退行性内侧半月板后根撕裂半月板部分切除前后髋膝踝角与骨性关节炎进展的影像学评估

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.3862

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (21): 3368-3373.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.3862

• 骨与关节图像与影像 bone and joint imaging • 上一篇下一篇

退行性内侧半月板后根撕裂半月板部分切除前后髋膝踝角与骨性关节炎进展的影像学评估

彭超1，刘云鹏2，华国军2，杨家骥2，王星亮2，王小龙1

1安徽医科大学，安徽省合肥市 230000；2中国人民解放军联勤保障部队第904医院，江苏省无锡市 214000

收稿日期:2020-08-18 修回日期:2020-08-21 接受日期:2020-09-26 出版日期:2021-07-28 发布日期:2021-01-23
通讯作者: 刘云鹏，主任医师，中国人民解放军联勤保障部队第904医院，江苏省无锡市 214000
作者简介:彭超，男，1992年生，安徽省合肥市人，汉族，安徽医科大学在读硕士，主要从事骨关节外科研究。
基金资助:
无锡市科技发展资金项目(CSE31N1618)，项目负责人：刘云鹏，项目名称：基于髌股关节三维运动模型的复发性髌骨脱位生物力学研究；无锡市卫生计生委科研项目(Q201772)，项目负责人：王星亮，项目名称：内侧髌股韧带重建术对髌股关节解剖形态影响的影像学研究

Imaging evaluation of the hip-knee-ankle angle and osteoarthritis progression before and after partial meniscectomy for degenerative medial meniscus posterior root tear

Peng Chao1, Liu Yunpeng2, Hua Guojun2, Yang Jiaji2, Wang Xingliang2, Wang Xiaolong1

1Anhui Medical University, Hefei 230000, Anhui Province, China; 2The 904 Hospital of the Joint Service Support Force of Chinese PLA, Wuxi 214000, Jiangsu Province, China

Received:2020-08-18 Revised:2020-08-21 Accepted:2020-09-26 Online:2021-07-28 Published:2021-01-23
Contact: Liu Yunpeng, Chief physician, The 904 Hospital of the Joint Service Support Force of Chinese PLA, Wuxi 214000, Jiangsu Province, China
About author:Peng Chao, Master candidate, Anhui Medical University, Hefei 230000, Anhui Province, China
Supported by:
the Science and Technology Development Foundation Project of Wuxi, No. CSE31N1618 (to LYP); the Scientific Research Project of Health and Family Planning Commission of Wuxi, No. Q201772 (to WXL)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
髋膝踝角：即髋关节中心、膝关节中心和踝关节中心形成的夹角，反映了下肢力线情况，与膝关节骨性关节炎进展之间存在一定的相关性。
内侧半月板后根撕裂：是一种骨性或软组织根性撕脱伤或放射状撕裂，通常位于内侧半月板后根附着点10 mm以内，这类损伤可分为急性损伤和退行性损伤。该文主要研究退行性内侧半月板后根撕裂在行半月板部分切除时，术前髋膝踝角是否会影响术后骨性关节炎的进展及术后临床疗效。

