基底楔形闭合截骨治疗拇外翻的几何学特征

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0117

摘要/Abstract

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文题释义：

拇外翻：是一种复杂的足部畸形，英文名称为“Hallux valgus”，由1871年Carl Heuter介绍，并描述为拇趾在第一跖趾关节处向外偏斜移位，伴第一跖骨向内偏斜，跖趾关节形成静态性半脱位。畸形程度可以通过两个角度进行评估：拇外翻角度(近节趾骨轴线与第一跖骨轴线夹角)正常小于20°；跖间角(第一、二跖骨轴线夹角)正常角度为6°-11°。

基底闭合截骨：手术治疗拇外翻的截骨方式中，基底楔形闭合截骨术是其中的一种，通过文献收索，其英文名称在文献上多样化，发现10种之多，但无论哪种表述，都包含有wedge，closing or closed，proximal or base以及osteotomy。截骨顶点位于跖骨皮质内侧缘，距跖楔关节内侧0-15 mm，楔形底边向外，楔形角度大小由拇外翻畸形程度而定。去除楔形，闭合截骨面并进行固定。与其他基底截骨术一样，由于术后造成跖骨短缩与抬高，基底楔形闭合截骨术也是一种在学术界备受关注的手术方式。

摘要

背景：随着基底楔形闭合截骨术治疗拇外翻畸形在临床的广泛应用，由于其造成的跖骨短缩及跖骨抬高不断被提及。有学者甚至认为该手术操作复杂，技术要求高，并发症发生率高，主张使用其他截骨术替代。但通过文献研究及自身的临床经验，发现事实并非完全如此。

目的：为此进行了基底楔形闭合截骨的平面及实物模型的几何学研究，以便对该术式在造成跖骨短缩与抬高方面进行更为合理的评价。

方法：研究共分4项：前3项为平面研究，所用材料为拇外翻患者负重正位图像；第4项为立体实物研究，所用材料为第一跖骨石膏模型。研究1为楔形截骨顶点距第一跖楔关节内侧缘距离不同时(由近及远分别为B、A、C、D点，间隔10 mm)，通过裁剪后角度的调整，来了解1/2跖间角，第一跖骨长度及关节远端固定角的变化。研究2为楔形截骨顶点在距离第一跖楔关节内外侧连线相同，而距离第一跖骨轴线不同时，通过裁剪后角度的调整，来测量1/2跖间角，第一跖骨长度及关节远端固定角的变化。研究3为楔形截骨顶点固定，楔形角度固定，但近端截骨线斜率不同时，通过裁剪后角度的调整来了解上述研究指标的变化。研究4为模拟截骨对比，通过石膏翻模，针对模型进行垂直于跖骨干或垂直于水平面截骨后，闭合截骨面，测量跖骨头抬高，1/2跖间角及第一跖骨长度的变化。

结果与结论：①平面几何研究结果：楔形截骨角度相同时，截骨顶点越靠近端，所获得的的矫正越大，关节远端固定角的改变越小，所造成的短缩越明显。在同一跖骨水平线(与第一跖楔关节内外侧连线平行)任意一点作为截骨顶点，1/2跖间角，关节远端固定角改变相同，但截骨顶点越靠近跖骨中线，所引起的跖骨短缩越小。截骨顶点固定，楔形截骨角度固定，截骨初始倾角不同，1/2跖间角跖骨长度及关节远端固定角改变相同；②立体几何研究结果：截骨角度相同的情况下，截取同样角度的楔形骨块，所得到的矫正程度明显大于平面几何研究的结果，这应该与截骨锯片的厚度及截骨造成的骨量损失有关。垂直于跖骨干与垂直于水平面两者相比，矫正后前者跖骨明显抬高，而在1/2跖间角矫正程度上，两者之间仅有1°的差别。在跖骨短缩程度上，前者略小于后者；③综上：a.最佳的楔形截骨顶点并不在关节内侧缘，而是距离关节内侧缘1 cm，再向跖骨中线靠近，既可以得到良好矫形，固定稳定，又可以进一步减少跖骨短缩；b.摆锯锯片方向以垂直于水平面为最佳，但术中比较难以把握，可以不用刻意追求，近似于垂直于水平面即可，既不影响矫形效果，又进一步减少跖骨短缩。闭合骨性合页时，跖屈截骨远端，使与近端有2 mm的台阶即可避免跖骨头抬高；c.近端截骨面的角度选择，根据所用内固定情况既可以垂于跖骨干，也可以与跖骨干成锐角，这样不会改变截骨矫形的效果。

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
ORCID: 0000-0003-0864-6706(毛威)

关键词: 拇外翻, 基底截骨术, 几何学研究, 骨科植入物, 基底楔形闭合截骨术, 短缩

Abstract:

BACKGROUND: With the wide application of the proximal closing wedge osteotomy in treatment of hallux valgus deformity, the metatarsal shortening and metatarsal elevation are constantly being mentioned. Scholars even think that the operation is complicated, the technical requirements are high, and the incidence of complications is high, and other osteotomy should be used instead. However, through literature research and clinical experience, it is found that the facts are not completely the case.

