蒙古族人群股骨近端解剖参数X 线测量

李佳伟， 张静， 李灿然， 兰文杰， 籍庆余， 郭志勇张云凤， 刘启， 陈清威*， 李筱贺*

1.内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院影像中心，内蒙古 包头 014030； 2.包头市肿瘤医院，内蒙古 包头014030； 3.内蒙古医科大学人体解剖教研室，呼和浩特 010000； 4.内蒙古医科大学第二附属医院影像科，呼和浩特010000

全髋关节置换（total hip arthroplasty，THA）是骨性关节炎、股骨头坏死、股骨颈骨折等髋关节疾病终末期治疗的有效手段[1]，可有效减轻患者疼痛，提高术后生活质量。以上病患以老年人为主体[2]。随着老龄化的进程，THA 的数量不断增加。术后恢复患髋生物力学是THA 成功的关键。术前规划、手术入路、假体选择及解剖重建等影响THA 效果。术中解剖重建不良可致患者术后下肢不等长、疼痛及假体脱位，这些并发症可能需要再次手术翻修，无疑加重了患者及社会的经济负担[3,4]。术后重建依赖于合适的假体及对股骨近端解剖的准确认识，因此研究股骨近端解剖特点具有实际意义。股骨近端形态随地域、性别、民族及生活习惯的不同而存在一定差异[5,6]，国内已有针对不同地区人群股骨近端形态特点的研究报道[7～11]，但缺乏内蒙古蒙古族人群的数据。本研究利用X 线测量331 例蒙古族人群股骨近端解剖参数，有助于指导特定人群的假体设计及术中解剖重建。

1 材料与方法

1.1 研究对象

随机选取2020 年1 月至2022 年9 月于内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院影像中心、内蒙古医科大学第二附属医院、包头肿瘤医院行单侧股骨X 线检查的蒙古族患者，纳入标准：扫描范围包括股骨中上2/3 及髋臼；30 岁以上；长期牧区生活史。排除标准：图像质量不佳，影响测量；患有对股骨近段髓腔形态或骨量有影响的疾病，如畸形、局部骨缺损、骨肿瘤及髋关节手术史等。最终纳入331 例，其中男性152例，平 均 年 龄（58.04±13.93）岁，女 性179 例，平 均（62.78±14.59）岁。本研究通过内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院伦理委员会批准（伦理批号：2X-001）。

1.2 研究方法

1.2.1 设备及软件 采用DR（Philips，Netherlands）拍摄股骨正位X 线片，拍摄参数：电压85 kV，电流16 mA，曝光时间16.0 ms，焦距110 cm；拍摄时患者站立，双下肢内旋15°，投照中心置于股骨近端。采用医学影像信息采集系统（华海PACS，中国）测量股骨近端参数。

1.2.2 观察指标 本研究按照Noble 等[12]的方法测量7 项股骨近端形态参数，包括股骨头直径（femoral head diameter，FHD）、股骨头偏心距（femoral offset，FO）、股骨颈干角（femoral neck shaft angle，FNSA）、小转子中点层面髓腔内径（T0）、小转子中点上20 mm层面髓腔内径（T+20）、小转子中点下20 mm 层面髓腔内径（T-20）、峡部髓腔内径，见图1。

图1 股骨近端形态参数测量示意图A.股骨头直径 B.股骨头偏心距C. T+20 层面髓腔内径 D.T0 层面髓腔内径 E. T-20 层面髓腔内径F.峡部髓腔内径 G.股骨颈干角CFI=C/F MCFI=C/EFig. 1 Schematic diagram of morphometric parameters of the proximal femur. A, femoral head diameter(FHD); B, femoral head offset(FO); C, medullary transverse diameter at the 20 mm above lesser trochanter(T+20); D, medullary transverse diameter at the lesser trochanter(T0); E, medullary transverse diameter at the 20 mm below lesser trochanter(T-20); F,medullary transverse diameter of isthmus; G, femoral neck shaft angle(FNSA); CFI=C/F; MCFI=C/F.

1.2.3 其它参数 股骨颈轴线：在X 线平片对股骨头进行圆形拟合，拟合圆圆心即股骨头中心，股骨颈最狭窄处中点与股骨头中心的连线命名为股骨颈轴线[13]。股骨干近端轴线：股骨小转子下缘及其远端5 cm 处股骨干中心点的连线[14]。股骨髓腔开放指数(canal flare index，CFI)、干骺端髓腔开放指数(meta physeal canal flare index，MCFI)。参数定义见表1。

表1 各参数定义Tab.1 Definition of parameters

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 股骨近端参数不同性别间比较

股骨头直径、股骨头偏心距、T0、T-20、T+20、峡部层面髓腔内径以及MCFI 在不同性别间差异有统计学意义，除MCFI 均值女性偏大外，其余参数均值男性偏大；颈干角、CFI 在不同性别间差异无统计学意义（表2）。

表2 蒙古族人群不同性别间股骨近端解剖参数的比较（±s）Tab.2 Comparison of anatomical parameters of the proximal femur between genders in the Mongolian population（Mean±SD）

