第一跖骨三维畸形量化指标与拇外翻畸形患者截骨矫形后功能预后的相关性

doi:10.12307/2026.592

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (15): 3855-3861.doi: 10.12307/2026.592

• 骨与关节生物力学Bone and joint biomechanics • 上一篇下一篇

第一跖骨三维畸形量化指标与拇外翻畸形患者截骨矫形后功能预后的相关性

孙梅兰1，赵晓亮1，闫天元1，张世喆2，牛国昌1，关玉龙1，李华1

1衡水市人民医院手足外科，河北省衡水市 053000；2衡水市第三人民医院外科，河北省衡水市 053000

接受日期:2024-12-06 出版日期:2026-05-28 发布日期:2025-11-06
通讯作者: 李华，博士，主任医师，衡水市人民医院手足外科，河北省衡水市 053000
作者简介:孙梅兰，女，1989年生，河北省衡水市人，汉族，2016年河北医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事手足外科相关研究。
基金资助:
2023年度河北省医学科学研究课题计划(20232186)，项目负责人：赵晓亮

Correlation between quantitative indicators of three-dimensional deformity of the first metatarsal bone and functional prognosis after osteotomy and orthopedic treatment in patients with hallux valgus deformity

Sun Meilan1, Zhao Xiaoliang1, Yan Tianyuan1, Zhang Shizhe2, Niu Guochang1, Guan Yulong1, Li Hua1

1Department of Hand and Foot Surgery, Hengshui People’s Hospital, Hengshui 053000, Hebei Province, China; 2Department of Surgery, Hengshui Third People’s Hospital, Hengshui 053000, Hebei Province, China

Accepted:2024-12-06 Online:2026-05-28 Published:2025-11-06
Contact: Li Hua, MD, Chief physician, Department of Hand and Foot Surgery, Hengshui People’s Hospital, Hengshui 053000, Hebei Province, China
About author:Sun Meilan, MS, Attending physician, Department of Hand and Foot Surgery, Hengshui People’s Hospital, Hengshui 053000, Hebei Province, China
Supported by:
2023 Hebei Medical Science Research Project Plan, No. 20232186 (to ZXL)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

拇外翻畸形：是指拇趾在第一跖趾关节处向外侧偏斜移位，是一种复杂的解剖畸形，一般表现为拇趾在第一跖趾关节处向外侧偏斜，关节内侧出现明显的骨赘，一些患者骨赘处软组织因长期受鞋子摩擦挤压而出现红肿、积液，严重拇外翻患者可出现其他足趾的偏斜、骑跨。
第一跖骨三维层面：截骨矫形术为目前临床治疗中重度拇外翻的主要方案，可快速纠正拇外翻畸形，恢复关节正常的生理位置，同时可促进周围肌腱、韧带等软组织的正常活动功能恢复，而跖趾关节活动依靠第一跖趾关节的匹配性，术后跖趾关节匹配性较差可能导致术后拇外翻复发，拇外翻畸形患者第一跖骨相对位置畸形结构复杂，截骨矫形术治疗中主要以第一跖骨水平面畸形作为参考。

摘要
背景：拇外翻主要通过截骨矫形进行治疗，但术后存在复发、畸形风险，因此术后评估畸形情况具有重大意义。
目的：分析拇外翻截骨矫形后第一跖骨三维层面畸形指标变化与术后功能预后的相关性，及对临床治疗的指导意义。
方法：选择2022年1-12月衡水市人民医院手足外科收治的拇外翻畸形患者100例(足)，均行Scarf截骨矫形治疗。治疗前、治疗后6个月拍摄负重位足部正侧位X射线片及模拟负重位CT片，观察测量第1-2跖骨间角、足正位X射线片胫侧籽骨位置、第一跖骨旋转α角、远端关节面固角、拇外翻角，分析第一跖骨三维层面畸形量化指标之间的相关性，比较治疗前、治疗后6个月畸形量化指标及美国足踝外科协会评分的差异，并分析治疗后6个月第一跖骨三维层面畸形量化指标与美国足踝外科协会评分的相关性，评估畸形量化指标预测功能预后的效能。
结果与结论：①治疗前，拇外翻角与第一跖骨旋转α角之间无相关性(P > 0.05)，与远端关节面固角、第1-2跖骨间角、足正位X射线片胫侧籽骨位置之间呈正相关(P < 0.05)；远端关节面固角、第1-2跖骨间角、第一跖骨旋转α角、胫侧籽骨位置之间均呈正相关(P < 0.05)；②相较于治疗前，治疗后6个月美国足踝外科协会评分明显升高(P < 0.05)，畸形量化指标均减小(P < 0.05)；③治疗后6个月畸形量化指标与美国足踝外科协会评分功能、疼痛、力线及总评分均呈负相关(P < 0.05)；④提示第一跖骨三维层面畸形量化指标对于拇外翻畸形患者术前评估具有较高的应用价值，为临床术前评估、疗效评估提供了参考依据，以针对性展开后续治疗，降低截骨矫形后复发风险，改善预后。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 拇外翻畸形, 截骨矫形术, X射线片, CT, 第一跖骨, 功能预后