OBJECTIVE: To perform geometric study of the plane and the physical model of the proximal closing wedge osteotomy so as to reasonably evaluate the effect of this technique on metatarsal shortening and metatarsal elevation.

METHODS: The research was divided into four stages, in which the first three stages were plane geometric researches, with weight-bearing frontal image of the patient with hallux valgus as the research materials; the fourth one was solid geometric research, with plaster model of the first metatarsal bone as the research material. In research I (Stage I), the changes in 1/2 inter-metatarsal angle, length of the first metatarsal and distal metatarsal articular angle were learnt through angle adjustment after clipping when the distance from the wedge osteotomy vertex to medial border of the first tarsometatarsal joint was different (B, A, C, D respectively from the near to the distant, with a distance of 10 mm). In research II (Stage II), the changes in 1/2 inter-metatarsal angle, length of the first metatarsal and distal metatarsal articular angle were learnt through angle adjustment after clipping when the distance from the wedge osteotomy vertex to medial and lateral connection of the first tarsometatarsal joint was same, and the distance from the wedge osteotomy vertex to axis of the first metatarsal bone was different. In research III (Stage III), the changes in the above-mentioned research indexes were studied through angle adjustment after clipping when the wedge osteotomy vertex and wedge angle were fixed, but the proximal osteotomy line slope was different. Research IV (Stage IV) was the simulated osteotomy comparison, osteotomy perpendicular to metatarsal backbone or perpendicular to the horizontal plane was conducted on the model through plaster casting, and then osteotomy section was closed; the changes in elevation of the metatarsal head, 1/2 inter-metatarsal angle and length of the first metatarsal bone were measured.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Results of plane geometry: The closer the wedge osteotomy vertex was to the proximal end, the larger the correction gained was and the smaller the changes in the distal metatarsal articular angle were, but the shortening was more obvious. Moreover, the closer the wedge osteotomy vertex was to the axis of the metatarsal bone, the smaller the shortening was; if only the proximal osteotomy line was different, the indices were the same. (2) Results of stereoscopic geometry: In the case of the same osteotomy angle, the cuneiform bone of the same angle was intercepted, and the degree of correction was obviously greater than that of the plane geometry. This should be related to the thickness of the osteotomy saw and the loss of bone mass caused by the osteotomy. The metatarsal bone was significantly higher after correction when perpendicular to the metatarsal stem compared with that perpendicular to the horizontal surface. In 1/2 inter-metatarsal angle, the difference between the two was only 1°. In metatarsal shortening, it was smaller when perpendicular to the metatarsal stem compared with that perpendicular to the horizontal surface. (3) In conclusion, a. the optimal wedge osteotomy vertex is not at the medial border of the joint but is 1 cm from the medial border of the joint; then, it will approach the axis of the metatarsal. In this way, good correction, steady fixation and further reduction of metatarsal shortening can be achieved. b. The optimal direction of the oscillating saw blade is perpendicular to horizontal plane; however, an approximately perpendicular position to the horizontal plane is acceptable. It does not affect the effect of orthopedics, and further reduces the metatarsal shortening. When the bony closure is closed, the distal end of the metatarsal bone is taken to avoid the elevation of the metatarsal bone with a 2 mm step with the proximal end. c. The angle selection of proximal osteotomy surface can be placed on the metatarsal stem according to the internal fixation condition, and it can also form an acute angle with the metatarsal stem, so that the effect of osteotomy will not be changed.

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

Key words: Hallux Valgus, Osteotomy, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

毛威，张建中，孙超，王显军，李海涛. 基底楔形闭合截骨治疗拇外翻的几何学特征[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(7): 1056-1065.

Mao Wei, Zhang Jian-zhong, Sun Chao, Wang Xian-jun, Li Hai-tao. Geometric features of proximal closing wedge osteotomy in the treatment of hallux valgus [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(7): 1056-1065.

图/表（结果） 1

2.1 研究1的结果

IMA对比：组间IAM矫正程度对比，差异均有显著性意义(P < 0.007)，见表1。B点为截骨定矫形结果最好，截骨角度为10°，15°时，可以将IMA矫正为3.5°，0°。而A点在相同截骨角度为时，可以将IMA矫正为7.5°，2°，这样的结果理论上符合临床矫形要求。C、D两点的矫正程度较差，在相同的矫正程度下，仅能将IMA理论值矫正到6°，7°，如果患者的IMA>16°，从研究结果看，需要加大截骨的角度，才能满足矫正要求。总体来看，截骨角度相同，楔形截骨的顶点越靠近关节，获得的矫形结果越大。10°-15°的楔形角度，比较适合临床于临床使用。

跖骨长度对比：组间跖骨长度的对比显示各组之间对比差异均有显著性意义(P < 0.009)，见表1。选择D点为截骨顶点时，在相同的截骨角度下，所造成的跖骨短缩最小，在截骨角度为10°与 15°时，跖骨短缩分别为1.25 mm与2.00 mm。而B点为顶点时，跖骨长度短缩分别2.3 mm与3.5 mm，两者相差将近1 mm，绝对短缩达2.0-3.0 mm。而A点时，跖骨长度分别短缩1.8 mm与2.9 mm，与B点结果对比，平均相差0.5 mm,比较使用于临床。总体来看，在相同的截骨角度下，楔形截骨的顶点越靠近关节，所造成的跖骨短缩越大。