表2 蒙古族人群不同性别间股骨近端解剖参数的比较（±s）Tab.2 Comparison of anatomical parameters of the proximal femur between genders in the Mongolian population（Mean±SD）

参数Parameter股骨头直径（mm）Femoral head diameter股骨头偏心距（mm）Femoral head offset股骨颈干角（°）Femoral neck shaft Angle T0（mm）T+20（mm）T-20（mm）峡部髓腔内径（mm）Medullary transverse diameter of isthmus CFI MCFI整体Total 50.14±3.97 41.97±5.52 122.79±5.29 29.75±4.50 47.76±5.76 22.32±3.53 11.90±2.12 4.10±0.67 2.14±0.26男性Male 53.45±2.72 43.72±5.62 122.97±5.66 31.74±4.77 50.21±5.72 23.89±3.57 12.75±2.32 4.04±0.71 2.13±0.26女性Female 47.33±2.38 40.44±4.92 122.64±4.96 28.06±3.47 45.69±4.93 20.98±2.89 11.17±1.62 4.15±0.63 2.20±0.25 t P 21.86 5.67 0.56 8.11 7.74 8.20 7.25-1.58-2.58 0.01 0.01 0.58 0.01 0.01 0.01 0.01 1.12 0.01

2.2 股骨近端参数与年龄相关性分析

T-20 及峡部层面髓腔内径与年龄正相关，CFI、MCFI 与年龄负相关，其余参数与年龄无相关性（图2，表3）。

图2 相关性分析Fig.2 Correlation analysis.

表3 各参数与年龄相关性Tab.3 Correlation between age and the parameters

2.3 本研究与文献报道比较

2.3.1 与国内研究比较 本组股骨头直径、T0、T+20、T-20 及峡部层面髓腔内径较国内研究结果偏大[7～11]。本 组 颈 干 角、CFI 及MCFI 较 国 内 报 道 偏小[8～11]。本组股骨头偏心距较白波等[9]的结果偏小，较张扬等[8]、皮益刚等[10]及章晓云等[11]偏大，见表4。

表4 本研究结果与国内外研究比较（±s）Tab.4 Comparison of morphological parameters of proximal femur with reported data at home and abroad（Mean±SD）

表4 本研究结果与国内外研究比较（±s）Tab.4 Comparison of morphological parameters of proximal femur with reported data at home and abroad（Mean±SD）

注：**P＜0.05 * P＞0.05，与本研究比较Notes: Comparing with our data, **P＜0.05, *P＞0.05.

参数Parameter地区Area样本量Sample size股骨头直径（mm）Femoral head diameter股骨头偏心距（mm）Femoral head offset股骨颈干角（°）Femoral neck shaft Angle T0（mm）T+20（mm）T-20（mm）峡部髓腔内径（mm）Medullary transverse diameter of isthmus股骨髓腔开放指数CFI干骺端髓腔开放指数MCFI本研究内蒙古蒙族331丁悦等[7]华南129张扬等[8]华南80白波等[9]华南200皮益刚等[10]湖南500章晓云等[11]广西壮族100 Noble 等[12]美国200 Massin 等[15]法国200 Rubin 等[16]不详32 50.14±3.97 45.70±2.60**45.22±3.61**44.50±3.70**44.21±3.75**43.80±4.63**46.10±4.80**45.60±4.20**43.40±2.60**41.97±5.52 37.16±3.85**44.00±4.30**38.82±5.99**38.55±4.62**43.00±6.80*41.00±6.20*47.00±7.20**122.79±5.29--129.61±10.32**-128.29±5.74**127.67±4.13**124.70±7.40**123.10±8.20*122.90±7.60*29.75±4.50 47.76±5.76 22.32±3.53 11.90±2.12 24.85±2.94**42.47±5.14**17.90±3.00**10.50±2.00**25.62±4.02**41.69±4.43**19.78±2.43**9.34±1.68**25.70±2.30**42.90±4.00**20.20±2.60**10.10±1.70**25.47±3.60**43.55±5.26**18.32±2.98**10.71±2.26**25.95±2.42**41.98±3.02**19.86±1.46**9.83±1.15**29.40±4.60*45.40±5.30**20.90±3.50**12.30±2.30**26.50±3.60**44.10±6.00**19.60±2.90**12.40±2.30**27.90±3.60**43.10±5.00**21.00±2.70**13.10±2.10**4.10±0.67 2.14±0.26--4.59±0.84**--4.24±1.00**2.42±0.35**3.80±0.74**3.60±0.80**3.36±0.75**

2.3.2 与国外研究比较 本组股骨头直径、T0、T+20、T-20 及CFI 结果偏大，峡部髓腔内径结果偏小。本组股骨颈干角较Noble 等[12]的结果偏小，与其他研究结果差异无统计学意义[15,16]；与Rubin 等[16]的结果比较，本组股骨头偏心距偏小，与其他研究比较差异无统计学意义[12,15]（表4）。