Abstract: BACKGROUND: Bunion is mainly treated by osteotomy and orthopedic surgery, but there is a risk of recurrence and deformity in the postoperative period, so postoperative evaluation of deformity is of great importance.
OBJECTIVE: To analyze the correlation of the changes in the three-dimensional deformity indicators of the first metatarsal bone after conventional osteotomy for correction of hallux valgus deformity with postoperative functional prognosis, and their guiding significance for clinical treatment.
METHODS: One hundred patients (feet) with hallux valgus deformity in Department of Hand and Foot Surgery, Hengshui People’s Hospital were selected from January to December 2022, and all of them underwent Scarf osteotomy and orthopedic surgery. Preoperative and 6-month postoperative orthopedic X-rays of the foot in weight-bearing position and simulated weight-bearing position CT films were taken to observe and measure the intermetatarsal angle of the first and second metatarsal bones, tibial lateral sesamoid bone position on orthopedic X-rays of the foot, first metatarsal rotational α-angle, distal articular facet fixation angle, and the angle of the hallux valgus. The correlation of deformity quantifiers at the three-dimensional level of the first metatarsal bone was analyzed, and deformity quantifiers and American Orthopaedic Foot & Ankle Society scores were compared preoperatively and at 6 months postoperatively. The correlation between the quantitative index of deformity at the three-dimensional level of the first metatarsal bone and the American Orthopaedic Foot & Ankle Society score 6 months after treatment was analyzed to evaluate the efficacy of the quantitative indicators of the deformity in predicting functional prognosis.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Before treatment, the hallux valgus angle had no correlation with the first metatarsal rotational α-angle (P > 0.05), but was positively correlated with distal articular facet fixation angle, intermetatarsal angle of the first and second metatarsal bones, and tibial lateral sesamoid bone position on orthopedic X-ray films of the foot (P < 0.05). Distal articular facet fixation angle, intermetatarsal angle of the first and second metatarsal bones, first metatarsal rotational α-angle, and tibial lateral sesamoid bone position on orthopedic X-rays of the foot were all positively correlated (P < 0.05). (2) American Orthopaedic Foot & Ankle Society scores were significantly higher at 6 months postoperatively compared with preoperatively (P < 0.05), and the deformity quantifiers were all lower (P < 0.05). (3) There was a negative correlation of the deformity quantifiers at 6 months postoperatively with the American Orthopaedic Foot & Ankle Society score function, pain, force line, and total score (P < 0.05). (4) The quantitative deformity index of the first metatarsal bone in three dimensions is of high value for the preoperative evaluation, which provides a reference basis for clinical preoperative evaluation and assessment of the efficacy of the treatment, in order to carry out the follow-up treatment, reduce the risk of postoperative recurrence, and improve the prognosis.

Key words: ">hallux valgus deformity, osteotomy and orthopedics, X-ray film, CT, first metatarsal bone, functional prognosis

中图分类号:

孙梅兰, 赵晓亮, 闫天元, 张世喆, 牛国昌, 关玉龙, 李华. 第一跖骨三维畸形量化指标与拇外翻畸形患者截骨矫形后功能预后的相关性[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(15): 3855-3861.

