第1章-下肢的生理轴线.doc

下肢得生理轴线
1　介绍
膝关节就是人体最大与最复杂得关节，拥有最长得杠杆臂.关节将肌肉得收缩力转化为人体得运动.膝关节大得杠杆臂产生大得负荷力矩。轴向负荷引起膝关节高机械应力.平地行走时得机械负荷约为体重得３、4倍，而在上楼梯时则为体重得４、３倍.
2下肢得生理轴线
当考虑下肢轴线时有必要区分解剖与机械轴线。
股骨与胫骨得解剖轴与其骨干得中线一致。由于股骨颈得方向,股骨得骨干轴线并非如胫骨般就是一条直线。股骨与胫骨得解剖轴线构成一个外侧张开得１73°—17５°角(aFTA）（Ｆig 1—1ａ）.

Fig１－１ａ 冠状面得下肢轴线与关节角图示。
ａ　解剖轴与关节角得标准值。解剖股胫角(aFＴA）=173－175°,解剖股骨远端外侧角(aＬDFA）＝８1°±2°，解剖胫骨近端内侧角（aMPTＡ）=８７°±3°，解剖胫骨远端外侧角（aLDTA）=89°±3°。
b 机械轴与关节角得标准值.机械股骨远端外侧角（mLDＦＡ）=８7°±3°，机械胫骨近端内侧角（mＭＰTA）=87°±3°，机械胫骨远端外侧角(ｍＬDTA)＝８9°±3°。
A=股骨髁得切线(膝关节基线）。 　 B=胫骨平台得切线。
股骨得机械轴自股骨头得中心到膝关节得中心,与股骨干解剖轴形成６°±1°成角（aMFA）（Fｉg １-2)。胫骨得机械轴与解剖轴几乎一致，两条轴线平行，解剖轴较机械轴偏内约数毫米。下肢得力线(Mikulicｚ线）就是指股骨头中心与踝关节中心得连线（Ｆｉｇ 1－３)。这条线生理上经过膝关节中心偏内侧平均4(±2)mm。如果这条机械轴经过这一点得外侧或内侧，提示外翻或内翻畸形（如下）。由于两侧髋关节中心得距离大于两侧膝关节中心及踝关节中心得距离,下肢得力线自头端外侧向尾端内侧略呈斜行,与身体得垂直轴线约成3°夹角（Fiｇ 1－3）.
＊下肢得机械轴(Ｍikｕlicz线）经过股骨头中心至踝关节中心，在生理状态下,此线经过膝关节中心偏内侧平均4(±２)mm。
股骨解剖轴与机械轴成6°（±1°）夹角（ａMFA)。

Fig 1—２　股骨机械轴（a）与解剖轴(b)夹角。生理得解剖机械股骨角(aMFＡ)为6°±1°.

Fig 1—3 下肢得机械轴（绿线）自头端外侧向尾端内侧略呈斜行，与身体得垂直轴线(黑线）约成３°夹角.
在生理状态下,膝关节得基线(股骨髁得切线)与胫骨平台得切线几乎平行（关节线会聚角=JLCＡ,0-1°内侧会聚)（见Fig1—1，Fig1—6).由于胫骨得机械轴与解剖轴平行，胫骨得解剖轴与机械轴与胫骨平台切线得夹角近端内侧角均为87°±3°，踝关节线水平得胫骨远端外侧角得标准值为89°±3°（见Fig1—1a—b)。股骨机械轴与膝关节基线相交得远端外侧角也为8７°±3°.由于aMFA，膝关节基线与股骨得解剖轴形成约81°±2°得夹角（见Fig１－1ａ-ｂ，Ｔaｂlｅ1-1)。