背景：半月板部分切除可有效减少退行性内侧半月板后根撕裂患者的机械症状，但其不能阻止膝关节骨性关节炎的进展，可能与下肢力线对预后的影响相关。
目的：探讨退行性内侧半月板后根撕裂患者行半月板部分切除后患侧膝关节骨关节炎进展与术前患侧膝关节髋膝踝角之间的相关性。
方法：回顾性分析中国人民解放军联勤保障部队第904医院2014年1至12月退行性内侧半月板后根撕裂行半月板部分切除治疗患者的病历资料，共纳入患者138例，平均随访(5.53±0.58)年。以术前患肢髋膝踝角的最佳截断值将患者分为A组(髋膝踝角>176.2°，n=77)和B组(髋膝踝角≤176.2°，n=61)。行ROC曲线分析术前患肢髋膝踝角对术后美国特种外科医院评分HSS的预测价值，采用Spearman相关性分析探究术前患肢髋膝踝角与术后最终HSS值的相关性，比较两组术后患膝内侧关节间隙宽度与凯格伦-劳伦斯分级情况。试验获得联勤保障部队第904医院伦理委员会批准，批准号：2018-10-002。
结果与结论：①ROC曲线显示，术前髋膝踝角对术后美国特种外科医院评分HSS具有一定的预测价值，曲线下面积为0.75；②单因素Logistics回归分析结果显示，术前髋膝踝角和术前病程是术后HSS评分的影响因素；多因素Logistics回归分析结果显示，术前髋膝踝角是HSS评分值的独立危险因素(P < 0.01)，体质量指数和术前病程均不影响髋膝踝角与HSS评分值之间的相关性；③Spearman相关性分析结果显示，术前髋膝踝角与术后HSS评分呈正相关(r=0.472，P < 0.01)，术前髋膝踝角越大，术后HSS评分越高、预后越好；④A组末次随访的关节间隙宽度大于B组(P < 0.01)，凯格伦-劳伦斯分级程度低于B组(P < 0.05)，说明A组的术后骨性关节炎进展慢于B组；⑤结果表明对于退行性内侧半月板后根撕裂患者，如果术前髋膝踝角≤176.2°则不适合进行半月板部分切除手术，如果术前髋膝踝角>176.2°可行半月板部分切除手术，但应该谨慎考虑相关危险因素。

https://orcid.org/0000-0002-7314-5548 (彭超)

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: 骨, 半月板, 退行性变, 半月板后根撕裂, 半月板部分切除, 髋膝踝角, 骨性关节炎

Abstract: BACKGROUND: Partial meniscectomy can effectively reduce the mechanical symptoms of degenerative medial meniscus posterior root tear, but it cannot prevent the progression of knee osteoarthritis, which may be related to the effect of lower limb force line on prognosis.
OBJECTIVE: To investigate the correlation between the progression of knee osteoarthritis and the hip-knee-ankle angle in patients with degenerative medial meniscus posterior root tears after partial meniscectomy.
METHODS: The medical records of 138 patients with degenerative medial meniscus posterior root tears treated by partial meniscectomy in 904 Hospital of the Joint Service Support Force of Chinese PLA from January to December 2014 were analyzed retrospectively. The average follow-up was (5.53±0.58) years. Patients were divided into group A (hip-knee-ankle angle > 176.2°, n=77) and group B (hip-knee-ankle angle ≤ 176.2°, n=61) according to the best truncation value of hip-knee-ankle angle before operation. Receiver operator characteristic (ROC) curve was used to analyze the predictive value of preoperative hip-knee-ankle angle to postoperative American special surgery hospital score HSS. Spearman correlation analysis was used to explore the correlation between preoperative hip-knee-ankle angle and postoperative final HSS value. The width of knee medial joint space and Kaglan-Lawrence classification were compared between the two groups. The trial was approved by the Ethics Committee of 904 Hospital of the Joint Service Support Force of Chinese PLA (approval No. 2018-10-002).
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The ROC curve showed that the preoperative hip-knee-ankle angle had a certain predictive value to the postoperative American special surgery hospital score HSS, and the area under the curve was 0.75. (2) Univariate Logistics regression analysis results showed that hip-knee-ankle angle and preoperative course of disease were influencing factors for postoperative HSS score. Multivariate Logistics regression analysis results showed that preoperative hip-knee-ankle angle was an independent risk factor for HSS score (P < 0.01), while body mass index and preoperative course of disease did not affect the correlation between hip-knee-ankle angle and HSS score. (3) Spearman correlation analysis results showed that the preoperative hip-knee-ankle angle was positively correlated with postoperative HSS score (r=0.472, P < 0.01). The greater the preoperative hip-knee-ankle angle and the higher the preoperative HSS score, the better the prognosis. (4) The width of postoperative joint space in group A was larger than that in group B (P < 0.01), and the degree of Kaglan-Lawrence grade in group A was lower than that in group B (P < 0.05), indicating progression of postoperative osteoarthritis in group A was slower than that in group B. (5) The results showed that for patients with degenerative medial meniscus posterior root tears, partial meniscectomy was not suitable if the hip-knee-ankle angle was ≤ 176.2°. Partial meniscectomy could be performed if the hip-knee-ankle angle was > 176.2°, but relevant risk factors should be carefully considered.