Sun Meilan, Zhao Xiaoliang, Yan Tianyuan, Zhang Shizhe, Niu Guochang, Guan Yulong, Li Hua. Correlation between quantitative indicators of three-dimensional deformity of the first metatarsal bone and functional prognosis after osteotomy and orthopedic treatment in patients with hallux valgus deformity[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(15): 3855-3861.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析 纳入拇外翻畸形患者100例(足)，全部进入结果分析，无脱落。所有患者均未出现植入物过敏反应、免疫反应、周围感染等，植入物生物相容性良好。
2.2 试验流程图 见图1。

2.3 第一跖骨三维层面畸形量化指标 此组拇外翻畸形患者100例(100足)均完成负重位足部正侧位X射线片及模拟负重位CT片拍摄，第一跖骨三维层面畸形量化指标及图像见表2及图2。

2.4 拇外翻畸形患者术前第一跖骨三维层面畸形量化指标的相关性分析 拇外翻角与第一跖骨旋转α角之间无相关性(P > 0.05)，与远端关节面固角、第1-2跖骨间角、足正位X射线片胫侧籽骨位置之间呈正相关(P < 0.05)；远端关节面固角、第1-2跖骨间角、第一跖骨旋转α角、足正位X射线片胫侧籽骨位置之间均呈正相关(P < 0.05)。见表3。
2.5 拇外翻畸形患者术前术后AOFAS评分比较 相较于术前，患者术后6个月AOFAS评分显著升高(P < 0.05)，见表4。
2.6 拇外翻畸形患者手术前后第一跖骨三维层面畸形量化指标比较 相较于术前，术后6个月足正位X射线片远端关节面固角、胫侧籽骨位置分级、拇外翻角、第1-2跖骨间角、第一跖骨旋转α角均减小(P < 0.05)。见表5。

2.7 第一跖骨三维层面畸形量化指标与AOFAS评分的相关性 术后6个月患者足正位X射线片胫侧籽骨位置、拇外翻角、第1-2跖骨间角、第一跖骨旋转α角、远端关节面固角与AOFAS疼痛、力线、功能及总评分均呈负相关(P < 0.05)，见表6及图3。

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引言

材料方法

1.1 设计 回顾性病例分析，影像学试验。计量资料两组间比较采用t检验，多组间比较行单因素方差分析，两两比较行LSD-t检验；相关性分析采用Pearson相关系数模型。
1.2 时间及地点 病例为2022年1-12月在衡水市人民医院就诊的拇外翻畸形患者。
1.3 材料 植入物介绍见表1。