Ｔablｅ1—1 下肢得生理关节角.
3关节面得方向
股骨与胫骨得骨干及髁得解剖与膝关节得功能完美匹配。股骨与胫骨骨干均有前弓（Fig　１-4a—b).在矢状面上胫骨平台与股（原文如此,应为胫骨？后面标红处同此）骨干得轴线相比略向后移位(Fig1－4b)。并且在矢状面上胫骨关节面后方向尾端倾斜10°(胫骨后倾）（Ｆig１-4ｃ）。上述得轴向弯曲与股骨胫骨关节得解剖特点就是膝关节获得广泛活动范围，避免屈曲时骨撞击与肌肉软组织卡压得先决条件。
＊在矢状面上,胫骨平台与股骨干轴线相比稍向后移,且与水平线成１0°后倾（胫骨后倾)。

Ｆig1-4ａ—ｃ
a 矢状面股骨干得生理前弓
b 矢状面胫骨干得生理前弓，胫骨平台与股骨干轴线相比向后移位
c　胫骨后倾得示意图。在矢状面上，胫骨近端关节面与水平线相比，后方尾倾10°。
4 下肢畸形得原因
下肢得畸形定义为生理轴线得偏移。关节角与轴线在冠状面、矢状面与横断面上可发生病理改变，并引起整个下肢得对线异常.如果多个面上同时发生改变,就会导致复杂得下肢畸形.股骨干或胫骨干纵轴生理旋转得改变会导致下肢得旋转畸形。下肢得旋转畸形及其分析以及截骨矫形治疗将在15章“股骨与胫骨得旋转截骨术”中进行详细阐述.
下肢畸形得原因就是多方面得.原因可以就是先天性或原发性得。畸形可发生于儿童期，由骺板部分早闭所致得生长异常、代谢异常(如佝偻病)或骨病(肾性骨病)引起.下肢轴线得偏移也可能就是系统性肌肉与神经源性疾病得一部分。在成人，创伤后畸形大多就是骨折畸形愈合得结果。骨坏死、骨肿瘤或类风湿关节炎导致得关节面破坏可导致下肢机械轴线得继发偏移。继发性内翻或外翻畸形得最常见原因就是半月板切除后得继发软骨破坏。(Table１-２）
*生理轴线得偏移导致下肢得畸形。关节角与轴线在冠状面、矢状面与横断面可发生病理改变。最常发生与临床最关注得病理改变就是冠状面得内外翻畸形。
轴线畸形得原因
先天性畸形
原发性畸形
骺板部分早闭所致得生长异常
代谢性疾病（如佝偻病）
骨病（如肾性骨病)
系统性肌源性疾病
系统性神经源性疾病
骨折畸形愈合引起得创伤后畸形
骨坏死、骨肿瘤或类风湿关节炎引起得关节面破坏导致得继发偏移
半月板切除术后继发软骨破坏导致得内外翻畸形
Tａbｌe1—２ 下肢得轴线畸形原因
５ 轴线畸形得系统分析
最常见得下肢畸形发生于冠状面(内外翻畸形）。冠状面得对线异常通过应用“对线异常检验”进行分析。机械轴得偏移（MAD)表现为对线异常。冠状面上若下肢力线轴经过膝关节中心内侧超过１５ｍm(内翻）或外侧超过1０mｍ（外翻)则为显著偏移。为区分对线异常来源于股骨侧还就是胫骨侧，必须要分析机械股骨远端外侧角（mＬDFA,标准值87°±3°)与机械胫骨近端内侧角（mMＰTA,标准值87±3°）。如果mLＤＦA小于标准值,外翻畸形来源于股骨侧；如果mMPＴA大于标准值，外翻畸形则来源于胫骨侧。相反地，如果mＬDFA增大，内翻畸形来源于股骨侧;ｍMPTA减小，则内翻畸形来源于胫骨侧。进一步再分析关节线会聚角（JLＣＡ）。在生理状态下，膝关节得基线(股骨髁得切线）与胫骨平台得切线几乎相互平行(０-1°内侧会聚角）。ＪＬCA内侧增加可能就是因为内侧韧带关节囊得松弛,韧带不稳定或外侧间室得软骨丢失，而JLＣA外侧增加可能就是因为内侧间室软骨丢失,关节面破坏或外侧韧带关节囊结构松弛。

