2膝外翻在下肢外翻畸形，解剖股脛角（aFTA）小于173-175°，Mikulicz線在4mm點(diǎn)外側(cè)。若存在顯著外翻畸形時(shí)，機(jī)械軸

12、向膝關(guān)節(jié)中心外側(cè)偏移超過10mm。雙側(cè)內(nèi)踝間距增加（Fig1-6c，Table1-4）。膝外翻解剖股脛角小于173-175°Mikulicz線經(jīng)過4mm點(diǎn)外側(cè)，顯著外翻時(shí)MAD向膝關(guān)節(jié)中心外側(cè)偏移超過15mm踝間距增加Table1-4 膝外翻特點(diǎn)下肢矢狀面和橫斷面畸形的系統(tǒng)分析在11章“截骨和韌帶不穩(wěn)定：脛骨后傾矯正和膝關(guān)節(jié)周圍聯(lián)合措施”和15章“股骨和脛骨的旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)”中進(jìn)行詳細(xì)描述。Fig 1-6a-c 冠狀面下肢畸形a下肢的生理軸線。機(jī)械軸脛骨膝關(guān)節(jié)中心偏內(nèi)4（±2）mm。b 膝內(nèi)翻時(shí)解剖股脛角增加（aFTA 173175°）。Mikulicz線經(jīng)過4mm點(diǎn)

13、內(nèi)側(cè)（內(nèi)側(cè)MAD15mm，綠線），股骨髁間距（ICD）增加。膝關(guān)節(jié)外側(cè)開角（JLCA）。c膝外翻時(shí)解剖股脛角減小（aFTA 173175°）。下肢力線經(jīng)過4mm點(diǎn)外側(cè)（內(nèi)側(cè)MAD15mm，綠線），內(nèi)踝間距（IMD）增加。脛骨平臺(tái)和股骨髁切線的夾角（JLCA）內(nèi)側(cè)張開。6 下肢畸形的影響若冠狀面脛骨或股骨偏移存在，膝關(guān)節(jié)應(yīng)力傳遞不再均勻一致，而出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力負(fù)荷在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)或外側(cè)間室的非生理分布。單一關(guān)節(jié)間室的過度機(jī)械負(fù)荷導(dǎo)致軟骨破壞，促進(jìn)關(guān)節(jié)退行性疾病的發(fā)生并加速其發(fā)展。下肢畸形被視為所謂關(guān)節(jié)炎前畸形。*若脛骨或股骨偏移存在，關(guān)節(jié)的機(jī)械應(yīng)力傳遞不再是生理分布，而是更偏向于內(nèi)側(cè)或外側(cè)間室。下