1.4 对象 选择2022年1-12月衡水市人民医院收治的拇外翻畸形患者100例(足)，其中男17例、女83例；年龄22-76岁，平均(38.32±6.74)岁；体质量指数20.3-25.5 kg/m2，平均(23.02±0.75) kg/m2。
纳入标准：均经影像学检查证实为拇外翻畸形，足正位X射线片符合第1-2跖骨间角> 10°，拇外翻角> 15°；临床表现主要为拇趾向外偏斜，穿鞋引起疼痛加重者。
排除标准：既往存在足部手术或严重创伤史；合并类风湿关节炎、痛风性关节炎；糖尿病足者；先天性足踝部畸形者；合并肌力、肌张力障碍者；造血系统疾病、凝血功能异常者；合并全身性感染、自身免疫性疾病者；精神异常或治疗、检查依从性较差。
此次研究经衡水市人民医院伦理委员会审核批准(批准文号：2022-2-017-1)。所有患者均认可此次检查、治疗方案，并签订知情同意书。
1.5 方法
1.5.1 手术方法由同一组医师对所有患者行Scarf截骨矫形术，给予神经阻滞麻醉，处仰卧位，采用同一种小钢板固定，远端软组织仅切除增生骨赘、关节囊，缝合内侧关节囊。术中截骨后行X射线片检查以确定跖趾、籽骨复位情况及关节活动度、适应程度，术后早期锻炼主动关节功能，2周后通过矫形鞋下床活动。
1.5.2 影像检查所有患者入院后均拍摄负重位足部正侧位X射线片及模拟负重位CT片，术后3，6，12个月再次行负重位足部正侧位X射线片及模拟负重位CT检查。所有影像检查操作均由具有丰富经验的放射科医师进行，CT检查时患者处仰卧位足功能位下由美国GE Light-speed VCT 64排螺旋CT进行扫描，参数设置：管电流150-180 mAs，管电压120 kV，
层间距5 mm，放松站立，双足平行，目视前方，采用Sharp模式扫描；由美国GE Plus656 X射线摄影系统拍摄，检查时均于足负重直立位拍摄。所有影像资料均由同2位具有丰富经验的影像医师评估，分别进行阅片并汇总结果，意见不一致时由第3位医师参与检阅，测量拇外翻角、第1-2跖骨间角、足正位X射线片胫侧籽骨位置、远端关节面固角、第一跖骨旋转α角。
拇外翻角：在足正位X射线片上，测量第一跖骨纵轴与近节趾骨纵轴的夹角。
第1-2跖骨间角：在足正位X射线片上，测量第一、二跖骨纵轴间的夹角。
胫侧籽骨位置：根据它与第一跖骨头的相对位置，以籽骨位置分级衡量：Ⅰ级，籽骨位于第一跖骨头下方，两籽骨间距正常；Ⅱ级，籽骨轻度移位，偏离第一跖骨头下方中心位置，两籽骨间距轻度增加；Ⅲ级，籽骨移位明显，超出跖骨头关节面的下方区域，向内侧或外侧移位，两籽骨间距明显增大；Ⅳ级，籽骨完全脱出第一跖骨头的覆盖范围，移位到跖骨头的内侧或外侧，常伴有籽骨间韧带损伤。
远端关节面固角：在足正位X射线片上，测量第一跖骨远端关节面与第一跖骨纵轴的夹角。
第一跖骨旋转α角：通过CT多平面重建，观察第一跖骨在横断面上的旋转角度。
1.5.3 术后功能评估术后6个月采用AOFAS评分对趾功能进行评估，包括力线(10分)、关节功能(50分)、疼痛(40分)，总分100分，其中< 50分评估为差，50-74分评估为中，75-89分评估为良，90-100分评估为优。
1.6 主要观察指标 ①所有患者第一跖骨三维层面畸形量化指标；②拇外翻畸形患者第一跖骨冠状面与水平面矢状面畸形量化指标的相关性；③拇外翻畸形患者手术前后美国足踝外科协会评分；④拇外翻畸形患者手术前后第一跖骨三维层面畸形量化指标；⑤第一跖骨三维层面畸形量化指标与AOFAS评分的相关性。
1.7 统计学分析 采用SPSS 23.0软件进行数据分析，用EXCEL软件建立数据库，常规进行逻辑检错，符合正态分布的计量资料用x±s表示，两组间比较采用t检验，多组间比较行单因素方差分析，两两比较行LSD-t检验；相关性分析采用Pearson相关系数模型；采用受试者工作特征曲线分析第一跖骨三维层面畸形量化指标预测功能预后的效能，默认双侧检验，P < 0.05表示差异有显著性意义。文章统计学方法已经浙江中医药大学公共卫生学院医学教研室郑卫军教授团队审核。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

