股骨骨髓腔的形态学研究及其临床意义
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摘要：目的 建立国人股骨骨髓腔的形态学参数，为设计和选择适合国人的股骨髓内钉内固定器械提供形态学依据。方法 选择正常成人股骨全长X线片(含标准正、侧位片)52例，应用图像分析软件进行形态学参数测量。结果 股骨骨髓腔全长为(33.51±0.63)cm(男)和(33.13±0.64)cm(女)；狭窄段长度为(5.61±0.49)cm(男)和(5.17±0.46)cm(女)；髓腔最狭窄点位于髓腔中点近侧，距离为(3.55±0.15)cm(男)和(3.52±0.27)cm(女)，狭窄点髓腔矢状径较冠状径大，分别为(1.215±0.113)cm 和(1.077±0.116)cm，髓腔弧度半径为(120.608±6.089)cm。结论 股骨骨髓腔长度、狭窄部形态及弧度等参数在交锁髓内钉的设计和应用中发挥着制约性作用。
关键词：股骨；骨髓腔；形态学；髓内钉
Morphological study of the femur medullary cavity and its significance
Yan Hongwei, Zhang Jie, Liu Kai, Wang Kunzheng,Liu Jun, Song Jinhui, Zhang Kaifang, Yuan Guolian
(Department of Orthopedics, the Second Affiliated Hospital, Medical School of Xian Jiaotong University, Xian 710004; Department of Orthopedics, Xian Railway Hospital , Xian 710004, China)
ABSTRACT: Objective To provide morphological reference for designing and selecting the intramedullary nail fixation suitable for Chinese by setting up the morphological parameters of the femur medullary cavity. Methods The image analysis software was used to measure the morphological parameters of the 52 normal adult case of the total length femur Xray photograph (contain Xray photograph of standard frontal and lateral ones ). Results The total length of femur medullary cavity were (33.51±0.63)cm (male) and (33.13±0.64)cm (female); the length of the narrow point were (5.61±0.49)cm (male) and (5.17±0.46)cm (female); the narrowest part were located on the proximal end of medullary cavity the distance of them were (3.55±0.15)cm (male) and (3.52±0.27)cm (female); the sagital diameter were longer than the coronal diameter of the narrow point medullary cavity, the front one were(1.215±0.113)cm and the other one were (1.077±0.116)cm; the arc semidiameter of medullary cavity were(120.608±6.089)cm. Conclusion The length of the femur medullary cavity, the form of narrow part and the arc were exerting the conditionality function for designing and applying the Chinese intramedullary nail fixation.
KEY WORDS: femur; medullary cavity; morphological; intramedullary nail fixation
人类的股骨形态具有很大的差异，年龄、性别、民族、地域、遗传及生活方式等均是其影响因素[12]。了解股骨的形态学特征，不仅对于股骨损伤后的治疗与康复等具有重要的临床意义，而且也可以为人类学研究积累资料，为设计适合股骨解剖学形态特点的医用内置物(如髓内钉、人工关节等)提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料 从本院放射科过去两年X线摄片机(柯达计算机X线摄影成像系统/CR)所摄股骨全长X线片(存于数据光盘中)中，选择成人的正常股骨全长X线片(含标准正、侧位片)52例，其中男26例，女26例。