Key words: bone, meniscus, degeneration, meniscus posterior root tears, partial meniscectomy, hip-knee-ankle angle, osteoarthritis

中图分类号:

彭超, 刘云鹏, 华国军, 杨家骥, 王星亮, 王小龙. 退行性内侧半月板后根撕裂半月板部分切除前后髋膝踝角与骨性关节炎进展的影像学评估[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(21): 3368-3373.

Peng Chao, Liu Yunpeng, Hua Guojun, Yang Jiaji, Wang Xingliang, Wang Xiaolong. Imaging evaluation of the hip-knee-ankle angle and osteoarthritis progression before and after partial meniscectomy for degenerative medial meniscus posterior root tear[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(21): 3368-3373.

图/表（结果） 9

2.1 参与者数量分析 138例患者均进入结果分析。
2.2 两组基线资料比较两组之间性别、年龄、侧别、术前HSS评分、术前ASA评分、随访时间比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，两组间体质量指数、病程比较差异有显著性意义(P < 0.05)，见表1。

2.3 试验流程图见图1。

2.4 术前髋膝踝角与术后HSS评分的数据分布如图2所示，138例患者的术前患侧膝关节髋膝踝角分布在174.5°-179.7°，末次随访HSS评分在62-94分之间。

2.5 ROC曲线利用ROC曲线分析术前患肢髋膝踝角对术后HSS评分的预测价值，结果显示最佳截断值为176.2°，敏感度为65.45%，特异性为82.14%，曲线下面积为0.75，95%CI为(0.670，0.820)，见图3。

2.6 Logistics回归分析各变量和术后HSS评分之间的相关性单因素Logistics回归分析结果显示，术前髋膝踝角和术前病程均与术后HSS评分之间存在相关性(P < 0.05)，见表2。但结合既往研究结果，依然将体质量指数纳入多因素Logistics回归分析模型中，结果显示只有髋膝踝角是影响术后HSS评分的独立危险因素(P < 0.01)。在多因素Logistics回归分析中引入3个亚变量(体质量指数和术前病程、体质量指数和髋膝踝角、术前病程和髋膝踝角)进行交互作用分析后，结果显示体质量指数、术前病程和髋膝踝角之间不存在交互作用(P > 0.05)，即体质量指数和术前病程均不影响髋膝踝角与膝关节骨性关节炎进展之间的相关性，见表2。

2.7 术前髋膝踝角与术后HSS评分的相关性分析 Spearman相关性分析显示，术前髋膝踝角与术后HSS评分呈正相关(r=0.472，P < 0.01)。术前髋膝踝角越大，术后HSS评分越高、预后越好(图4)。

2.8 两组手术前后影像学相关资料对比术前两组的关节间隙宽度主要分布在3-5 mm之间，术后A组主要分布在2-4 mm之间，而B组主要分布在1.5-3.5 mm之间，见图5。术前两组的K-L分级为0-2级，组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)，术后B组K-L分级进展明显较A组快(P < 0.05)，见图6。上述结果表明术后B组膝关节骨性关节炎进展更为迅速，预后相对较差。