拇外翻为足部畸形及疼痛的常见病因，其发病与韧带创伤、松弛、类风湿关节炎等因素密切相关，且女性人群中发病率较高，随畸形加重可引起籽骨悬吊系统、跖骨头分离、拇趾旋前，对患者足部负重及正常行走造成严重影响[12-16]。目前临床对于拇外翻术前评估多基于二维水平面上骨性结构位移改变，但手术过程中易忽略拇外翻旋前，导致术后效果不符合预期[17-18]。术前对拇外翻足功能状态进行影像学测量，从三维层面上量化分析第一跖骨病变特点，对于术前全面评估、改进治疗方案具有重大意义。
拇外翻畸形以第1-2跖骨间角、拇外翻角增大为主要病理改变，而截骨矫形术可针对性改善第1-2跖骨间角、拇外翻角增大，为临床治疗中重度拇外翻的有效手段，理想的拇外翻手术在纠正的同时可恢复跖趾关节的完整性，消除疼痛并维持运动功能，但传统截骨矫形术在术前仅采用X射线片进行二维评估，术中仅根据暴露的趾骨头内侧定位截骨，难以精确选择最佳截骨轴线[19-23]。此次研究发现拇外翻角与第一跖骨三维层面畸形量化指标呈正相关，且各指标之间呈正相关，提示第一跖骨冠状面与水平面矢状面畸形量化指标密切相关，可通过第一跖骨三维层面畸形量化进行术前评估。拇外翻患者第一跖骨结构复杂，手术主要以第一跖骨水平面作为参考，而负重CT可采集足踝部影像，有效观察负重位下多个关节的关系，辐射剂量较低，对于手术方案制定及术后治疗效果评估均具有指导作用[24-27]。有报道显示，第一跖骨头畸形为拇外翻中复杂结构的组成部分，第一跖骨头旋转可导致跖趾关节对位不良、跖趾关节处韧带不协调等，故通过第一跖骨三维层面量化评估意义重大[28-30]。中重度拇外翻患者足底生物力学分布的恢复与远端关节面固角的恢复有关，而远端关节面固角大小可决定拇外翻程度，且拇外翻角可随远端关节面固角的增加而增大[31-32]。
有学者研究表明，经第一跖骨三维层面检查，以跖骨轴线前后位测量跖骨旋转，沿跖骨长轴轴线拍摄X射线片，在冠状面上以跖骨嵴为定点，以双侧籽骨外侧为底点做等腰三角形，以底边、延长线交接，垂直水平线测量底边延长线、水平线相交、位置，以此测量第一跖骨头旋转程度[33-34]。国外学者通过对比拇外翻与非拇外翻患者发现，采用足籽骨负重轴位X射线片量化测量跖骨旋转，拇外翻组跖骨旋转度均值为(14.02±8.75)°，非拇外翻组跖骨为(0.99±3.63)°，且旋转程度随第1-2跖骨间角增大而增大，足部胫侧籽骨脱位程度经七分度测量随第1-2跖骨间角增大而增大[35]。另有研究表明，拇外翻患者经Scarf截骨矫正术后远端关节面固角减小，且疗效良好患者拇外翻角、第1-2跖骨间角等畸形指标均低于疗效不良者，通过检测畸形指标改善情况可评估预后恢复情况[36]。此次研究与其结果基本一致，证实了第一跖骨三维层面畸形量化评估的应用价
值。
AOFAS评分为临床评估患肢功能变化的主要量表，此次研究发现，拇外翻畸形患者术后6个月AOFAS评分相较于术前明显升高，跖骨三维层面畸形量化指标均显著下降，且二者具有显著相关性，提示第一跖骨三维层面畸形量化指标对于拇外翻疗效及预后均具有一定评估价值。胫侧籽骨位置可反映第一跖骨、籽骨相对位置，其位置与跖骨籽骨的力学平衡相关，且胫侧籽骨位置与第1-2跖骨间角、拇外翻角相关，因此可通过第一跖骨三维层面畸形量化指标评估手术矫正效果[37-39]。有研究显示，跖骨三维层面畸形量化指标中胫侧籽骨位置可反映籽骨与第一跖骨位置关系，与拇外翻角、第1-2跖骨间角均呈正相关，即胫侧籽骨位置越大，拇外翻角、第1-2跖骨间角越大，当拇外翻患者术后胫侧籽骨位置恢复至≤4级时，跖骨籽骨系统的力量可恢复平衡，术后复发率可显著下降[40-42]。因此，畸形量化指标可用于评估拇外翻术后效果。
综上所述，第一跖骨三维层面畸形量化指标可用于拇外翻畸形患者术前评估，与患者术后AOFAS评分具有显著相关性，临床可通过上述指标早期制定手术方案、评估疗效，以改善预后、降低复发率。但此次研究仍存在一定局限性，如为单中心样本研究，总样本量仍较少，还需进一步扩大样本量以提高统计可信度。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

第一跖骨三维畸形量化指标与拇外翻畸形患者截骨矫形后功能预后的相关性

Correlation between quantitative indicators of three-dimensional deformity of the first metatarsal bone and functional prognosis after osteotomy and orthopedic treatment in patients with hallux valgus deformity

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