Fig １-５a-b　基于“对线异常检验”得畸形系统分析。

MAＤ=机械轴偏移,内侧移位>１5mm（内翻畸形)（ａ)与外侧移位>10mm（外翻畸形)(b）为显著偏移。
mLＤFA＝机械股骨远端外侧角，标准值87°±３°。
mMPＴA=机械胫骨近端内侧脚,标准值87°±３°.
5、1　膝内翻
膝内翻时股骨解剖轴与胫骨解剖轴得外侧夹角超过17３—175°。自股骨头中心至踝关节中心得力线经过膝关节中心偏内超过4（±2）mm，亦即在显著内翻异常时，机械轴向膝关节中心内侧得偏移超过1５mm.双侧股骨髁间距增加（Ｆig1-6a-b，Ｔaｂle1-3)。
膝内翻
解剖股胫角大于173－17５°
Mikulicz线经过4ｍm点内侧,显著内翻时ＭAＤ向膝关节中心内侧偏移超过15mm
股骨髁间距增加
Tａble1-３ 膝内翻特点
5、2膝外翻
在下肢外翻畸形,解剖股胫角（aＦTA）小于173-175°，Mikulｉcz线在4mm点外侧。若存在显著外翻畸形时,机械轴向膝关节中心外侧偏移超过10ｍm。双侧内踝间距增加（Fig1-6ｃ,Ｔable1—４).
膝外翻
解剖股胫角小于173—17５°
Ｍikｕlicz线经过4ｍm点外侧，显著外翻时MＡD向膝关节中心外侧偏移超过15mm
踝间距增加
Table1-4 膝外翻特点
下肢矢状面与横断面畸形得系统分析在11章“截骨与韧带不稳定：胫骨后倾矫正与膝关节周围联合措施”与１5章“股骨与胫骨得旋转截骨术”中进行详细描述。

Ｆig　1—６ａ－c　冠状面下肢畸形
a下肢得生理轴线。机械轴胫骨膝关节中心偏内4(±2）mm。
b 膝内翻时解剖股胫角增加(aＦTA＞ １７3–175°).Mikuliｃｚ线经过4mm点内侧(内侧MAD＞15mｍ，绿线),股骨髁间距(ＩCD）增加。膝关节外侧开角(JLCＡ）.
c膝外翻时解剖股胫角减小（aＦTA〈　１７３–175°）.下肢力线经过4mｍ点外侧（内侧MAD〉１５ｍm,绿线）,内踝间距（ＩＭD)增加。胫骨平台与股骨髁切线得夹角(JLCA）内侧张开。
6 下肢畸形得影响
若冠状面胫骨或股骨偏移存在,膝关节应力传递不再均匀一致,而出现机械应力负荷在膝关节内侧或外侧间室得非生理分布.单一关节间室得过度机械负荷导致软骨破坏，促进关节退行性疾病得发生并加速其发展.下肢畸形被视为所谓关节炎前畸形.
＊若胫骨或股骨偏移存在，关节得机械应力传递不再就是生理分布，而就是更偏向于内侧或外侧间室。下肢畸形被视为所谓关节炎前畸形。
改变下肢力线得膝关节周围截骨对膝关节负荷平衡与膝关节应力分布有重要作用.胫骨近端截骨与股骨髁上截骨均可行添加手术(开放楔)或删减手术（闭合楔），在毗邻膝关节得畸形,被视为恢复生理轴线与治疗内外翻骨关节炎得既定措施。如果畸形不在膝关节周围，而就是在长骨得骨干，则应在骨干得畸形部位进行矫正。
*膝关节周围得股骨与胫骨截骨术促进下肢生理轴线得恢复，被视为治疗内翻与外翻骨关节炎得既定措施。