DMAA对比：组间DMMA对比显示各组组间比较均有统计学意义(P < 0.05)，见表1。A点、C点、D点发现在楔形角度为5°，10°，15°，20°的情况下，DMAA逐渐增大，其中A点增大最小，在楔形角度10°-15°范围，DMAA增大在1.5°-3°。D点增大最多分别是3°-6.5°，C点居中。但在B点测得的结果比较特殊，楔形角度不同的情况，测量的DMAA无明显变化，通过进一步测量，得知由于B点在位置上更靠近端，裁剪后的第一跖骨轴线在跖骨近端发生变化明显，但在跖骨远端发生重叠，另外用测量用精度为1°的量角器,对于测量小于1°甚至小于0.5°的数值确实有一定困难。以至在DMAA的测量上，角度始终未发生明显变化。

总体看来，在同样的截骨角度下，越靠近关节，DMAA变化越小；越靠近远端，DMAA越易增大。

2.2 研究2的结果

IMA与DMAA的对比结果：发现3组的结果对比差异无显著性意义(P > 0.05)，见表2。

跖骨长度对比结果：3组对比，组内与组间差异均有显著性意义。在相同程度的楔形角度时，选择A点为截骨顶点所造成的跖骨短缩最为明显，如在临床楔形截骨角度10°-15°时，跖骨短缩分别为1.8至2.9 mm。而在A’，A’’点时，短缩分别为1.3至2.5 mm，0.8至1.1 mm。由此推论，初步认为，越是靠近跖骨中线，造成短缩的程度越小，见表2。

本次测量并未在IMA及DMAA方面发现3组之间差异有显著性意义，但通过做图，作者发现，3组在进行5°，10°，15°及20° 时所获得的跖骨轴线确实有不同，但其差别小于1°。由于测量工具精度与测量技术有一定局限性，所以测出的结果在统计分析中未发现明显差异。

2.3 研究3的结果 在跖骨长度，IMA，DMAA方面，以上3组之间的对比差异无显著性意义。在以A点为顶点的楔形截骨，楔形角度相同的情况下，不同的截骨角度，IMA、跖骨长度及DMAA的的变化结果相似。也就是说，截骨顶点固定，楔形截骨角度固定，跖骨长度不会因近端截骨斜率不同而发生明显变化，见表3。

通过研究1，2，3，总结基底闭合截骨存在以下规律：①楔形截骨角度相同时，截骨顶点越靠近端，所获得的矫形越大，DMAA的改变越小，但造成的短缩越明显；②在同一跖骨水平线(与第一跖楔关节内外侧连线平行)任意一点作为截骨顶点，IMA、DMAA改变相似，但截骨顶点越靠近跖骨中线，所引起的跖骨短缩越小；③截骨顶点固定，楔形截骨角度固定，截骨初始倾角不同，IMA，跖骨长度及DMAA结果相同。

在截骨角度相同的情况下，就研究本身而言，针对IMA15°以上的拇外翻患者，截骨角度控制在15°以下，截骨顶点选择A或B点较为合适，矫形后的IMA可以达到一个满意的程度。

2.4 研究4结果 见表4。

IMA对比：截骨锯片垂直于水平面在截骨角度为10°与15°的时候，IMA分别为5°，1°。而后者分别为6°，2°。2组的对比差异有显著性意义(P < 0.05)。

跖骨短缩对比：当锯片垂直于水平面时，在楔形角度位10°与15°时，跖骨分别短缩1.4 mm与3.2 mm。而后者分别是1 mm与3 mm。两者之间的差异有显著性意义(P < 0.05)。跖骨头抬高对比：垂直于跖骨干截骨所得结果明显大于前者，在以15°为楔形截骨时，抬高达到5.6 mm，即使在10°的截骨量下，抬高也达到了3.8 mm。而前者所获得的测量值在统计分析时，差异无显著性意义(P > 0.05)。

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引言

目前，软组织松解结合截骨术治疗拇外翻已经在业内形成一种共识^[1-7]。无论是跖骨远端截骨还是近端截骨其目的都是要矫正1/2跖骨间夹角(intermetatarsal 1/2 angle，IMA)与拇外翻角，恢复足的正常外观与功能。但在截骨矫正后，常常导致第一跖骨出现其他一些变化，如跖骨头抬高，跖骨头轴向旋转，跖骨短缩或延长等。Kummer、Jahss、Jahss等^[8-10]研究第一跖骨截骨的几何学特点，认为跖骨远端截骨纠正IMA能力有限，一般是向外侧推挤5 mm，超过这个程度就会有固定不稳，截骨接触面较少导致跖骨头退变坏死等风险。尽管一些临床文献认为，跖骨远端截骨同样可用于中重度拇外翻畸形^[11-13]，但更多的对比研究显示，跖骨远端截骨术矫正IMA能力不足，比较适于轻中度拇外翻畸形^[14-16]。而基底截骨术是一种旋转矫正，旋转中心靠近第一跖楔关节，因此纠正IMA的能力更强，通常用于IMA大于15°的拇外翻畸形^[17-19]。但此类截骨通常都会伴有一些负面变化，如跖骨短缩与跖骨抬高，这些变化或许会导致足在推进期第一跖骨推进无力，转而使用足外侧缘推进，导致转移性跖痛症形成。由于该病的复杂性，使得手术方式多达200种^[20]，于是这些手术方式之间的对比，争论也就成了一种常态。最为理想的截骨方式应该是，既能够良好的矫正IMA，不引致跖骨过度短缩与跖骨头抬高，又能够得到坚强内固定。