两组术前关节间隙宽度和K-L分级比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，术后末次随访的关节间隙宽度和K-L分级比较差异均有显著性意义(P < 0.01，P < 0.05)，见表3。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性队列研究。
1.2 时间及地点试验于2018年10月至2019年5月在中国人民解放军联勤保障部队第904医院完成。
1.3 对象选择中国人民解放军联勤保障部队第904医院2014年1至12月行半月板部分切除治疗的退行性MMPRT患者138例，收集每例患者相关资料：性别、年龄、体质量指数、侧别、术前美国麻醉师协会(American society of Aneshesiologists，ASA)评分、术前病程、随访时间、手术前后美国特种外科医院(hospital for special surgery，HSS)评分(术后HSS评分记录时间为末次随访时获得评分数据)以及相关影像学资料(术前下肢全长片、术前和术后的患侧膝关节负重45°屈曲前后位X射线片及患侧膝关节正侧X射线片)。根据术前和术后影像学资料，测量术前患侧髋膝踝角及手术前后患膝内侧膝关节间隙宽度、凯格伦-劳伦斯(Kellgren- Lawrence，K-L)分级。上述影像学相关指标的评估与测量均由2名中级以上职称的影像专业医生完成。
行受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线分析术前患肢髋膝踝角对术后HSS评分的预测价值。根据 ROC 曲线分析得出最佳截断值为176.2°，将患者分为A组(髋膝踝角>176.2°，n=77)和B组(髋膝踝角≤176.2°，n=61)。试验获得联勤保障部队第904医院伦理委员会批准，批准号2018-10-002。受试者对试验知情同意。
纳入标准：因退行性MMPRT且行半月板部分切除的患者；术前接受髋关节到踝关节负重正位(AP)片且患侧膝关节内翻的患者；K-L分级≤2级的患者。
排除标准：术前未接受髋关节到踝关节负重正位(AP)片或接受摄片但患侧膝关节非内翻的患者；K-L分级3级及以上的骨关节炎患者；伴有退行性MMPRT以外半月板其他部位损伤的患者；双侧膝关节退行性MMPRT患者。
1.4 方法
1.4.1 手术方法所有手术均由同一医师主刀完成。麻醉成功后患者取仰卧位，患肢上空气止血带，压力0.075 MPa，手术野常规碘伏消毒，铺妥无菌巾单。在髌韧带两侧膝眼处取2个0.5 cm横行切口，钝头穿刺后插入关节镜，接进、出水管，冲洗关节腔。探查髌股关节及内外侧膝关节，术中所见滑膜增生、内侧膝关节半月板后根损伤，其余部位无病损。以刨削器刨削吸除部分脂肪垫、增生滑膜，蓝钳咬除撕裂半月板，用剥削器清理平整。检查无遗漏后，拔出关节镜，吸净关节腔内残余积液，创口缝合，切口加压包扎。手术顺利，麻醉满意，术后安返病房。
1.4.2 术后处理患肢术后切口采用弹力绷带加压包扎固定，予以丙帕他莫2 g/d止痛及抬高患肢、术后48 h内予以间断冰敷膝关节等处理；术后当日行股四头肌收缩锻炼及踝泵运动、直腿抬高动作。术后12 h开始使用利伐沙班10 mg/d预防下肢深静脉血栓形成，2周后停药。术后第1天可行屈伸膝练习，并扶拐下床行走，后逐渐加强功能锻炼，逐渐弃拐行走；术后第2天行切口换药观察切口，术后12-14 d视切口愈合情况拆线。
1.4.3 影像学资料测量方法获取术前下肢全长X射线片后，按 JOHN法测量患侧下肢髋膝踝角[14-15]，具体为髋关节、膝关节、踝关节3个关节中心的连线。主要根据 MORELAND等[16]的方法来确定关节中心，通过Mose 圆法来确定股骨头中心后进一步确定髋关节中心，膝关节中心为股骨髁间窝顶点和胫骨髁间棘中心连线的中点，踝关节中心为踝关节间隙水平内外侧骨外缘的中点。在负重45°屈曲后前位X射线片(屈膝使胫骨内侧平台前缘和后缘重叠，这使得测量的精确性和重复性更高)上测量股骨内侧髁和胫骨内侧平台之间关节间隙宽度(单位：mm)[17]。在负重正位X射线片上评估K-L分级。为了保证评估的可靠性，上述参数(髋膝踝角、关节间隙宽度和K-L分级)由2名中级以上职称的影像专业医生进行测量。
1.5 主要观察指标
影像学观察指标：术前及术后末次随访的内侧膝关节间隙宽度、K-L分级。K-L分级方法为：0级，正常；Ⅰ级，关节间隙可疑变窄，可能有骨赘；Ⅱ级，有明显的骨赘，关节间隙轻度变窄；Ⅲ级，中等量骨赘，关节间隙变窄较明确，软骨下骨骨质轻度硬化改变，范围较小；Ⅳ级，大量骨赘形成，可波及软骨面，关节间隙明显变窄，硬化改变极为明显，关节肥大及明显。
临床疗效指标：HSS评分内容分为疼痛(30分)、功能(22分)、活动度(8分)、肌力(10分)、屈曲畸形(10分)和减分项目。术后HSS评分越高说明临床疗效越佳，评分越低则说明临床疗效越差。
1.6 统计学分析采用SPSS 23.0 统计学软件进行统计分析。定量资料：符合正态性以x±s表示，偏态性资料以中位数(上下四分位数)[M(Qu-QL)] 表示。正态分布的样本组间比较采用完全随机设计独立样本 t 检验，非正态分布的样本组间采用两样本 Mann-Whitney U检验；定性资料：采用例数比(X/Y)表示，采用χ2检验；设定自变量为术前髋膝踝角(定量资料)、因变量为结果变量[定性资料，根据界值为70分(≥70为可，<70为差)将术后HSS评分转为二分类资料][18]。应用MedCalc18.2.1统计软件生成术前髋膝踝角预测术后HSS评分的受试者工作特征曲线，得到最佳截断值为176.2°。将患者分为A组(髋膝踝角>176.2°，n=77)和B组(髋膝踝角≤176.2°，n=61)。统计分析两组间的相关指标有无差异性，采用Logistics回归分析和Spearman相关性分析探究术前髋膝踝角与术后HSS评分是否具有相关性。以 P < 0.05 为差异有显著性意义。