3 讨论

3.1 本研究临床意义

全髋关节置换术选择合适的假体可减少股骨近端的应力遮挡，利于术后初始稳定及远期骨长入[17]，同时有助于术中解剖重建，从而提高患者术后生活质量并延长假体的使用寿命。假体设计及选择依赖于股骨近端解剖结构特点，不同地区、不同民族人群间股骨近端解剖差异较大[6]，了解不同地区、民族间股骨近端解剖形态有助于设计符合本地区人群的假体。蒙古族人口数量位居我国少数民族第6 位，约600 万人[18]，有研究认为蒙古族人群盆腔、股骨较南方人群偏大，骨量偏多[19]，蒙古族人群股骨近端解剖相较南方人群是否存在一定差异尚未明确，本研究通过大样本X 线测量，建立内蒙古地区蒙古族人群股骨近端形态参数数据库，比较不同地区、不同民族间股骨近端解剖差异，为本地区蒙古族人群股骨假体设计、改进提供参考。

3.2 股骨近端各解剖参数临床价值

股骨头假体尺寸与髋关节置换术后关节脱位、假体界面磨损有关，大直径的股骨头假体可显著降低术后脱位的风险，但同时也增加了假体界面的磨损[20～22]。选择合适的股骨头假体有助于降低术后脱位及假体界面磨损。美国推荐非骨水泥THA 使用36 mm 的股骨头假体，骨水泥THA 使用32 mm 的股骨头假体[23]。本研究测得内蒙古地区蒙古族人群股骨头直径为（50.14±3.97）mm，男性均值大于女性，与既往研究一致[10]，与国内外研究比较，蒙古族人群股骨头直径较欧美等国及我国南方人群股骨头偏大。

股骨偏心距及股骨颈干角是重要的术中解剖重建参数。股骨头偏心距影响髋关节外展力量及关节活动度[24]，恰当的股骨头偏心距能够减少假体的失效及假体的松动[25]。Mahmood 等[4]证实术后偏心距重建偏小的患者骨关节炎指数评分下降，外展肌肌力下降，助行器使用频率增多。本研究测得蒙古族人群股骨头偏心距为（41.97±5.52）mm，比Rubin 等[16]的结果偏小，与Noble 等[12]、Massin 等[15]结果比较差异无统计学意义，而相比国内研究，较白波等[9]的结果偏小，较丁悦等[7]、张扬等[8]、皮益刚等[10]、章晓云等[11]南方人群结果偏大，相差约3～4 mm。股骨颈干角影响股骨偏心距的重建，理论上，假体的颈干角偏小可使股骨头偏心距增大[26]，进而影响外展肌肌力、髋关节活动范围。Charles 等[27]研究不同颈干角假体在术后股骨头偏心距重建情况，发现使用131°颈干角的假体股骨头偏心距重建率为90.8%，而135°颈干角的假体股骨头偏心距重建率仅为40.8%。Bachour 等[28]更倾向于在THA 术中使用接近生理颈干角的假体。本研究蒙古族人群股骨颈干角为（122.79±5.29）°，较Noble 等[12]的结果偏小，与Massin 等[15]、Rubin 等[16]的结果比较差异无统计学意义，而与国内张扬等[8]、皮益刚等[10]及章晓云等[11]的研究相比均偏小。不同地区间股骨头偏心距、颈干角参差不齐，术前应精确规划，大偏心距、小颈干角的假体可能更适合蒙古族人群。

假体与股骨近端的良好匹配是术后即刻稳定性的基础，通过合理的压配，给骨-假体界面的骨长入创造生长环境，最终实现假体的长期稳定[29]。股骨峡部的匹配也同样重要，峡部对限制假体下沉、抗旋转及增加轴向稳定性有重要意义。对股骨近端髓腔形态的研究有助于假体设计、术中假体的选择。本研究发现内蒙古地区人群T0、T+20、T-20 及峡部层面髓腔内径、CFI 及MCFI 与国内外人群间存在一定差异，相较国外研究，T0、T+20、T-20 及CFI 偏大，峡部髓腔内径结果偏小；与国内研究比较，T0、T+20、T-20 及峡部髓腔内径偏大，而CFI 及MCFI 结果偏小，若充分填充股骨近端髓腔，蒙古族人群假体内径应该偏大。目前认为股骨近端T-20、峡部层面、CFI 及MCFI 与年龄存在相关性，在本研究中得到验证，在假体设计时应考虑年龄因素。

综上，本研究测量内蒙古地区蒙古族人群股骨近端解剖形态特点，同时与欧美及国内南方人群进行比较，结果表明不同地区、民族间股骨近端解剖形态存在一定差异，蒙古族人群相较南方人群拥有更大的股骨头直径、股骨头偏心距、更宽的股骨近端髓腔内径、更小的股骨颈干角及CFI、MCFI，假体选择及假体的设计应考虑到不同地区、民族间的差异。目前对国人股骨近端解剖形态的研究较多，但我国地域辽阔，民族众多，缺乏对不同地域、民族人群股骨近端解剖形态的全面了解，健全国人股骨近端解剖形态数据库对设计合适的假体意义重大。