与其他基底截骨术一样，由于术后造成跖骨短缩与抬高，基底楔形闭合截骨术也是一种在学术界备受关注的手术。最早Loison^[21]在1901年首次提到该截骨术，Balacescu 在1903年用于临床手术^[22]；在20世纪60-70年代，不断有医生使用该术式进行拇外翻的治疗；20世纪80-90年代开始不断有文献发表，由于其杰出的矫形效果^[23-29]，至今临床应用仍十分流行，尤其是对于IMA较大的患者^[30-33]。随着对该截骨术的使用，研究不断深入，在临床学者对该手术逐渐形成反对与支持两种观点。

前者如John^[34]、Neese^[35]与Martin等^[36]认为该截骨术操作复杂，极易造成跖骨短缩与抬高，术后转移性跖痛症与其他基底截骨术相比发生率较高，推荐使用其他手术治疗拇外翻畸形。Trnka等^[37]通过对59例患者，83例足进行基底楔形闭合截骨治疗拇外翻，术后10-22年的随访结果研究，发现虽然满意率达85%，但其跖骨短缩平均高达 5 mm，认为该截骨术技术要求高，易发生跖骨短缩，跖骨头抬高，这将导致转移性跖痛症的风险增大，发生率为23%，也主张使用其他截骨术进行替代。Zembsch等^[38]在对49例患者70例足进行基底楔形闭合截骨矫正，虽然有近82%的患者疗效满意，88%的患者疼痛消失，作者仍认为该术式技术要求较高，且伴有较高的失败风险，跖痛症发生率28%，并发症方面主要由跖骨过度短缩与跖骨头抬高引起。Nyska等^[39]通过6种基底截骨术(Ludloff、Crescentic、Closing wedge、Proximal chevron、Mau、Scarf)进行跖骨模型三维研究认为基底角度截骨能够提供较强的矫正能力，然而该截骨术与crescentic截骨较8°的Ludloff截骨术更容易发生短缩，认为这些截骨术虽能够对中重度拇外翻提供较强的矫正，但需要更高的技术操作。

与之相反，早在1988年，Palladino^[40]指出，理论上如果截骨方向垂直于跖骨干，当对合截骨面时，会造成跖骨头部的抬高，而截骨方向垂直于负重水平面时，跖骨头既不抬高也不降低，而当截骨方向向内侧倾斜时，跖骨头会在一定程度上下沉。Wolke等^[41]发表的基底楔形闭合截骨(30例)与Austin截骨(28例)对比中发现，前者矫正IMA的能力更强，术后在籽骨复位、跖趾关节活动度优于后者，而在转移性跖痛症的发生率两者相似。Denim等^[42]通过X射线针对接受基底楔形闭合截骨的21例患者研究发现，第一跖骨倾斜角平均下降0.4°，跖骨干平均短缩1.76 mm，认为与其他截骨术相比较，该截骨术并不会引起跖骨明显抬高或短缩。Nedopil等^[33]通过对66例患者，86例中重度拇外翻足进行基底楔形闭合截骨，平均随访52个月，研究发现95.5%的患者感到满意，拇外翻角平均改善22.1°，IMA平均有17.7°减至6.5°。第一跖骨平均短缩3.2 mm。50例足中，7例发生转移性跖痛症，发生率为14%。总体认为，该手术比较适用于中重度拇外翻，与其他截骨术相比，造成的第一跖骨短缩还是合适的，同时转移性跖痛症也可以轻易地避免。Day等^[32]通过改进测量方法，对70例接受基底楔形闭合截骨的足进行测量发现，跖骨绝对短缩2.2 mm，相对短缩仅0.6 mm，平均有1.3°的背伸。64例足中仅1例出现转移性跖痛症，发病率仅为1.5%。认为这种相对长度变化更能反映第一跖骨的功能长度。

另外，通过文献搜索，作者发现基底楔形闭合截骨手术操作及内固定使用存在多样性，Trnka等^[37]与Zembsch等^[38]报道的描述为楔形顶点位于距跖楔关节内侧缘1 cm处，向外进行楔形截骨，截骨量的大小由术前X射线测量决定，保留内侧骨组织的完整性，而后以1枚螺钉固定，见图1。