1.2 方法 将入选X线片从数据光盘或X线摄片机中导出至计算机中，应用图片浏览软件Photoshop 6.0将X线片还原至1∶1比例，消除由于放大率所造成的误差，应用软件自带标尺对目标测量区进行测量，在窗口直接可记录测量值。
1.2.1 测量指标 ①股骨骨髓腔全长：小转子顶点至股骨内、外侧髁最宽处的垂直距离；②股骨骨髓腔狭窄段长度：股骨正位X线片上从髓腔最狭窄点向上、向下其径线变化不超过1mm的髓腔，称为股骨骨髓腔狭窄段；③股骨骨髓腔狭窄点矢状径和冠状径：股骨正、侧位片上，平股骨骨髓腔最狭窄点水平髓腔的相应径线长度；④狭窄段皮质厚度：正位片上股骨狭窄段内，外侧皮质骨厚度平均值，侧位片上前、后侧皮质骨厚度平均值⑤狭窄点位置：股骨正位X线片髓腔最狭窄处距小转子顶点的距离；⑥弦高：侧位片上、经小转子上缘平面和经股骨内、外髁平面，这两个平面与股骨前侧骨皮质的交点的连线距股骨前侧骨皮质的最远垂直距离；⑦弦长：相当于股骨骨髓腔全长；⑧弧度半径：指股骨向前外侧的生理弯曲，以弧度半径(cm)表示，弧度半径指该段圆弧所对应的圆的半径大小，已知弦长L，弦高H，设弧度半径为R，则R=[H2+(L/2)2]/2H；⑨狭窄点与髓腔中点的距离：骨髓腔全长一半减去最狭窄点位置可得出此项参数，差值为正值，说明最狭窄点位于骨髓腔中点的近侧；⑩股骨骨髓腔狭窄段长度与骨髓腔全长之比：表示股骨骨髓腔狭窄段的相对长度。
1.2.2 统计学处理 实验数据以±s表示，采用SPSS.11.0统计软件行t检验，P<0.05认为有统计学差异。
2 结果
2.1 国人股骨骨髓腔的测量结果 由表1可以看出， 国人股骨骨髓腔各测量指标中除狭窄段皮质厚度存在性别差异外，余各项指标的性别差异均不显著。男性皮质骨厚度较女性大的原因可能与男性运动多及体力劳动强度大有关。
表1 股骨骨髓腔参数测量结果(略)
Table 1 The parameter measurement of femur medullary cavity
2.2 与国内相关文献比较情况 万黎、王永清等[34]对国人股骨骨髓腔进行了较为全面的测量，本组测量结果与万黎组、王永清组相比较，除狭窄点与髓腔中点距离无差异外，余各指标均存在显著差异，引起差异原因除标本因素及测量手段精确度不同外，对指标的定义差别也是重要原因之一，例如弧度半径的测量(表2)。
表2 与国内相关文献比较情况(略)
Table 2 Comparison with the inteval document
3 讨论
3.1 髓腔形态学研究的材料选择 骨髓腔形态学研究的材料有干骨、防腐湿骨、新鲜尸骨及活体的在体测量。干骨、防腐湿骨、新鲜尸骨等标本因为数量有限，在小样本量的测量中如何防止过大的抽样误差是个难以回避的问题。研究发现[5]，防腐湿骨与新鲜尸骨的形态学研究结果基本相同，而干骨由于脱水后对于松质骨的变化影响较大，其与防腐湿骨、新鲜尸骨及在体测量的结果有显著性差别。在体测量能真实反映骨髓腔的生理形态，适用于大样本的普查，测量结果准确。就标本获得的难易程度而言，防腐湿骨是形态学研究中最合适的材料；就骨髓腔形状、皮质骨及松质骨的分布规律研究而言，尸体标本的直接测量较其他方法更贴近实际。故在骨髓腔的形态学研究中，研究材料的选择不可一概而论，防腐湿骨可与志愿者的在体测量及X线图库资料的测量相互补充，取长补短，共同在骨骼人类学研究中发挥重要作用。
本研究以柯达计算机X线摄影成像系统(CR)为研究手段，对国人的股骨、胫骨骨髓腔进行了形态学参数的在体测量，为下一步设计适合国人髓腔解剖特点的交锁髓内钉提供了可靠的形态学依据。但在国人股骨外在解剖特点的研究上涉足尚浅，进一步深入研究国人股骨的整体及骨髓腔解剖特点将会为丰富骨骼人类学提供可靠的理论基础。
3.2 股骨骨髓腔各测量指标的临床意义 随着髓内钉技术的日益成熟，特别是交锁髓内钉技术的广泛应用，人们对长管状骨骨髓腔形状的了解提出了迫切要求，加快各种进口交锁髓内钉的国产化进程亦需要对国人的长管状骨的骨髓腔参数进行大样本、广覆盖的调查研究。因此，对国人长管状骨骨髓腔参数进行深入研究，以尽快设计出符合国人解剖特点的创伤骨科内固定器械及关节假体仍是一个十分重要的课题，其不但可丰富人类学研究成果，也对髓内钉的研制及临床应用具有重要意义[6]。
股骨骨髓腔长度、狭窄部形态、弧度等参数在交锁髓内钉的设计和应用中发挥着制约性作用，骨髓腔的长度决定了对髓内钉长度的设计和选择。谭进等[7]测得成都地区成人干燥股骨标本的体长为：男性(340.43±17.42)mm，女性(325.12±21.26)mm；最大值与最小值范围男性为395.00-384.50mm，女性为394.00-266.00mm。王永清等[4]对18根成年人新鲜不成对股骨标本进行测量，测得股骨骨髓腔生理长为(42.000±2.210)cm。本组共在体测量成年男、女各26例正常股骨X线片，测得男性股骨骨髓腔全长为(335.0531±6.3180)mm，最大值与最小值范围为345.69-322.68mm，女性股骨骨髓腔全长为(331.2796±6.4042)mm，最大值与最小值范围为341.52-322.05mm。由于本组定义股骨骨髓腔全长为小转子顶点至股骨内、外侧髁最宽处的垂直距离，结合国内文献报道[4]，大小转子间顶点平面的垂直距离为(4.5±0.4)cm，故而推测国人股骨交锁髓内钉的长度设计范围为本组股骨骨髓腔全长加上大小转子间顶点平面的垂直距离较为适宜。