讨论

此次研究最重要的发现是行半月板部分切除治疗退行性MMPRT时，患者术前髋膝踝角与术后膝关节骨性关节炎进展之间存在一定的相关性。研究使用HSS评分评估患者术后临床功能情况，同时也使用了关节间隙宽度和K-L分级评估患者术前及术后的影像学进展，结果在临床功能和影像学上均发现了较明显的组间差异(P < 0.05)，术前髋膝踝角较小的患者术后膝关节骨性关节炎进展更为迅速。
以往的生物力学研究已经证明，内侧半月板在维持膝关节稳定方面的重要性，完整的内侧半月板支撑在股骨内侧髁的内侧部分，失去这个支撑物可使胫骨相对于股骨横向平移[19-22]。退行性MMPRT导致在承载过程中内侧半月板峰值接触压力较完整状态增加1/4[23]，当膝关节处于内翻位时会使这一压力更大，加速膝关节骨性关节炎的进展。目前关于退行性MMPRT的最佳治疗方案尚无定论，但保守治疗结果往往并不令人满意，目前手术治疗是大多数医生的首选方案[11，24]。关节镜下半月板部分切除是主要的手术方式之一，与其他几种修复治疗方式相比有几个优点，主要包括：手术时间更短，术后康复时间短，恢复日常活动更快，而且技术更容易[25-26]。有研究表明，在有持续机械症状存在的患者中保守治疗往往无效，且不适合修复，半月板部分切除被认为是缓解机械症状的首选方法[10]。
此次研究探讨在关节镜下行半月板部分切除治疗MMPRT时，术前髋膝踝角与术后膝关节骨性关节炎进展之间是否存在相关性。相关性分析结果显示，术前髋膝踝角与术后HSS评分呈正相关(r=0.472，P < 0.01)，即术前髋膝踝角越大，术后HSS评分越高、预后越好。Logistics回归分析结果表明，只有术前髋膝踝角是影响术后HSS评分的独立危险因素。上述结果验证术前髋膝踝角与术后临床疗效之间确实存在一定的相关性。关节间隙宽度一直以来被广泛用作评估骨关节炎进展的一种方法[14，27]。CHUNG等[28]曾使用关节间隙宽度比较退行性MMPRT的关节镜下半月板部分切除和修复之间的影像学结果是否存在差异，发现半月板部分切除组(67.5±18.6)个月的关节间隙宽度从(4.6±1.3) mm降至(2.2±1.1) mm，修复组(72.0±14.6)个月的关节间隙宽度从(4.8±1.0) mm降至(4.1±1.1) mm，半月板部分切除组的关节间隙宽度下降速度明显更快。KIM等[6]采用胫骨高位截骨治疗K-L≤2或3级的骨性关节炎，发现半月板切除组(46±12.2)个月和修复组(48.5±18.4)个月的关节间隙宽度分别下降了(0.62±0.47) mm和(0.16±0.53) mm。以往的许多研究中也使用了K-L分级，其中一些研究是关于关节镜下半月板部分切除对术后退行性MMPRT的不良结果。OZKOC等[10]研究表明，在平均56.7个月的随访中K-L的平均等级恶化了一个等级。HAN等[9]研究表明，46例患者中有16例(35%)在平均78个月的随访中表现出K-L分级的进展。KIM等[6]研究表明在平均随访48.5个月后，28例患者中的21例患者出现K-L分级进展。CHUNG等[28]研究表明经过(67.5±18.7)个月的随访，20例患者均有K-L分级进展。