Nedopil等^[33]报道，楔形顶点位于距跖楔关节内侧缘 1 cm处，向外进行楔形截骨，并注意内侧骨膜与骨皮质合页的完整性，在外侧缘以1枚L形钢板5枚螺钉固定，见图2。Day等^[32]这样描述，近端截骨与关节面平行，距第一跖楔关节5-7 mm处，远端可以采用同样方式截骨，或跖侧多切除一点以避免在闭合截骨面时，出现背伸。截骨量一般由术中肉眼决定，再经透视证实满意，在跖骨背侧以一枚T形钢板、6枚2.4 mm螺钉固定(3枚锁定，3枚非锁定)，见图3。Easley等^[43]发表的综述中将基底楔形闭合截骨这样描述：顶点更靠近关节，采用长斜行截骨，认为这样更能减少术后跖骨短缩。保留楔形顶点皮质合页的完整性，锯片的方向与足负重水平面垂直，可以通过术中负重试验确定。通常先进行近端截骨，再进行远端截骨，去除楔形骨块，闭合截骨面时避免远端背伸，术中透视确定IMA的矫正情况，位置满意，再用2枚空心螺钉固定，见图4。Fillinger等^[44]在他们的模拟截骨力学试验中描述基底楔形闭合的顶点距跖楔关节内侧缘1.5 cm处，采用斜形截骨，近端截骨角度在水平面上与跖骨长轴夹角40°，使用固定角度为12°的模具进行楔形截骨，摆锯锯片方向垂直于负重水平面，可以通过负重试验时打入定位导针确定，见图5。Trnka 等^[45]在6种基底截骨术的力学实验中写到楔形截骨顶点距跖楔关节内侧边缘12 mm，楔形的底边为3-5 mm，闭合截骨面，保留内侧皮质合页，以2孔AO钢板，4 mm的松质骨固定，见图6。Haas等^[46]使用克氏针作为参照，同时垂直于足底，保留内侧皮质合页完整，距关节内侧5 mm处做导向器，确定于足底垂直，而后用标尺自克氏针起，距第一跖骨外侧边缘2 cm处确定为第一截骨位置，再用术前备好的截骨模具确定第二截骨位置，保留内侧合页的完整性，闭合截骨面，使用1枚3.5 mm或2枚2.7 mm螺钉固定，见图7。在Nyska等^[39]的研究中这样描述截骨：近端截骨面与跖骨长轴成45°角，远端截骨面与跖骨长轴成53°，顶点位于第一跖楔关节内侧，见图8。

发生术后转移性跖痛症的原因比较多：①截骨本身的局限性；②截骨方式的多样性；③术后内固定使用的坚强程度与康复方式。因此，如果术者不充分了解其局限性及多样性所造成的几何学改变，并不可能将其内含贯彻到整个截骨过程中。而临床报道常常忽视这些因素而对该截骨术进行评价，显然不是很合适。就作者本身而言，本院重度拇外翻患者仍多采用该术式进行矫正。临床随访，并未发现有明显的转移性跖痛症发生。正是这些不断发表的文献及作者自身的临床经验促使对该术式本身进行更为全面的几何学研究。

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材料方法

1.1 设计 截骨术的几何学研究。

1.2 时间及地点 于2014年3至6月在首都医科大学附属北京同仁医院南区骨科完成。

1.3 材料 采用足部负重正位像进行平面研究。使用1例首都医科大学附属北京同仁医院收治的女性拇外翻患者的负重正位X射线影像，通过电脑作图，针对一些关键点进行标定，同时使用工程软件(auto-CAD)确定1，2跖骨轴线及其夹角，如图9所示。针对1，2跖骨轴线的确定方法：跖骨头弧形关节面取3点，确定通过此3点圆弧的圆心，在跖骨基底关节面内外侧取固定的两点，找出这两点的中点，通过圆心与该中点的连线即为跖骨的轴线。将绘好的图片打印出数张，打印尺寸、纸张(A4)均为同一标准。跖骨原长使用L来表示：跖骨近端中心点与跖骨头中心点的距离，使用L’表示裁剪后或截骨后新的跖骨长度。使用L-L’来表示操作后跖骨短缩程度。

偏倚控制：针对平面研究部分，选取1例拇外翻患者负重X射线正位片，经电脑软件裁剪，放大合适尺寸，采用统一规格A4纸进行打印，保证使研究材料的统一性。平面研究的模拟截骨顶点选择、角度裁剪、模拟截骨后闭合楔形及最后的测量均有文中第一作者进行操作，每次测量使用精度较高的游标卡尺，精度在0.05 mm，每一个指标测量3次，取平均值。平面研究中最不易控制的在于选取点偏倚，这个点包括模拟截骨顶点，以及截骨角度定位点，手动操作不易控制点的直径，也很难将模拟截骨顶点控制在点的中心上，但该平面研究简单，方便，重复操作性很强。每次操作重复后取平均值，尽可能减少由此带来的偏倚。

1.4 方法

1.4.1 平面研究1 楔形顶点距离内侧关节边缘不同的情况下，IMA、跖骨长度及关节远端固定角(distal Metatarsal Articular Angulation，DMAA)的变化。测量工具为精度 0.05 mm的游标卡尺，和精度为1°的量角器。

操作步骤：①将第一跖骨基底关节面内侧缘定位B点，沿跖骨内侧缘向前，每隔10 mm确定一点，分别为A，C，D点，如图9所示；②首先以A点为顶点斜向前外做一条直线，与第2跖骨轴线相交40°，该线定为裁剪线。再以A点为圆心，裁剪线为基线，每隔5°做一条射线，共4条；③测出第一跖骨长度、IMA、DMAA；④使用剪刀沿裁剪线划开，保留A点链接。逆时针旋转第一跖骨，分别使每条射线与裁剪线重叠。同时分别测出旋转后的跖骨长度，IMA，DMAA，并作记录；⑤再分别以B点，C，D点为圆心，重复上述步骤。