狭窄段形态主要包括狭窄段长度、最狭窄点矢状径与冠状径大小、狭窄段内、外、前、后侧皮质厚度及最狭窄点位置等参数，而最狭窄点冠状径大小与局部皮质骨厚度等参数在交锁髓内钉的直径设计和扩髓应用中最具特殊意义。由于狭窄段髓腔为矢状径长，冠状径短的近似柱体，故最狭窄点的冠状径大小决定了髓内钉的直径设计和直径选择。扩髓除可引起脂肪栓塞、骨内膜血供破坏、热效应导致骨质坏死外，其直接后果是造成骨皮质变薄，骨强度下降。研究发现[8]，扩髓后虽可插入更粗更坚固的髓内钉，使钉骨的接触面积更长，固定更安全，然而扩髓造成的骨皮质变薄会使骨的强度相对降低。实验表明，在相同载荷情况下，扩髓从10mm增至12mm，骨的最大应变增加13%，继续扩髓至14mm，骨的应变增加25.5%(与12mm应变相比)，继续扩髓至16mm，骨的应变与14mm时应变相比，增加了70%。可见在载荷不变的情况下，应变的增加表明扩髓导致了骨强度的降低。所以狭窄段皮质骨厚度测量对指导交锁髓内钉的临床应用亦具有重要的指导意义。本组测得股骨狭窄段长度男性为(56.0488±4.8742)mm，女性(51.6812±4.6184)mm，狭窄点矢状径为(12.1531±1.1128)mm，狭窄点冠状径为(10.7710±1.1593)mm，狭窄段前侧皮质厚度男性为(6.6854±0.6401)mm，女性(5.6458±0.6035)mm，狭窄段后侧皮质厚度男性为(7.9996±0.4542)mm，女性(6.6746±0.8733)mm，狭窄段内侧皮质厚度男性为(8.1750±0.5750)mm，女性(6.9165±0.9817)mm，骨髓腔最狭窄点位于骨髓腔中点近侧(35.142±2.140)mm处。据测量结果推测，髓内钉的直径设计范围以(10.7710±1.1593)mm为宜，虽然不扩髓是目前交锁髓内钉应用和选择的趋势，但在为获得固定稳定性而进行术中扩髓时，建议使用有限扩髓并选择直径较小髓内钉，髓腔扩大程度以2-3mm为宜，以使扩髓对骨强度的影响次于其他因素的影响。
通过对股骨外部整体及髓腔解剖特点的研究证实，股骨有一个均匀一致的前弯曲，这是股骨交锁髓内钉设计和选择中应优先考虑的解剖结构。如何使股骨交锁髓内钉既能基本符合骨髓腔结构特点而又具有良好的骨折固定功能，是股骨交锁髓内钉设计中所要研究和解决的关键问题。髓内钉总体形态与股骨骨髓腔形态的一致性可保证髓内钉顺利地通过股骨狭窄段并尽可能多地伸入股骨远端，从而增加其固定骨折的轴向稳定性和适用范围。而髓内钉曲线与股骨曲线间的不恰当适应往往可以导致髓内钉的严重扭曲及骨片的错位。Zuber等[9]报道欧洲人股骨骨髓腔弧度半径为80-150cm，王永清等[4]报道国人股骨非松质骨区中轴弧度半径为70-125cm，两者差别较大。本组测得国人股骨骨髓腔弧度半径为(120.6077±6.0890)cm，将其与国内相关报道进行比较，发现本组结果较其他两组结果偏大，引起差异的原因可能是对髓腔全长的定义不同及测量方法差异引起，但本组结果更能反映股骨非松质骨区的弧度。这一弧度也正是对髓腔钉钉体弧度设计需要重点参考的因素。
参考文献：
[1]沈慧勇，丁悦，刘尚礼，等. 股骨上段的测量与股骨假体的设计 [J]. 中国临床解剖学杂志, 1999, 17(2):148149.
[2]Laine HJ, Lehto MU, Moilanen T. Diversity of proximal femoral medullary canal [J]. J Arthroplasty, 2000,15(1):8692.
[3]万黎，张日华，黎建明，等. 成人股骨髓腔的解剖学测量及弹力内锁钉的设计应用 [J]. 中国临床解剖学杂志, 2002, 20(3):176178.
[4]王永清，罗先正，刘长贵，等. 国人股骨胫骨髓腔的形态学研究及交锁髓内钉的改进 [J]. 中华骨科杂志, 1998, 18(4):215218.
[5]李颖，吴继明，郭昌旭，等.肱骨髓腔的形态学参数测量及临床意义 [J]. 中国临床解剖学杂志, 2004, 22(2):199202.
[6]Yan Hongwei, Wang kunzheng, Kang Bin, et al. The morphological measure of the tibial medullary cavity and its significance [J]. ACAD J XJTU, 2004,16(1):5457.
[7]谭进. 国人股骨的形态特征及其临床意义 [J]. 四川解剖学杂志, 2002, 10(3):163167.
[8]罗先正，张薇.髓内钉的生物力学设计 [J]. 中华骨科杂志，1997,17(4):272276.
[9]Zuber K, Schneider E, Eulenberger J. Form and dimension of the bone marrow cavity of the human femur with reference to the fit of intramedullary implants [J]. Unfallchirurg, 1988, 91(7):314319.
(编辑 卓选鹏)
基金项目：陕西省科技攻关资助项目(No.2002K10G1)
(西安交通大学医学院第二附属医院骨科，陕西西安 710004；西安铁路医院骨科，陕西西安 710004)
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