上述研究均未考虑髋膝踝角对退行性MMPRT预后的影响。此次研究结果显示，A组的关节间隙宽度由术前的(3.82±0.63) mm降至术后末次随访的(3.15±0.63) mm，平均差(-0.68±0.30) mm；B组的关节间隙宽度由术前的(3.73±0.61) mm降至术后末次随访的(2.66± 0.71) mm，平均差(-1.07±0.33) mm；两组术前的关节间隙宽度无统计学意义，而术后的关节间隙宽度有显著差异(P < 0.01)。研究的138个膝关节中有83个(60%)在(5.53±0.58)年的随访中显示出K-L分级的进展，A组(77例)中有37例(48%)和B组(61例)中46例(75%)显示K-L分级进展，两组间存在显著差异(P < 0.01)。
通过上述结果发现，即使在A组中行关节镜下半月板部分切除也不能阻止退行性MMPRT的骨关节炎进展，但B组(髋膝踝角≤176.2°)骨性关节炎的进展更为迅速。相比于半月板部分切除而言，有研究表明修复似乎能防止大多数患者的骨关节炎进展[29]，但该项研究只进行了短期随访(平均30.2个月)，并不能反映半月板修复对骨性关节炎进展的中远期影响。另外有研究表明，关节镜下修复(71.1±14.4)个月内也未能够阻止骨关节炎的进展[30]。此次研究有助于分层和确定退行性MMPRT行半月板部分切除预后较好的患者亚组，髋膝踝角较大(A组，髋膝踝角>176.2°)的患者术后有更好的X射线片结果和临床功能评分结果，这一发现可以为临床进行患者分类治疗提供理论支持。此外，为了评估退行性MMPRT的骨性关节炎的进展，骨关节炎本身的进展也应该被考虑[31]。目前关于退行性MMPRT治疗方法哪种最佳尚无定论，不同治疗方法之间的疗效对比有待进一步的研究探讨。膝关节骨性关节炎影像学和膝关节骨性关节炎症状相关，结合膝关节骨性关节炎症状的相关研究，有望在进一步的研究中探讨。最后研究也存在几个局限性：为一项回顾性研究，因为样本的不可控性可能会产生一定的偏倚；因为研究中有较多影像学测量值，可能存在测量上误差，会对结果产生一定影响。
从功能和影像学上均发现，关节镜下行半月板切除治疗退行性MMPRT时，A组(髋膝踝角>176.2°)的术后骨性关节炎进展更为缓慢，术后临床疗效较B组更佳，因此如果术前髋膝踝角≤176.2°则不适合进行半月板部分切除手术，如果术前髋膝踝角>176.2°可行半月板部分切除手术，但应该谨慎考虑相关危险因素。
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

退行性内侧半月板后根撕裂半月板部分切除前后髋膝踝角与骨性关节炎进展的影像学评估

Imaging evaluation of the hip-knee-ankle angle and osteoarthritis progression before and after partial meniscectomy for degenerative medial meniscus posterior root tear

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