1.4.2 平面研究2 平面楔形截骨顶点的位置距离关节面相同，距离第一跖骨轴线位置不同情况下IMA、跖骨长度、DMAA的变化。测量工具为精度0.05 mm的游标卡尺，和精度为1°的量角器。

操作步骤：①连接第一跖骨基底关节的内外侧点，称为B线，通过A点做与B线平行的A线。并在A线上取2点：A’，A’’，距离A点分别为5，10 mm；②分别以A点为顶点向外侧缘引一条射线，与第二跖骨轴线成角40°。并以该线作为裁剪基线，以A点为圆心，在顺时针方向分别作5°，10°，15°及20°射线。如图10所示；③裁剪近端射线，再以A点为圆心逆时针旋转5°，10°，15°，20°。使远端射线与裁剪线重叠，再测出旋转后的跖骨长度，IMA，DMAA角,并作记录；④分别以A’，A’’为顶点重复第2，3步骤，裁剪基线于第二跖骨轴线的夹角始终保持一致。

1.4.3 平面研究3 楔形截骨顶点固定，而近端截骨面斜率不同的情况下IMA、跖骨长度、DMAA的变化。测量工具使用精度1 mm的钢尺，和精度为1°的量角器。

操作步骤：①同研究1步骤中的第①，②，③步；②A点为顶点向外侧缘做夹角为10°的3条射线(作为裁剪基线)(基线斜角度斜向外，分别与第二跖骨轴线交角50°，45°及40°)；③将裁剪基线顺时针方向，以A点位圆心，引出4条射线，相互临近的2条线夹角为5°；④分别将基线裁开，以A点为圆心逆时针旋转，使射线4条射线分别与裁剪线重叠，同时测出旋转后的跖骨长度，IMA，DMAA角。并作记录，如图11所示。

1.4.4 立体研究(研究4) 采用第一跖骨模型，进行人工石膏翻模。共得到16跟跖骨模型。对这些跖骨模型进行处理，使长度固定为69.00 mm。如图12所示，对跖骨采用基底楔形闭合截骨，进行该截骨术的立体研究。使用精度为 0.05 mm的游标卡尺，精度为1°的量角器。锯片厚度为 0.8 mm的手工钢锯。为进一步确定实际截骨角度，将模型骨按其轴线分成上下两部分，对下半部分作固定点标记后做研究分析。因实际测量比较困难，所以针对每个值测量3次，取其平均值。

操作步骤：①采用研究1中的跖骨轴线确定方法来确定模型骨的轴线，将模型骨近端固定于操作平台，使跖骨干轴线与水平面夹角为20°(测量本院40例拇外翻患者负重侧位像的第一跖骨轴线与水平面夹角的平均值)。在该模型外侧放置第2跖骨，作为参照，两者之间轴线夹角为16°；②距跖楔关节内侧远端边缘10 mm处为楔形顶点，进行基底楔形闭合截骨，初始截骨线与第2跖骨轴线成40°，而后每隔5°进行一次截骨，共截4次。截骨方向与足负重水平面垂直。每完成一次截骨，闭合截骨面，固定，再进行测量，测量指标为跖骨长度及IMA；③IMA测量方法：每次完成模拟截骨，进行拍照，对照片进行测量；④跖骨头抬高测量方法：与跖骨模型外侧缘紧贴跖骨垂直固定一白色卡片。

在完成截骨，未折断内侧合页之前，把跖骨头下缘最低点标记于白色卡片上，而后折断合页，闭合截骨面，固定后再对跖骨头下缘最低点进行标记，而后测量两个标记点的距离；⑤重复①，②，③步骤，在进行截骨时，截骨方向垂直于跖骨干，同时测量跖骨长度与跖骨头抬高程度。

1.5 统计学分析 采用SPSS 11.0数据分析软件，利用方差分析进行组间与组内对比，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

通过复习文献了解到，每种术式都或多或少存在一定缺陷，正因如此，每一种临床常用的经典术式也在不断的在改进，以期达到较好的临床效果。基底楔形闭合截骨术始于20世纪初，经过近百年的应用，研究，不断完善，改进，最终成为治疗拇外翻的经典手术方式之一。由于众多的截骨术都可以用于拇外翻的治疗，期间的对比不可避免。自大量用于临床以来，临床对比、数学研究、力学研究对比不断出现。有积极支持的，主要在于优良的临床效果及较低的并发症发生率；也有消极反对的，比较关注与临床操作难度及术后较高的并发症发生率。通过复习文献，作者发现转移性跖痛症的原因比较多：截骨本身的局限性；截骨方式的多样性；术后内固定使用的坚固程度。而临床报道常常忽视这些因素而对截骨术本身进行评价，显然不够全面。以往，术后跖骨背伸曾经被认为是基底楔形闭合截骨术的并发症，后来才发现这是由于截骨操作时，背侧截骨过多引起。当然如果截骨面操作不当，在闭合截骨面时，也会导致跖骨背伸^[40]。经过临床研究发现术后立即负重或术后在骨质未愈合之前进行不适当的负重也应被认为是其发生的因素之一^[47]。既往的临床研究多是通过手术前后的负重X射线片进行跖骨长度及跖骨背伸的测量。如Denton等^[48]报道的17例接受基底楔形闭合截骨的患者中，未发现有术后并发症，跖骨平均短缩1.47 mm。Zlotoff^[49]通过手术前与手术后7个月X射线线测量，发现28例足平均短缩2.6 mm。Jeremin等^[50]认为，24例足中，第一跖骨平均短缩5.48 mm，IMA矫正越大，短缩也就越明显。而在术后立即拍摄的X射线片显示，短缩仅为1.76 mm。认为跖骨抬高与短缩之间没有明显联系。Schuberth等^[51]通过对159足研究分析，94%的术后发生跖骨抬高，平均背伸6.7°，平均短缩3.16 mm，第2跖骨较第一跖骨平均突出 3.57 mm，发现突出与短缩之间的相关性不强，由此，认为测量的短缩不能代表跖骨长度实际意义上的减少，跖骨头抬高程度越大，短缩越明显。Nigro等^[52]报道61例足平均短缩3.0 mm，跖骨头抬高发生率为34%。Christenson等^[27]对68例足的分显示跖骨头抬高发生率为30.8%。而平均短缩只有0.28 mm。Ruch^[53]质疑X射线测量跖骨长度的可靠性，并认为，以往学者认为的跖骨短缩其某种程度上实就是跖骨跖屈造成的。这种矢状位的畸形被认为是跖骨短缩其实是完全不正确的。目前，即使通过X射线片的研究缺乏可靠性，但却是临床评估术后跖骨抬高与短缩的惟一常用手段。因此，Day等^[32]通过改进测量方法，对70例接受基底楔形闭合截骨的足进行测量发现，跖骨绝对短缩 2.2 mm，相对短缩仅0.6 mm，平均有1.3°的背伸。认为这种相对长度变化更能反映第一跖骨的功能长度。

为了深入了解截骨术后造成的跖骨改变，通过数学几何分析及模拟实验应该是一种更为可取的方法。这可能更有利于跖骨短缩精度的研究。Kummer^[54]通过研究发现，长度为60 mm的跖骨，在截去10°的楔形，闭合截骨后会有1.4 mm的短缩。Banks等^[55]在对该截骨术进行数学分析及模拟截骨术的研究中，数学研究中发现长度为70 mm的跖骨，在5°，10°，15°，20°的楔形角度去除后，跖骨分别短缩1.17，1.87，2.60，3.35 m。而在截骨模拟实验中测得在截除5°，10°，15°的楔形后，跖骨短缩分别为1.1，1.7，2.5 mm。同时作者注意到，以上的这些研究并没有将截骨术的多样性考虑进去。因此，作者将截骨顶点位置及截骨角度的不同作为本次研究的重点。实验分两部分：平面研究与立体研究。两种模型跖骨长度均采用69 mm。在研究1中，作者根据楔形截骨顶点位置的不同，采用距内侧关节 0 mm(B点)，10 mm(A点)，20 mm(C点)，30 mm(D点)，标记0°，5°，10°，15°及20°，进行外旋矫正，同时测量跖骨长度、IMA、DMAA。发现在A点随矫正程度增大，而跖骨短缩分别为0.6，1.4，2.6，4.0 mm。而在条件相同的实物研究中发现，分别短缩0.6，1.4，3.2 mm。这一结果与Kummer^[54]及Banks等^[55]的研究极为相似。当摆锯锯片垂直于跖骨干时跖骨头也相应抬高了2.0，3.8，5.6 mm，而当锯片垂直于负重水平面时，并未发现有明显抬高，进一步印证了早期在理论研究中的结论^[4]，但作者发现另外一种情况：这样的操作会减少跖骨短缩，分别为0.2，1.0，3.0 mm。而在IMA的矫正上，两者之间仅有1°的差别。结合平面研究，而其他在相同条件下，与选择A点作为楔形顶点造成跖骨短缩程度相比较，B点造成的短缩更大，分别为1.0，2.0，3.0，4.4 mm。而在C或D点时，造成的短缩更小。这与Banks等^[55]在数学模型上的研究结果相反：在楔形角10°的情况，楔形顶点距离内侧关节面5，10与 15 mm的情况下造成的短缩分别为1.87，1.93，1.98 mm。但本试验结果更符合理论：即同等条件下，跖骨近端截骨造成的跖骨短缩大于跖骨远端截骨。同时，文章还通过平面测量得知，当楔形顶点固定，楔形角度固定，如论初始截骨面与跖骨长轴形成的角度如何，结果发现跖骨短缩，IMA矫正及DMAA变化都是相似的，这与Banks等^[55]的结论是一致的，这一结论有利于在临床中工作中，选择合适的内固定。当采用螺钉固定时，可以采用长斜行楔形截骨，而当使用钢板螺钉固定时，可以采用短斜行楔形截骨。另外，作者还进行了当楔形顶点距离跖楔关节面相同，将截骨顶点内移5，10 mm，再进行相似的研究中发现，所造成的IMA与DMAA变化相似，统计学研究差异无显著性意义，但所造成的跖骨短缩却有明显差异，在楔形角度为10-15°时，A’，A’’点的短缩分别为-1.3至-2.5 mm，-0.8至 -1.1 mm。初步认为，越是靠近跖骨中线，造成短缩的程度越小。由此可见，将截骨顶点内移，不但有利于保存内侧骨皮质合页，还有利于减少跖骨短缩。考虑如果在此种情况下，理论上采用10°的楔形角度截骨，短缩应该在1 mm上下，不会超过1.4 mm，这在实物研究中间接的得到证实。因此作者认为，如截骨顶点选在B点，矫正IMA的能力最强，但引起的短缩也较大。而选在A点，并向跖骨中线内移，楔形角度为10°的情况下，既可以使IMA得到良好的纠正。可以进一步降低跖骨短缩程度。

与以前的数学及几何学研究相比，作者所采用的平面研究方法简单，操作性及和重复性更强。研究精度不及纯数学或几何学的理论研究，但比实物模型研究及临床研究更精细，误差更小。当然，此次研究所用的角度测量及长度测量精度不高，如在研究2中，IMA及DMAA的测量结果差异虽无显著性意义，但在实际操作中，作者发现，跖骨轴线在随着楔形顶点的内移，逐渐向外移位，理论上讲，应该得到更强的IMA纠正。由于作者的测量工具精度与测量技术的局限性，未能在统计中得出更有意义的结论。但在该截骨术的测量研究中，内容是最为完善的一次研究。共得出以下几点结论：①楔形截骨角度相同时，截骨顶点越靠近近端，所获得的的矫形越大，DMAA的改变越小，但所造成的短缩却越明显；②在同一跖骨水平线(与第一跖楔关节内外侧连线平行)任意一点作为截骨顶点，IMA、DMAA改变不大，但截骨顶点越靠近跖骨中线，所引起的跖骨短缩越小；③截骨顶点固定，楔形截骨角度固定，截骨初始倾角不同，IMA跖骨长度及DMAA改变相似；④就研究本身而言，截骨顶点选择A或B点较为合适。但考虑到临床要得到一个稳定的固定，A点的位置再向跖骨轴线内移应该是最佳，这样既可以在矫形后，IMA达到一个满意的程度，进一步减少短缩，又可以使用坚强的内固定维持矫形结果。

但这对于基底楔形闭合截骨的研究并不完善，因为临床手术操作实际是在三维的空间内进行，为此作者进行了模型截骨，研究截骨前后，第一跖骨在空间位置的改变。主要涉及两个方面：截骨锯片垂直于跖骨干或垂直于水平面。通过测量，作者发现，两者相比，矫正后，前者跖骨明显抬高，而在IMA矫正程度上，两者之间仅有1°的差别。在跖骨短缩程度上，前者略小于后者。以往发表的文献观点不建议使用垂直于跖骨干进行截骨的原因就在于它导致跖骨头抬高。但在临床实际操作中，使锯片绝对垂直于水平面相当困难，故常将远端截骨端跖屈后再与近端截骨面对合，使两者之间有2 mm的台阶。这样既可以达到矫正目的，又可以不使跖骨头抬高,同时还能进一步减少跖骨干短缩。所以在截骨时，作者认为，摆锯锯片的方向不是苛求必须垂直于水平面。

结论：如果要使该截骨术进一步接近理想截骨(既要有良好的矫形，有需要避免抬高，同时还要保证最小程度的短缩跖骨)，截骨时，要遵循以下几点：①最佳的楔形截骨顶点并不在关节内侧缘，而是距离关节内侧缘 1 cm，再向跖骨中线靠近，既可以得到良好矫形，固定稳定，又可以进一步减少跖骨短缩；②摆锯锯片方向以垂直于水平面为最佳，但比较难以把握，术中也可以不用刻意追求，近似于垂直于水平面即可，既不影响矫形效果，又可最大程度的减少跖骨短缩。闭合骨性合页时，跖屈截骨远端，使与近端有2 mm的台阶即可避免跖骨头抬高；③近端截骨面的角度选择，根据所用内固定情况既可以垂于跖骨干，也可以与跖骨干成锐角，这样不会改变截骨矫形的效果。

总之，拇外翻术后出现转移性跖痛症与多种因素有关。如手术方式本身的缺陷，操作精度内固定选择，早期负重康复方式等有关。通过理论分析，实验研究及临床实践，也证实这一观点，所以临床要使用坚强的内固定，同时尽量使用前足免负重鞋进行日常必要的活动。一般截骨术都伴有跖骨长度的丢失，对于基底截骨术更是如此。单纯的认为短缩容易导致术后转移性跖痛症，其实这样理解并不全面。首先轻度的短缩有利于减少第一序列长度，有利于畸形纠正，其次减低跖趾关节压力，降低关节炎发生风险，再次，第一跖骨外旋后，IMA恢复，在步态能够形成更有效的杠杆，更有利于步态中推进的完成。所以跖骨短缩不是错误，过度短缩才是风险。近些年来，通过不断改进手术技巧，改良截骨方式，手术器械等，已经明显降低了跖骨干过度短缩，也明显降低了转移性跖痛症的发生率。

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